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特表2024-509754パワーバンクを介した充電残量の統合的判定
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-03-05
(54)【発明の名称】パワーバンクを介した充電残量の統合的判定
(51)【国際特許分類】
   H02J 7/00 20060101AFI20240227BHJP
【FI】
H02J7/00 X
H02J7/00 303C
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023549947
(86)(22)【出願日】2021-12-23
(85)【翻訳文提出日】2023-08-17
(86)【国際出願番号】 US2021065147
(87)【国際公開番号】W WO2022191898
(87)【国際公開日】2022-09-15
(31)【優先権主張番号】17/198,914
(32)【優先日】2021-03-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.ZIGBEE
2.BLUETOOTH
(71)【出願人】
【識別番号】315014051
【氏名又は名称】デュラセル、ユーエス、オペレーションズ、インコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100120031
【弁理士】
【氏名又は名称】宮嶋 学
(74)【代理人】
【識別番号】100107582
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 毅
(74)【代理人】
【識別番号】100118843
【弁理士】
【氏名又は名称】赤岡 明
(74)【代理人】
【識別番号】100137523
【弁理士】
【氏名又は名称】出口 智也
(72)【発明者】
【氏名】ジョーダン、トドロフ、ブーリルコフ
(72)【発明者】
【氏名】セルジオ、コロナド、ホルタル
(72)【発明者】
【氏名】フランシスコ、ホセ、レストレポ
(72)【発明者】
【氏名】ジョン、ロトンド
【テーマコード(参考)】
5G503
【Fターム(参考)】
5G503AA04
5G503BA02
5G503BB02
5G503CA08
5G503DA13
5G503EA05
5G503EA08
5G503GD03
5G503GD06
(57)【要約】
ポータブルパワーバンク及びリモートサーバが記載され、充電式デバイスは、電気的接続を介してパワーバンクから電荷を受け取る充電式バッテリを含む。システム及び方法は、パワーバンクを介した充電式デバイスバッテリの「潜在的な再充電の回数」、例えば、パワーバンクが枯渇する前に、パワーバンクが充電式デバイスバッテリを所望のフューエルゲージ(例えば、100%)に何回充電することができるか、についての判定を容易にする。潜在的な再充電の回数は、それぞれ、充電式デバイスの所望のフューエルゲージ、充電式デバイス及びパワーバンクの現在のフューエルゲージ、並びに充電式デバイス及びパワーバンクに対応する充電効率因子に基づいて、リモートサーバによって判定される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンピュータ実装方法であって、
パワーバンクデバイスの外部の充電式デバイスのバッテリに電荷を供給するように構成された前記パワーバンクデバイスから、前記パワーバンクデバイスの現在のフューエルゲージを示す第1のフューエルゲージ信号を受信することであって、前記パワーバンクデバイスの前記現在のフューエルゲージが、前記パワーバンクデバイスのバッテリの容量のパーセンテージに対応する、受信することと、
前記充電式デバイスを介して、前記充電式デバイスの現在のフューエルゲージを示す第2のフューエルゲージ信号を取得することであって、前記充電式デバイスの前記現在のフューエルゲージが、前記充電式デバイスのバッテリの容量のパーセンテージに対応する、取得することと、
1つ以上のプロセッサを介して、前記パワーバンクバッテリの第1の充電効率因子を決定することであって、前記第1の充電効率因子が、前記第1のフューエルゲージ信号に基づいて決定される、決定することと、
前記1つ以上のプロセッサを介して、前記充電式デバイスバッテリの第2の充電効率因子を決定することであって、前記第2の充電効率因子が、前記第2のフューエルゲージ信号に基づいて決定される、決定することと、
前記1つ以上のプロセッサを介して、前記パワーバンクデバイスから前記充電式デバイスの潜在的な再充電の回数を生成することであって、前記潜在的な再充電の各々が、所望のフューエルゲージへの前記充電式デバイスバッテリの充電に対応し、前記所望のフューエルゲージが、前記充電式デバイスバッテリの前記容量の第2のパーセンテージに対応し、前記再充電の回数が、少なくとも、前記所望のフューエルゲージ、前記充電式デバイスの前記現在のフューエルゲージ、前記パワーバンクデバイスの前記現在のフューエルゲージ、並びに前記第1及び第2の充電効率因子に基づいて決定される、生成することと、
ユーザインターフェースに、前記充電式デバイスの前記潜在的な再充電の回数の指標を提供することと、を含む、コンピュータ実装方法。
【請求項2】
前記第1の充電効率因子を決定することに応答して、前記1つ以上のプロセッサを介して、ユーザプロファイルにアクセスして、第2の充電式デバイスバッテリについての充電効率因子及び所望のフューエルゲージを取得することと、
前記1つ以上のプロセッサを介して、前記パワーバンクデバイスからの前記第2の充電式デバイスバッテリの潜在的な再充電の回数を生成することであって、前記潜在的な再充電の各々が、前記第2の充電式デバイスバッテリの前記所望のフューエルゲージへの前記第2の充電式デバイスバッテリの充電に対応する、生成することと、を更に含む、請求項1に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項3】
前記充電式デバイスの前記潜在的な再充電の回数の前記指標を提供することが、
前記ユーザインターフェースに、前記第2の充電式デバイスの前記潜在的な再充電の回数の指標を提供することを含む、請求項2に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項4】
前記充電式デバイスの前記所望のフューエルゲージ、前記充電式デバイスの前記現在のフューエルゲージ、前記パワーバンクデバイスの前記現在のフューエルゲージ、並びに前記第1及び第2の充電効率因子に基づいて、前記1つ以上のプロセッサを介して、前記所望のフューエルゲージへの前記充電式デバイスの再充電後に、前記パワーバンクデバイスについての残りのフューエルゲージを予測することと、
前記1つ以上のプロセッサを介して、前記パワーバンクデバイスの前記予測されたフューエルゲージに基づいて、前記パワーバンクデバイスからの前記第2の充電式デバイスバッテリの前記潜在的な再充電の回数を調整することと、を更に含む、請求項2又は3に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項5】
前記充電式デバイスの前記潜在的な再充電の回数の前記指標を提供することが、
前記1つ以上のプロセッサを介して、ユーザプロファイルにアクセスして、パーソナル電子デバイスの指標を取得することであって、前記パーソナル電子デバイスが、スマートテレビ、スマートホームハブ、又はモバイルコンピューティングデバイスのうちの1つである、取得することと、
前記1つ以上のプロセッサを介して、前記充電式デバイスの前記潜在的な再充電の回数を前記パーソナル電子デバイスに提供することと、を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項6】
前記所望のフューエルゲージが、前記充電式デバイスバッテリの前記容量の90%以下である、請求項1~5のいずれか一項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項7】
前記充電式デバイスの前記現在のフューエルゲージが前記充電式デバイスの前記所望のフューエルゲージと実質的に等しいときに、前記パワーバンクデバイスに、中断信号を送信することであって、前記中断信号が、前記パワーデバイスに前記充電式デバイスバッテリの充電を中断させるように構成されている、送信することを更に含む、請求項6に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項8】
前記パワーバンクデバイスに前記中断信号を送信することが、
前記充電式デバイスに、前記中断信号を送信することであって、前記中断信号が、前記充電式デバイスに、前記中断信号を前記パワーバンクデバイスに中継させるように構成されている、送信することを含む、請求項7に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項9】
前記第2のフューエルゲージ信号を取得することが、
前記充電式デバイスと前記1つ以上のプロセッサとの間の通信リンクを介して、前記第2のフューエルゲージ信号を受信することを含む、請求項1~8のいずれか一項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項10】
前記第2のフューエルゲージ信号を取得することが、
前記パワーバンクデバイスと前記1つ以上のプロセッサとの間の通信リンクを介して、前記第2のフューエルゲージ信号を受信することを含む、請求項1~8のいずれか一項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項11】
前記第1のフューエルゲージ信号が、前記パワーバンクの測定された電力出力効率の指標を含む、請求項1~10のいずれか一項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項12】
前記第2のフューエルゲージ信号が、前記充電式デバイスの測定された電力入力効率の指標を含む、請求項1~11のいずれか一項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項13】
前記1つ以上のプロセッサによって、前記第2のフューエルゲージ信号及び/又は前記潜在的な再充電の回数に基づいて、前記充電式デバイスの特定の機能を作動させることができる回数を判定することと、
前記ユーザインターフェースに、前記充電式デバイスの前記特定の機能を作動させることができる前記回数の指標を提供することと、を更に含む、請求項1~12のいずれか一項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項14】
システムであって、
1つ以上のプロセッサと、
パワーバンクデバイス及び充電式デバイスのうちの少なくとも1つと通信信号を交換するように構成された1つ以上の送受信機であって、前記パワーバンクデバイスが、前記充電式デバイスのバッテリに電荷を供給するように構成されている、1つ以上の送受信機と、
非一時的メモリであって、前記1つ以上のプロセッサを介して実行されるときに、前記システムに、
前記1つ以上の送受信機を介して、前記パワーバンクデバイスの現在のフューエルゲージを示す第1のフューエルゲージ信号を受信することであって、前記パワーバンクデバイスの前記現在のフューエルゲージが、前記パワーバンクデバイスのバッテリの容量のパーセンテージに対応する、受信することと、
前記1つ以上の送受信機を介して、前記充電式デバイスの現在のフューエルゲージを示す第2のフューエルゲージ信号を取得することであって、前記充電式デバイスの前記現在のフューエルゲージが、前記充電式デバイスのバッテリの容量のパーセンテージに対応する、取得することと、
前記パワーバンクバッテリの第1の充電効率因子を決定することであって、前記第1の充電効率因子が、前記第1のフューエルゲージ信号に基づいて決定される、決定することと、
前記充電式デバイスバッテリの第2の充電効率因子を決定することであって、前記第2の充電効率因子が、前記第2のフューエルゲージ信号に基づいて決定される、決定することと、
前記パワーバンクデバイスから前記充電式デバイスの潜在的な再充電の回数を生成することであって、前記潜在的な再充電の各々が、所望のフューエルゲージへの前記充電式デバイスバッテリの充電に対応し、前記所望のフューエルゲージが、前記充電式デバイスバッテリの前記容量の第2のパーセンテージに対応し、前記再充電の回数が、少なくとも、前記所望のフューエルゲージ、前記充電式デバイスの前記現在のフューエルゲージ、前記パワーバンクデバイスの前記現在のフューエルゲージ、並びに前記第1及び第2の充電効率因子に基づいて判定される、生成することと、
ユーザインターフェースに、前記充電式デバイスの前記潜在的な再充電の回数の指標を提供することと、を行わせる、コンピュータ実行可能命令を記憶する、非一時的メモリと、を備える、システム。
【請求項15】
前記命令が、実行されるときに、前記システムに、
前記第1の充電効率因子を決定することに応答して、ユーザプロファイルにアクセスして、第2の充電式デバイスバッテリについての充電効率因子及び所望のフューエルゲージを取得することと、
前記パワーバンクデバイスからの前記第2の充電式デバイスバッテリの潜在的な再充電の回数を生成することであって、前記潜在的な再充電の各々が、前記第2の充電式デバイスバッテリの前記所望のフューエルゲージへの前記第2の充電式デバイスバッテリの充電に対応する、生成することと、を行わせる、請求項14に記載のシステム。
【請求項16】
前記充電式デバイスの前記潜在的な再充電の回数の前記指標を提供するために、前記命令が、実行されるときに、前記システムに、
前記ユーザインターフェースに、前記第2の充電式デバイスの前記潜在的な再充電の回数の指標を提供することを行わせる、請求項15に記載のシステム。
【請求項17】
前記命令が、実行されるときに、前記システムに、
前記充電式デバイスの前記所望のフューエルゲージ、前記充電式デバイスの前記現在のフューエルゲージ、前記パワーバンクデバイスの前記現在のフューエルゲージ、並びに前記第1及び第2の充電効率因子に基づいて、前記所望のフューエルゲージへの前記充電式デバイスの再充電後に、前記パワーバンクデバイスについての残りのフューエルゲージを予測することと、
前記パワーバンクデバイスの前記予測されたフューエルゲージに基づいて、前記パワーバンクデバイスからの前記第2の充電式デバイスバッテリの前記潜在的な再充電の回数を調整することと、を行わせる、請求項15又は16に記載のシステム。
【請求項18】
前記充電式デバイスの前記潜在的な再充電の回数の前記指標を提供するために、前記命令が、実行されるときに、前記システムに、
ユーザプロファイルにアクセスして、パーソナル電子デバイスの指標を取得することであって、前記パーソナル電子デバイスが、スマートテレビ、スマートホームハブ、又はモバイルコンピューティングデバイスのうちの1つである、取得することと、
前記充電式デバイスの前記潜在的な再充電の回数を前記パーソナル電子デバイスに提供することと、を行わせる、請求項14~17のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項19】
前記所望のフューエルゲージが、前記充電式デバイスバッテリの前記容量の90%以下である、請求項14~18のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項20】
前記命令が、実行されるときに、前記システムに、
前記充電式デバイスの前記現在のフューエルゲージが前記充電式デバイスの前記所望のフューエルゲージと実質的に等しいときに、前記パワーバンクデバイスに、中断信号を送信することであって、前記中断信号が、前記パワーデバイスに前記充電式デバイスバッテリの充電を中断させるように構成されている、送信することを行わせる、請求項19に記載のシステム。
【請求項21】
前記パワーバンクデバイスに前記中断信号を送信するために、前記命令が、実行されるときに、前記システムに、
前記充電式デバイスに、前記中断信号を送信することであって、前記中断信号が、前記充電式デバイスに、前記中断信号を前記パワーバンクデバイスに中継させるように構成されている、送信することを行わせる、請求項20に記載のシステム。
【請求項22】
前記第2のフューエルゲージ信号を取得するために、前記命令が、実行されるときに、前記システムに、
前記充電式デバイスと前記1つ以上の送受信機との間の通信リンクを介して、前記第2のフューエルゲージ信号を受信することを行わせる、請求項14~21のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項23】
前記第2のフューエルゲージ信号を取得するために、前記命令が、実行されるときに、前記システムに、
前記パワーバンクデバイスと前記1つ以上の送受信機との間の通信リンクを介して、前記第2のフューエルゲージ信号を受信することを行わせる、請求項14~21のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項24】
前記命令が、実行されるときに、前記システムに、
前記第2のフューエルゲージ信号及び/又は前記潜在的な再充電の回数に基づいて、前記充電式デバイスの特定の機能を作動させることができる回数を判定することと、
前記ユーザインターフェースに、前記充電式デバイスの前記特定の機能を作動させることができる前記回数の指標を提供することと、を行わせる、請求項14~23のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、概して、パワーバンク及びパワーバンクのための方法に関し、より具体的には、所与の充電レベルにあるパワーバンクが、充電式デバイスに充電を提供することができる回数を判定するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
パワーバンクは、主に、モバイルコンピューティングデバイスなどの1つ以上の充電式デバイスに電気的に接続可能である充電式バッテリを含む、ポータブル電子デバイスである。パワーバンクは、電気的接続を使用して、充電式デバイスのそれぞれのバッテリに電荷を供給する。スマートフォンのユーザは、例えば、スマートフォンのバッテリ充電レベルが低いときに、ユーザが、(例えば、USB又はワイヤレス充電手段によって)スマートフォンをパワーバンクに接続することができるように、パワーバンクを携帯し得る。パワーバンクがスマートフォンのバッテリを部分的に又は完全に再充電すると、ユーザは、ユーザのスマートフォンのバッテリを枯渇させることをあまり心配せずに、スマートフォンを使用し続けることができる。
【0003】
パワーバンクバッテリの容量は、典型的には、電荷の単位(例えば、ミリアンペア時間(mAh))又はエネルギーの単位(例えば、ワット時(Wh))のいずれかで表される。例として、パワーバンクは、12000mAhの規定容量を有し得、このパワーバンクは、3000mAhのバッテリ容量を有するスマートフォンを充電するために使用され得る。容量に単純な数学を適用すると、スマートフォンのユーザは、全容量から始動するパワーバンクが、パワーバンクが枯渇し、かつ再充電されなければならなくなる前に、スマートフォンに4回の完全な再充電を提供することができると想定し得る。代替的に、ユーザは、パワーバンクが、全容量から始動して、同じスマートフォンの8回の「半再充電」を提供することができ、各半再充電は、スマートフォンを50%充電レベルから100%充電レベルにすると推測し得る。
【0004】
しかしながら、パワーバンクバッテリからモバイルコンピューティングデバイスのバッテリへの蓄積された電荷又はエネルギーの移送は、100%ではない。すなわち、少なくともいくらかの損失(又は「効率損失」)が、充電中にパワーバンクバッテリと充電式デバイスバッテリとの間で確実に発生する。更に、パワーバンクバッテリは、典型的には、経時的に、パワーバンクバッテリの容量のうちの少なくともいくらかを失う。したがって、上に記載される例示的なパワーバンクの実容量は、12000mAhの規定容量を実質的に下回り(例えば、9000mAh、8000mAh、7000mAhなどよりも低くあり)得る。ユーザは、ユーザが予想するよりも実質的に少ない充電(例えば、より少ない再充電)を充電式デバイスに提供した後、ユーザのパワーバンクが枯渇した(すなわち、蓄積された充電又はエネルギーが不足した)ときに、失望し得る。
【発明の概要】
【0005】
一実施形態は、システム(例えば、リモートサーバ)を含む。システムは、パワーバンクデバイス及び充電式デバイスのうちの少なくとも1つと通信信号(例えば、高周波通信信号)を交換するように構成された1つ以上の送受信機を含む。パワーバンクデバイスは、パワーバンクデバイスの外部の充電式デバイスのバッテリに電荷を供給するためのバッテリを含む。システムは、1つ以上のプロセッサ及びコンピュータ実行可能命令を記憶する非一時的メモリを更に含む。命令は、実行されるときに、システムに、(1)1つ以上の送受信機を介して、パワーバンクデバイスの現在のフューエルゲージを示す第1のフューエルゲージ信号を受信することであって、パワーバンクデバイスの現在のフューエルゲージが、パワーバンクデバイスのバッテリの容量のパーセンテージに対応する、受信することと、(2)1つ以上の送受信機を介して、充電式デバイスの現在のフューエルゲージを示す第2のフューエルゲージ信号を取得することであって、充電式デバイスの現在のフューエルゲージが、充電式デバイスのバッテリの容量のパーセンテージに対応する、取得することと、(3)パワーバンクバッテリの第1の充電効率因子を決定することであって、第1の充電効率因子が、第1のフューエルゲージ信号に基づいて決定される、決定することと、(4)充電式デバイスバッテリの第2の充電効率因子を決定することであって、第2の充電効率因子が、第2のフューエルゲージ信号に基づいて決定される、決定することと、(5)パワーバンクデバイスから充電式デバイスの潜在的な再充電の回数を生成することであって、潜在的な再充電の各々が、所望のフューエルゲージへの充電式デバイスバッテリの充電に対応し、所望のフューエルゲージが、充電式デバイスバッテリの容量の第2のパーセンテージに対応し、再充電の回数が、少なくとも、所望のフューエルゲージ、充電式デバイスの現在のフューエルゲージ、パワーバンクデバイスの現在のフューエルゲージ、並びに第1及び第2の充電効率因子に基づいて判定される、生成することと、(6)ユーザインターフェースに、充電式デバイスの潜在的な再充電の回数の指標を提供することと、を行わせる。
【0006】
別の実施形態は、リモートサーバを介して(例えば、1つ以上のプロセッサ及び/又はその1つ以上の通信モジュールを介して)実行される方法を含む。この方法は、パワーバンクデバイス(「パワーバンク」)の外部の充電式デバイスのバッテリに電荷を供給するように構成されたパワーバンクデバイスから、パワーバンクの現在のフューエルゲージを示す第1のフューエルゲージ信号を受信することを含む。現在のフューエルゲージは、パワーバンクのバッテリ(「パワーバンクバッテリ」)の容量の第1のパーセンテージに対応する。この方法は、充電式デバイスを介して、充電式デバイスの現在のフューエルゲージを示す第2のフューエルゲージ信号を更に含む。取得された信号は、充電式デバイスのバッテリの容量のパーセンテージに対応する、充電式デバイスの現在のフューエルゲージを示す。この方法は、パワーバンクバッテリの第1の充電効率因子を決定することと、充電式デバイスバッテリの第2の充電効率因子を決定することと、をなお更に含む。第1及び第2の充電効率因子は、それぞれ、パワーバンク及び充電式デバイスの現在のフューエルゲージに基づいて決定される。この方法は、充電式デバイスバッテリとパワーバンクバッテリとの間の電気的接続を介して、パワーバンクから充電式デバイスの潜在的な再充電の回数を生成することをなお更に含む。潜在的な再充電の各々は、所望のフューエルゲージへの充電式デバイスバッテリの充電に対応し、所望のフューエルゲージは、モバイルコンピューティングデバイスバッテリの容量の第2のパーセンテージに対応する。再充電の回数は、所望のフューエルゲージ、充電式デバイス及びパワーバンクの現在のフューエルゲージ、並びに第1及び第2の充電効率因子に基づいて決定される。この方法は、ユーザインターフェースに、充電式デバイスの潜在的な再充電の回数の指標を提供することをなお更に含む。
【0007】
本開示の教示によれば、装置又は方法の前述の態様のうちのいずれか1つ以上は、以下の任意選択の形態のうちのいずれか1つ以上を更に含んでもよい。
【0008】
任意選択の形態では、ユーザインターフェースに、充電式デバイスの潜在的な再充電の回数の指標を提供する所望のフューエルゲージは、モバイルコンピューティングデバイスバッテリの容量の実質的に100%に等しい。代替的に、所望のフューエルゲージは、充電式デバイスバッテリの容量の別のパーセンテージ(例えば、90%、80%、70%、60%、50%など)である。任意選択の形態では、充電式デバイスバッテリがパワーバンクを介して電荷を受け取るとき(すなわち、充電式デバイスの現在のフューエルゲージが所望のフューエルゲージに向かって上昇するように)、充電式デバイスは、現在のフューエルゲージが所望のフューエルゲージに達すると(例えば、現在のフューエルゲージが90%、80%、70%、60%、50%などに実質的に等しいとき)、充電の中断を引き起こす。
【0009】
別の任意選択の形態では、潜在的な再充電の回数は、(1)現在のフューエルゲージ(例えば、30%、40%、50%など)から所望のフューエルゲージへの充電式デバイスの第1の再充電、及び(2)実質的にゼロ充電から所望のフューエルゲージへの充電式デバイスの第2の再充電を含む。
【0010】
なお別の任意選択の形態では、潜在的な再充電の回数の生成及び供給は、充電式デバイスをパワーバンクに電気的に接続するたびに(例えば、パワーバンクがUSBケーブルを介して充電式デバイスに接続されていることを検出するたびに)実行される。
【0011】
また他の任意選択の形態では、通信手段及び充電手段の様々な組み合わせが、モバイルコンピューティングデバイス及びパワーバンクによって使用される。通信手段は、有線通信手段及び/又は無線通信手段(例えば、USBデータ通信、無線高周波(RF)通信など)を含んでもよい。充電手段は、パワーバンクをモバイルコンピューティングデバイスに電気的に接続するための様々な有線構造及び/又は無線構造(例えば、USB充電、ライトニング充電、Qi規格を使用するワイヤレス充電手段など)を含んでもよい。
【0012】
また他の任意選択の形態では、通信手段及び充電手段の様々な組み合わせが、モバイルコンピューティングデバイス及びパワーバンクによって使用される。通信手段は、有線通信手段及び/又は無線通信手段(例えば、USBデータ通信、無線高周波(RF)通信など)を含んでもよい。充電手段は、様々な有線充電手段及び/又はワイヤレス充電手段(例えば、USB充電、ライトニング充電、ワイヤレスQi充電など)を含んでもよい。
【0013】
実施形態は、上に記載される装置の動作を含む追加の若しくは代替的な方法、及び/又は上に記載される装置を介してプロセッサに方法を実行させるコンピュータ実行可能命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体を更に含んでもよい。
【0014】
例示によって示され、記載されている好ましい実施形態の以下の説明から、当業者には利点がより明らかになるであろう。理解されるように、本実施形態は、他の及び異なる実施形態が可能であり得、それらの詳細は、様々な点での修正が可能である。したがって、図面及び説明は、本質的に例示的であり、限定的ではないとみなされるものである。
【図面の簡単な説明】
【0015】
以下に記載される図は、本明細書に開示されたシステム及び方法の様々な態様を描示している。各図は、開示されたシステム及び方法の特定の態様を描示しており、図の各々は、その可能な態様と一致することが意図されている。更に、可能な限り、以下の説明は、以下の図に含まれる参照番号を参照し、複数の図に描示された特徴は、一貫した参照番号で呼称されている。
【0016】
現在考察されている図配置に示されているが、本実施形態は、示された配置及び手段そのものに限定されない。
【0017】
図1A】本開示の一態様による、例示的なコンピューティング環境を例示するものである。
図1B】本開示の一態様による、パワーバンク、充電式デバイス、パーソナル電子デバイス、及びリモートサーバを含む、例示的なコンピューティング環境を例示するものである。
図2】本開示の一態様による、図1A及び1Bのパワーバンク並びに充電式デバイス及び/又はモバイルコンピューティングデバイスの例示的な構成要素を例示するものである。
図3】本開示の一態様による、パワーバンクを介して充電式デバイスを充電している間の充電効率と関連付けられた例示的なチャートを例示するものである。
図4】本開示の一態様による、例示的な充電メトリックを示す表を例示するものである。
図5A-5F】本開示の態様による、パーソナル電子デバイスの例示的なグラフィカルユーザインターフェースを例示するものである。
図6】本開示の一態様による、リモートサーバと関連付けられた例示的な方法を例示するものである。
【0018】
図は、例示のみを目的とした好ましい実施形態を描示している。本明細書に例示されたシステム及び方法の代替実施形態を、本明細書に記載される本発明の原理から逸脱することなく採用してもよい。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下の本文は、多数の異なる実施形態の詳細な説明を記載するが、本明細書の法的な範囲は、本特許及び均等物の、末尾に記載される特許請求の範囲の文言によって定義されることを理解されたい。詳細な説明は、単に例示的なものとして解釈されるものであり、あらゆる可能な実施形態について記載することは非実用的であろうことから、あらゆる可能な実施形態について記載してはいない。多数の代替的な実施形態が、現在の技術又は本特許の出願日後に開発された技術のいずれかを使用して実装されてもよく、これらは、依然として特許請求の範囲の範囲内に収まる。
【0020】
本開示の実施形態は、モバイルコンピューティングデバイス(例えば、スマートフォン)又は充電式リチウム若しくはアルカリ消費者バッテリなどの、ポータブルパワーバンクデバイス(「パワーバンク」)及び充電式デバイスを含む。パワーバンク及び充電式デバイスの各々は、それぞれの内部バッテリ(それぞれ「パワーバンクバッテリ」及び「充電式デバイスバッテリ」)を含む。パワーバンクは、パワーバンクのバッテリを使用して、パワーバンクと充電式デバイスとの間の電気的接続を介して、充電式デバイスバッテリに電荷を供給するように構成されている。電気的接続は、例えば、USB-C接続、マイクロUSB接続、ライトニング充電接続、Qi標準ワイヤレス接続、AirFuelワイヤレス接続など、及び/又は充電式デバイスをパワーバンクに電気的に接続するための別の有線構造又は無線構造を含み得る。
【0021】
本開示の実施形態は、リモートサーバを介して、パワーバンクのそれぞれのバッテリに保持されている現在の充電量又はエネルギー量を考慮して、パワーバンクが枯渇する前に充電式デバイスに提供することができる充電の回数を判定することを含む。特に、本開示の実施形態は、充電式デバイスで、及びパワーバンクで発生する充電効率損失、並びに経時的なパワーバンクバッテリ及び/又は充電式デバイスバッテリの実容量の損失を考慮する。リモートサーバは、それぞれ、それぞれのパワーバンクユーザの複数のユーザアカウントと関連付けられた複数のユーザデータを記憶するように構成され得る。したがって、リモートサーバは、特定のパワーバンクを、リモートサーバで維持される特定のユーザアカウントと関連付け得る。いくつかの実施形態では、ユーザアカウントはまた、ユーザと関連付けられた充電式デバイスの指標を含む。したがって、ユーザアカウントは、パワーバンク及び1つ以上の充電式デバイスの両方を互いに関連付け得る。パワーバンク及び/又は充電式デバイス(及び/又はそれら上で実行するアプリケーション)は、パワーバンクが充電式デバイスを充電するために使用されるときに、充電式デバイスの指標を含むように、パワーバンクと関連付けられたユーザアカウントを更新するように構成され得る。いくつかの他の実施形態では、リモートサーバは、ユーザがパーソナル電子デバイス(例えば、デスクトップコンピュータなどの充電式デバイス及び非充電式デバイス)を利用し得るインターフェース(例えば、ウェブポータル)を提供し、ユーザプロファイル情報(例えば、充電の回数)を閲覧することができ、ユーザプリファレンスを設定することができる(例えば、アラートを受信すべきパーソナル電子デバイス)。
【0022】
リモートサーバは、それぞれ、それぞれのパワーバンクユーザの複数のユーザアカウントと関連付けられた複数のユーザデータを記憶するように構成され得る。したがって、リモートサーバは、特定のパワーバンクを、リモートサーバで維持される特定のユーザアカウントと関連付け得る。いくつかの実施形態では、ユーザアカウントはまた、ユーザと関連付けられた充電式デバイスの指標を含む。したがって、ユーザアカウントは、パワーバンク及び1つ以上の充電式デバイスの両方を互いに関連付け得る。
【0023】
本明細書に記載される方法及び装置の使用は、有利なことに、パワーバンクのより効率的かつ効果的な使用を促進し、ユーザの失望を最小限に抑える。多くの場合、パワーバンクが充電式デバイスに提供することができる再充電の実際の回数は、パワーバンク及び充電式デバイスの規定バッテリ容量に基づいて、ユーザが期待するよりも少ない場合がある。例えば、12000mAhの規定容量を有する完全に充電されたパワーバンクは、パワーバンクが枯渇する前に、3000mAhのスマートフォンバッテリに4回の完全な再充電を提供することになると想定し得るが、パワーバンクは、実際には、より少ない再充電(例えば、3回の完全な再充電、2回半の再充電など)を提供してもよい。本明細書における方法及び装置は、有利なことに、ユーザと関連付けられた充電式デバイスについての再充電残量の回数のより正確な判定を提供するため、ユーザは、パワーバンクをより効果的に(例えば、パワーバンクが枯渇することになることをユーザが予測するときにパワーバンクを事前に充電することによって)使用し、かつ/又は以前に確立された期待に基づいてあまり失望を経験しない場合がある。更に、本明細書に記載される方法及び装置は、有利なことに、ユーザがパワーバンクを使用して充電式デバイスを充電するためのより効率的な方途を識別するのに役立ち得る。例えば、本明細書における方法及び装置は、パワーバンクが、各再充電中に充電式デバイスを10%~60%(しかし60%を超えない)に充電するために使用され、したがって、ユーザがパワーバンクをより効率的に管理することを可能にするときに、パワーバンクが充電式デバイスに最大の充電を効果的に提供し得ると判定し得る。別の例として、本明細書に記載される方法及び装置は、パワーバンクが、充電式デバイスBよりもより効率的に充電式デバイスAを充電することが可能であると判定し得る。したがって、ユーザは、どの充電式デバイスを再充電してパワーバンクデバイスの充電容量を最大化するべきであるかを管理することができる。本明細書に記載される方法及び装置によれば、パワーバンクデバイスと関連付けられたユーザプロファイルは、更新され、それと関連付けられた1つ以上の充電式デバイスについての再充電の回数の指標を含む。
【0024】
更なる説明の前に、特定の用語の定義が提供され、これらの用語は、この詳細な説明を通して使用される。
【0025】
本明細書で使用される場合、「パワーバンク」という用語は、1つ以上の充電式デバイス(例えば、スマートフォン、タブレット、及び/又はポータブルメディアプレーヤ若しくはポータブルメディアプレーヤのような、モバイルコンピューティングデバイス、充電式AAAバッテリ、AAバッテリ、Aバッテリなどのような、消費者充電式バッテリによって駆動されるデバイス、又はドアロック、自動トイレ、ペーパータオルディスペンサ、ハンドドライヤなどのような、統合された充電式バッテリを有する充電式産業デバイス)に電荷を供給するために使用可能なポータブル電子デバイスを指す。したがって、「パワーバンク」という用語は、充電式バッテリパック及び使い捨てバッテリパックを含む、充電式デバイスの外部のバッテリパックを包含する。本明細書における「モバイルコンピューティングデバイス」という用語の任意の使用は、他のタイプの「充電式デバイス」の代替的な実装態様を想定していることを理解されたい。パワーバンクは、主に、充電式リチウムイオンバッテリ又はリチウムポリマーバッテリなどの、充電式バッテリ(「パワーバンクバッテリ」)を含む。より具体的には、パワーバンクバッテリは、直列に、並列に配置され得るか、又は代替的な態様では、直列及び並列に配列されたセルを含み得る、1つ以上のセル(例えば、電気化学セル)を含む。パワーバンクは、パワーバンクをモバイルコンピューティングデバイスに電気的に接続するための有線手段(例えば、USB又はライトニングケーブル接続)を介して、かつ/又はそのための無線手段(例えば、Qi規格ワイヤレス充電手段、AirFuel規格ワイヤレス充電手段)を介して、充電式デバイスを充電(すなわち、充電式デバイスバッテリに電荷を供給する)し得る。パワーバンクを充電式デバイスに電気的に接続するための手段は、本明細書では、パワーバンクバッテリと充電式デバイスバッテリとの間の「電気的接続」と総称される。
【0026】
バッテリ(例えば、充電式パワーバンクバッテリ)の容量は、一般に、バッテリによって保持され得る最大の電荷又はエネルギーを指す。バッテリの測定された容量は、電荷の単位(例えば、アンペア秒、クーロン(C)、ミリアンペア時(mAh)、及び/又は他の好適な単位)で、又はエネルギーの単位(例えば、ワット時(Wh)、ジュール(J)、及び/又は他の好適な単位)で表され得る。「公称容量」は、バッテリの初期の規定容量を指す(例えば、製造業者又は小売業者によって規定され、製造時の最適容量に対応する)。「実容量」は、所与の時間におけるバッテリの「現実の」又は「真の」容量を指し、実容量は、典型的には、公称容量よりも小さくなり、したがって特に一定期間にわたって変動することになることが理解されよう。実容量は、典型的には、公称容量と同じ単位で測定される(例えば、バッテリの公称容量が電荷の単位で定められる場合、実容量は、同じ単位で測定される)。実容量を特定の時間と組み合わせて使用して、その特定の時間にバッテリによって保持される充電又はエネルギーを伝達し得、したがって、異なる時間に決定された2つの実容量を使用して、一定時間間隔にわたってバッテリによって保持される充電又はエネルギーの分散を伝達し得る。「現在の実容量」(又は単に「現在の容量」)は、現在の(現時点の)時間におけるバッテリの実容量を指す。本明細書で使用されるバッテリの「健全性の状態」は、バッテリの実容量とバッテリの公称容量との比較(例えば、実容量を公称容量で除し、比率又はパーセンテージで表される)である。電荷の単位で表される容量を有するバッテリに関連する技術が本明細書に記載されている場合、(本明細書に記載する)適切な修正が与えられて、エネルギーの単位で表される容量を有するバッテリに関連する同様の技術が適用され得ることを理解されたい。
【0027】
「充電レベル」は、本明細書では「フューエルゲージ」とも称され、所与の時点でバッテリ(例えば、充電式パワーバンクバッテリ、充電式スマートフォンバッテリなど)によって保持される測定/判定された充電量又はエネルギー量を指す。充電レベルは、パーセンテージ、すなわち、バッテリの容量と比較してバッテリによって保持される充電量のパーセンテージ表現として、表され得る。スマートフォン又は他のモバイルコンピューティングデバイスなどの充電式デバイスは、典型的には、充電式デバイスの充電レベルをパーセンテージ形態(例えば、51%)で表示する。典型的には、バッテリの充電レベルは、バッテリの公称容量ではなく、バッテリの現在の容量を基準にしていることに留意されたい。例えば、所与のデバイスバッテリの現在の容量が、10000mAhの公称容量と比較して8000mAhであり、かつデバイスが「100%」の現在の充電レベルを示す場合、このことは、バッテリが8000mAh(10000mAhではない)の充電を保持することを意味する。適切なコンテキストが充てられると、所与の時点でバッテリによって保持される対応する電荷量又はエネルギー量を指すものとして、本明細書ではバッテリのフューエルゲージが使用され得る。例えば、8000mAhバッテリの場合、50%フューエルゲージでのバッテリへの言及は、4000mAhの電荷を指し得る。別の例として、20Whバッテリについて、20%フューエルゲージでのバッテリへの言及は、4Whに等しいエネルギー量を指し得る。
【0028】
本明細書で使用される、所与のデバイスの「充電」又は「再充電」は、デバイスの充電式バッテリへの電荷の供給であり、それによって、デバイスの充電レベルを増加させる。充電は、例えば、デバイス充電レベルを0%~100%、0%~40%、51%~63%、55%~100%などに増加させ得る。経時的な充電の作用は、本明細書では「充電セッション」と称される。逆に、所与のデバイスの(例えば、パワーバンクの)「枯渇」は、デバイスによる電荷の消耗であり、この消耗がデバイスの充電レベルを減少させる。デバイスの枯渇は、例えば、デバイス電荷レベルを100%~0%、100%~65%、80%~20%、33%~0%などに低減し得る。
【0029】
「パワーバンク」は、より具体的にはパワーバンクバッテリを指すために本明細書における各箇所で使用され得、したがって、適切なコンテキストが与えられると、これらの用語は、交換可能であるとみなされ得る。例えば、「パワーバンク」という用語が、電気、容量、充電の供給などに関連して記載される場合、この用語は、パワーバンクのバッテリをより具体的に指すものとして理解されるべきである(例えば具体的にはパワーバンクのバッテリを指す、「パワーバンクの容量」、「パワーバンクから充電を受け取る」、「パワーバンクのフューエルゲージ」など)。同様の用語を使用して、パワーバンクによって充電される充電式デバイス又はモバイルコンピューティングデバイス(例えば、パワーバンクによって充電されるスマートフォン)が記載され得る。例えば、「モバイルコンピューティングデバイスを充電する」又は「モバイルコンピューティングデバイスのフューエルゲージ」などの用語は、より具体的には、モバイルコンピューティングデバイスのバッテリを指し得る。
【0030】
本開示によるパワーバンクは、マイクロコントローラ(MCU)を含み得る。非常に高いレベルでは、パワーバンクMCUのコンピューティング機能性は、典型的には、(1)パワーバンクから充電式デバイスへの電荷の供給(例えば、電荷が供給されることを可能にし、充電の供給を中断するなど)、(2)充電の供給を促進するために使用され得る電気の特性に関連する計算(例えば、電力、エネルギー、電流、電圧、抵抗、容量、及び効率の測定又は計算)、及び/又は(3)計算を他のコンピューティングデバイスに伝達すること、に関連する機能性に限定される。
【0031】
本開示によるパワーバンクは、いくつかの表示能力(例えば、点滅するLEDライト、又はパワーメータメトリックバー、又はパワーバンクバッテリの充電レベルを示す表示グラフィック)を有し得るが、本開示によるパワーバンクは、一般に、実質的なディスプレイを含まない。例えば、パワーバンク表示画面のサイズは、表示画面が25cm超、及び/又は16cm超の視認表面積を有さないように制限され得る。追加的又は代替的に、パワーバンク表示画面の機能性は、典型的には、(例えば、スマートフォン、タブレット、ノートブックコンピュータなどに典型的に存在するHD画面機能性がない)単純な数値表示のみに限定される。その結果、本開示によるパワーバンクバッテリからの主電力引き出しは、充電式デバイスの充電である(実質的により小さい電力を必要とする制限されたパワーバンク表示自体の動作ではない)。同様に、本明細書に記載されるパワーバンクは、いくつかの通信能力(例えば、Bluetooth Low Energyなどを介したRF通信)を含み得るが、パワーバンクが通信するデバイスに応じて、異なる有線及び/又は無線通信機能性が利用されてもよい。例えば、充電式デバイスとの通信は、低電力及び/又は低計算通信プロトコル(例えば、Bluetooth Low Energy又はWiFi)を介して実装されてもよい。とは言え、パワーバンクは、リモートサーバとの通信のために、より複雑なプロトコル(例えば、ロングタームエボリューション(LTE)又は新無線(NR)などのセルラ通信)を実装してもよい。
【0032】
パワーバンクは、典型的には、モバイルコンピューティングデバイスのユーザがパワーバンクを(例えば、ポケット、財布、バックパックなどに)容易に携帯することができるように、物理的なサイズ、重量、及び/又は寸法が制限される。多くの場合、パワーバンクは、スマートフォンのものに匹敵する物理的なサイズ及び重量を有する。しかしながら、他の物理的な形態のパワーバンクが可能である。例えば、いくつかのパワーバンクは、サイズ及び容量が実質的により大きく、したがって、より多くの充電を供給するにはより効果的であり、例えば、より多くの回数、デバイスを充電することが可能であり、ラップトップコンピュータなどのより大きなデバイスを実質的に充電することが可能である(例えば、ラップトップコンピュータバッテリを10%~30%、40%、50%、60%、又はより多く充電するのに十分な充電を提供する)。
【0033】
更に、パワーバンクの機能性が上に記載される機能性に限定される結果として、パワーバンクは、一般に、限定された入力/出力(I/O)機能性を有する。例えば、パワーバンクは、専用のキーボード又はタッチパッドを含まなくてもよい。追加的に、パワーバンクは1つ以上のポート(例えば、充電及び/又はデータ通信を容易にし得る、USBポート、マイクロUSBポートなど)を含み得るが、典型的には、パワーバンクに含まれるいずれのポートも、キーボード、マウス、周辺タッチパッド、モニタ、又は他の周辺I/Oデバイスを受容するようには適合されていない。
【0034】
例示的なコンピューティング環境
図1Aは、本明細書に記載される技法が実装され得る、本開示によるパワーバンク140を例示する例示的なコンピューティング環境100を例示している。環境100は、スマートフォン、タブレット、ウェアラブルコンピューティングデバイス、ラップトップコンピュータ、及び/又は他の好適なコンピューティングデバイスであり得る、充電式デバイス120を含む。別途明示的に開示されない限り、モバイルコンピューティングデバイス120の任意の説明は、充電式デバイスでの説明の代替の実装態様を想定している。環境100は、一般に1つ以上の充電式デバイスに(例えば、モバイルコンピューティングデバイス120に)電荷を供給するように構成される、パワーバンク140を更に含む。
【0035】
パワーバンク140からモバイルコンピューティングデバイス120に電荷が供給され得るように電気的に接続されることに加えて、モバイルコンピューティングデバイス120及びパワーバンク140は、1つ以上の通信可能な接続144を介して通信可能に接続されてもよい。1つ以上の通信可能な接続144は、無線高周波(RF)接続(例えば、Bluetooth Low Energy(BLE)、Zigbee、ユニバーサルプラグアンドプレイ(UPnP)、WiFi低電力、6LoWPAN、LoRa、及び/又は他の好適なプロトコルを介して)を含み得る。追加的又は代替的に、1つ以上の通信可能な接続は、パワーバンク140とモバイルコンピューティングデバイス120との間の有線接続によって(例えば、有線USB又はライトニングケーブル接続を介して)実装されてもよい。いくつかの実施形態では、モバイルコンピューティングデバイス120とパワーバンク140との間の単一の接続(例えば、USBデータ/充電有線接続)は、パワーバンク140をモバイルコンピューティングデバイス120に電気的及び通信的に接続し、それによって、モバイルコンピューティングデバイス120とパワーバンク140との間の通信能力と充電能力との組み合わせを容易にし得る。
【0036】
モバイルコンピューティングデバイス120は、メモリ152(すなわち、1つ以上のメモリ152、例えば、RAM、ROMなど)を含む。メモリ152は、1つ以上のアプリケーション154(「アプリ」)を記憶するように構成されており、アプリケーション154の各々は、非一時的コンピュータ実行可能命令の1つ以上のセットを含む。特に、1つ以上のアプリケーション154は、パワーバンクアプリケーション156(「PBアプリ」)を含み、パワーバンクアプリケーション156は、例えば、パワーバンク140からモバイルコンピューティングデバイス120への残存する充電の回数の測定、監視、及び観視を容易にし得る。いくつかの実施形態では、1つ以上のアプリケーション154は、モバイルコンピューティングデバイス120の内部回路を介して測定されたモバイルコンピューティングデバイス120の電気特性(例えば、電圧、電流、抵抗など)へのアクセスを提供するアプリケーションプログラミングインターフェース(API)を使用する。
【0037】
モバイルコンピューティングデバイス120は、メモリ152に含まれる非一時的コンピュータ実行可能命令を実行し得るプロセッサ158(すなわち、1つ以上のプロセッサ、例えば、CPU、GPUなど)を更に含む。モバイルコンピューティングデバイスは、1つ以上の通信可能な接続144を介してパワーバンク140との通信を確立し、かつパワーバンク140と通信信号を交換し得る、通信モジュール160(「通信モジュール」)を追加的に含む。より具体的には、通信モジュール160は、外部デバイスとの通信接続を介して通信信号を送信及び/又は受信するように構成された1つ以上の送受信機を含む。通信モジュール160への及び/又は通信モジュール160からの通信信号は、無線信号(RF信号)又は有線通信信号(例えば、USBデータ接続を介して)を含み得る。通信モジュール160はまた、1つ以上の送受信機を介して受信/送信される信号と、プロセッサ158及び/又はPBアプリ156によって解釈される信号と、の間で変換するように構成された、1つ以上のモデムを含んでもよい。モバイルコンピューティングデバイス120は、1つ以上の入力デバイス及び/又は1つ以上の出力デバイス(例えば、タッチスクリーンなどの専用ディスプレイ画面)を接続するためのI/O162を追加的に含んでもよい。
【0038】
代替の充電式デバイスは、I/O162を含まなくてもよいことを理解されたい。例えば、充電式デバイス120が消費者用バッテリを含む実施形態では、代わりに、リモートサーバとインターフェース接続するパーソナル電子デバイスのI/Oは、充電式デバイスに関する情報を表示するように構成されてもよい。
【0039】
モバイルコンピューティングデバイス120は、電荷を受け取り、かつ電荷をモバイルコンピューティングデバイス120の充電式バッテリ166(「モバイルコンピューティングデバイスバッテリ166」)に導くように構成された、充電モジュール164(例えば、USB充電器)を含む。バッテリ166は、モバイルコンピューティングデバイス120の主電源である。通常、バッテリ166は、モバイルデバイス120の内部にある(例えば、モバイルコンピューティングデバイス120の空洞の内部に固定的又は取り外し可能に置設されている)。
【0040】
モバイルコンピューティングデバイス120の充電モジュール164はまた、充電モジュール164の充電性能を測定及び/又は処理する回路を含んでもよい。例えば、充電モジュール164は、モバイルコンピューティングデバイス120における電圧、電流、抵抗、及び/又は他の電気特性のアナログ測定値をデジタル値に変換するように構成された、アナログデジタルコンバータ(ADC)を含んでもよい。デジタル値は、通信モジュール160を介して、1つ以上の通信可能な接続144を介して(例えば、無線RF接続を介して)パワーバンク140に、又は代替の通信可能な接続を介してリモートサーバに送信され得る。
【0041】
充電モジュール164は、充電モジュール164が外部電源(すなわち、電荷の供給源)から電荷を受け取るときに、電荷を受け取り、かつバッテリ166に導くための1つ以上の充電ポート(例えば、USBポート又はライトニングポート)及び/又は追加の回路を含み得る。外部電源は、本開示によるパワーバンク140、及び/又は別の外部電源(例えば、壁コンセント、車両充電ポートなど)であり得る。
【0042】
プロセッサ158の動作は、充電モジュール164を介してバッテリ166への電荷の供給を管理するための動作を含み得る(例えば、スイッチを動作させて、バッテリ166への電荷の供給を中断及び/又は再開する)。
【0043】
本明細書に記載されるいくつかの実施形態では、充電モジュール164は、電圧レギュレータ(例えば、DC-DC電圧コンバータ)を含む。電圧レギュレータは、例えば、モバイルコンピューティングデバイス120の充電ポートの電圧をバッテリ166の電圧に変換するように構成され得る。例えば、5ボルト(5V)USB充電ポートを介して電力を受け取るように構成されるモバイルコンピューティングデバイス120において、電圧レギュレータは、USB電圧を3.6V又はバッテリ166に対応する別の好適な電圧に低減するように構成されたステップダウンコンバータ(「バックコンバータ」)を含み得る。同様の電圧変換は、(1)使用される充電手段(例えば、ライティング充電、Qi規格ワイヤレス充電手段など)に基づいて変動し得る、充電モジュール164の構成要素の電圧、及び(2)モバイルコンピューティングデバイスバッテリ166の電圧に基づいて実行され得る。充電モジュール164の構成要素の追加の説明は、図2に関して提供される。
【0044】
更に図1Aを参照すると、パワーバンク140は、充電式バッテリ180を含む。パワーバンクバッテリ180は、パワーバンク140自体の主電源であり、パワーバンク140がモバイルコンピューティングデバイスに充電を供給する電源でもある。パワーバンクバッテリ180は、例えば、リチウムイオンバッテリ、リチウムポリマーバッテリ、及び/又は別のタイプの二次バッテリであり得る。パワーバンクバッテリ180は、並列及び/又は直列に接続された1つ以上の電気化学セルを含み得る。
【0045】
パワーバンク140は、少なくとも1つの充電モジュール182(例えば、USB充電器)を含み、充電モジュール182は、一般に、(1)電荷を受け取り、パワーバンクバッテリ180に導き(例えば、AC壁コンセント、車両充電ポートなどから受け取られる充電)、かつ(2)1つ以上のモバイルコンピューティングデバイスに電気的接続を介して電荷を供給するように構成されている。パワーバンクが3つの充電モジュール182を含む1つの特定の実装態様では、充電モジュール182のうちの1つが、バッテリの再充電を可能にするように構成され得る一方、残りの2つの充電モジュール182が、同時に2つのモバイルコンピューティングデバイスの充電を可能にするように構成されている。可能な実施形態では、電気的接続は、有線及び/又は無線手段(例えば、USB充電、ライトニング充電、Qi規格ワイヤレス充電手段、AirFuelワイヤレス充電手段、及び/又は他の好適な手段)を介して実装され得る。
【0046】
充電モジュール182は、電圧レギュレータ183(例えば、DC-DC電圧コンバータ)に結合され得る。電圧レギュレータ183は、例えば、パワーバンク140の電源(例えば、120V AC壁コンセント)と関連付けられた第1の電圧を、パワーバンク140が再充電されている間に、パワーバンクバッテリ180の第2の電圧(例えば、3V、3.6V、又は4.2V)に変換するように構成され得る。追加的又は代替的に、電圧レギュレータ183は、パワーバンク140がモバイルコンピューティングデバイス120に充電を供給している間に、パワーバンクバッテリ180の電圧をモバイルコンピューティングデバイス120への充電接続のなお別の電圧に変換するように構成され得る(例えば、電圧レギュレータ183は、パワーバンク電圧をUSB充電接続のために5Vに変換するように構成されたステップアップ又は「ブースト」コンバータを含み得る)。パワーバンク140内の電圧変換は、(1)パワーバンクバッテリ180の電圧、及び(2)充電がモバイルコンピューティングデバイス120に提供される充電手段と関連付けられた電圧(例えば、ライティング充電、Qiワイヤレス充電など)に基づいて変動し得る。充電モジュール182の構成要素の追加の説明は、図2に関して提供される。
【0047】
パワーバンク140は、メモリ186及びプロセッサ188を備えるマイクロコントローラ184(MCU、本明細書では制御モジュールとも称される)を含む。メモリ186(すなわち、1つ以上のメモリ)は、ROM、RAM、及び/又は他の好適なタイプのコンピュータメモリを含み得る。プロセッサ188(すなわち、1つ以上のプロセッサ)は、メモリ186に記憶された非一時的命令を実行するCPU及び/又は他の好適な処理ユニットを含み得る。様々な実施形態では、MCU184は、充電モジュール182を介して電気特性の測定(例えば、バッテリ180の電圧の測定、バッテリ180からの流出電流、及び/又は本明細書に記載される他の測定)を実行し、実行された測定を介して取得された値に基づいて計算を実行する。メモリ186は、環境100及び/又はバッテリ180の温度に基づいて前述の測定値を補正するための1つ以上のルックアップテーブルを記憶するように構成され得る。更に、MCU184は、充電モジュール182の動作を制御し得る(例えば、充電モジュール182中のスイッチを動作させて、外部電源からパワーバンクバッテリ180への電荷の供給、及び/又はパワーバンク140からモバイルコンピューティングデバイスバッテリ166への電荷の供給を中断及び/又は再開し得る)。
【0048】
パワーバンク140は、1つ以上の通信可能な接続144(例えば、Bluetooth Low Energy、WiFi、LoRaなどを使用するRFデジタル通信)を介したモバイルコンピューティングデバイス120との、及び/又は追加の通信可能な接続を介したリモートサーバとの、有線及び/又は無線通信信号を交換するように構成された1つ以上の送受信機を含む、通信モジュール190(「通信モジュール」)を追加的に含む。また、通信可能な接続を介して実装された特定の通信プロトコルに応じて、通信モジュール190は、1つ以上の送受信機を介して受信/送信される信号と、MCU184によって解釈される信号と、の間で変換するように構成された1つ以上のモデムを含んでもよい。パワーバンクメモリ186に記憶された非一時的命令は、プロセッサ188によって実行されるときに、通信モジュール190に、測定された電気特性の指標及び/又はMCU184によって実行された他の計算(例えば、電圧、電流、抵抗、瞬時電力出力などの指標)をモバイルコンピューティングデバイス120及び/又はリモートサーバ(描示せず)に送信させる命令を含み得る。
【0049】
MCU184又は充電モジュール182は、パワーバンク140における電圧及び/又は他の電気特性のアナログ測定値をデジタル値に変換するように構成されたアナログデジタルコンバータ(ADC)を特に含み得る。デジタル値は、通信モジュール190を介して、1つ以上の通信可能な接続144を介して(例えば、無線RF接続を介して)モバイルコンピューティングデバイス120に、又はリモートサーバに送信され得る。
【0050】
任意選択で、パワーバンクは、1つ以上の入力デバイス及び/又は1つ以上の出力デバイスを接続するためのI/O192を含む。特に、I/O192は、パワーバンクバッテリ180からモバイルコンピューティングデバイスのバッテリへの(例えば、モバイルコンピューティングデバイス120のバッテリ166への)充電の供給の中断/再開を制御するパワーボタンを含み得る。いくつかの実施形態では、I/O192は、例えば、パワーバンクバッテリ180の充電レベル及び/又は充電がアクティブに行われているかどうかの指標を提供するアイコンであり得る、1つ以上の発光ダイオード(LED)及び/又は他のグラフィカル出力を含み得る。
【0051】
いくつかの追加の実施形態では、パワーバンク140はまた、環境100及び/又はバッテリ180の温度を感知するように構成された温度センサ187を含む。例えば、温度センサ187は、サーミスタであり得る。MCU184は、温度センサ187から温度の指標を取得するように構成され得る。以下に記載するように、実際のバッテリ容量は、温度に依存する。したがって、MCU184がパワーバンクバッテリ180及び/又はモバイルコンピューティングデバイスバッテリ166と関連付けられた測定値を決定するとき、MCU184は、温度センサ187によって感知された温度に基づいて補正係数を適用し得る。
【0052】
環境100は、様々な実施形態では、追加のコンピューティングデバイス及び/又は構成要素を含み得る。その上、本明細書に記載されるデバイスの構成要素が別個に参照される場合、いくつかの実施形態では、構成要素を組み合わせてもよいことを理解されたい。
【0053】
図1Bは、パワーバンク140、充電式デバイス120(図1Aに関して記載されるモバイルコンピューティングデバイス120など)、パーソナル電子デバイス121、及びリモートサーバ130を含む、例示的なコンピューティング環境150を例示している。パワーバンク140、充電式デバイス120、パーソナル電子デバイス121、及びリモートサーバは、1つ以上のネットワーク124を介して通信可能に結合されている。図1Bは、単一のパワーバンク140、単一の充電式デバイス120、及び単一のパーソナル電子デバイス121のみを描示しているが、環境150は、ネットワーク124を介してリモートサーバ130と通信可能に結合された任意の数のパワーバンク140、充電式デバイス120、及びパーソナル電子デバイス121を含んでもよい。
【0054】
ネットワーク124は、図1Aの通信可能な接続144を容易にし、1つ以上の長距離通信ネットワーク(例えば、Wi-Fiネットワーク、イーサネットネットワーク、セルラ通信ネットワークなど)及び短距離通信ネットワークを含み得る。この目的のために、いくつかの実施形態では、パワーバンク140は、パワーバンク140と充電式デバイス120との間の通信可能な接続144を利用して、パワーバンク140とリモートサーバ130との間の通信を容易にする。他の実施形態では、パワーバンク140の通信モジュール190は、リモートサーバ130と直接通信することができる1つ以上の送受信機を含むように構成されている。これらの実施形態では、充電式デバイス120がリモートサーバ130と通信することができる送受信機を含まない場合(例えば、充電式デバイス120が消費者用充電式バッテリを含むいくつかの実施形態で)、充電式デバイス120は、通信可能な接続144を利用して、データをリモートサーバ130に中継するパワーバンクデバイス140にデータを送信し得る。
【0055】
パーソナル電子デバイス121は、パワーバンク140のユーザと関連付けられた電子デバイスである。パーソナル電子デバイス121は、スマートテレビ、スマートホームハブ、モバイルコンピューティングデバイス、又は他の好適なタイプのパーソナル電子デバイスであり得る。パーソナル電子デバイス121は、パワーバンク140及び/又は充電式デバイス120の動作に関するアラートをリモートサーバ130から受信するように、かつパワーバンク140及び/又は充電式デバイス120に関してリモートサーバ130に記憶されたデータを照会するように構成され得る。いくつかの実施形態では、パーソナル電子デバイス121は、充電式デバイス120である。これらの実施形態では、パーソナル電子デバイス121は、パワーバンク140から充電を受け取り、リモートサーバ130からアラートを受信する。
【0056】
リモートサーバ130は、メモリ134(すなわち、1つ以上のメモリ134、例えば、RAM、ROMなど)を含む。メモリ134は、パワーバンク140及び/又はバッテリ180と関連付けられた環境の温度に基づいて、パワーバンク140及び/又は充電式デバイス120と関連付けられた測定値を補正するための1つ以上のルックアップテーブルを記憶するように構成され得る。追加的に、メモリ134は、非一時的コンピュータ実行可能命令の1つ以上のセットを含む1つ以上のアプリケーション136(「アプリ」)を記憶するように構成されている。特に、1つ以上のアプリケーション136は、パワーバンク140及び/又は充電式デバイス120から受信されたデータを分析するための様々なアプリケーションを含む。例えば、1つ以上のアプリケーション136は、パワーバンク140の健全性の状態を監視するように構成されたアプリケーション、パワーバンクが1つ以上の充電式デバイス120を再充電することができる回数を決定するように構成されたアプリケーション、パワーバンク140が非効率的に動作するときにパワーバンク140を中断するように構成されたアプリケーション、パーソナル電子デバイス121を介してパワーバンク140及び/若しくは充電式デバイスの動作を監視するためのウェブダッシュボードを生成するためのアプリケーション、並びに/又はパワーバンク140及び/若しくは充電式デバイス120から受信されたデータに対して動作するように構成された他のアプリケーションを含み得る。いくつかの実施形態では、アプリケーション136は、それらの間でパワーバンク140に関するデータを交換するために、充電式デバイス120上で実行するPBアプリ156とAPIインターフェースを共有するように構成されている。
【0057】
メモリ134はまた、ユーザプロファイルデータ138を含む。この目的のために、リモートサーバ130は、それぞれのパワーバンク140の複数のユーザについてのユーザプロファイルを維持するように構成され得る。したがって、それぞれのパワーバンク140の各ユーザについて、ユーザプロファイルデータ138は、特定のパワーバンク140の識別子、1つ以上の関連付けられた充電式デバイス120の識別子、ユーザがアラートを受信したい1つ以上のパーソナル電子デバイス121の識別子、パワーバンク140及び充電式デバイス120と関連付けられた複数の動作データ(本明細書における他の箇所に記載される動作データを含む)、ユーザプリファレンスデータ(ユーザ定義の閾値を含む)、及び/又はユーザと関連付けられた他のデータを含み得る。様々な識別子は、それぞれのデバイス(例えば、MACアドレス、シリアル番号、MEID、UICC、又は他の一意の識別子)を一意に識別し得る。いくつかの実施形態では、ユーザプリファレンスデータは、ユーザが充電式デバイス120のPBアプリ156と対話することに基づいて、及び/又はパーソナル電子デバイス121を介してアクセスされるウェブインターフェースを介して、設定される。
【0058】
リモートサーバ130は、メモリ134に含まれる非一時的コンピュータ実行可能命令を実行し得るプロセッサ133(すなわち、1つ以上のプロセッサ、例えば、CPU、GPUなど)を更に含む。いくつかの実施形態では、リモートサーバ130は、クラウドコンピューティング構成で動作する。これらの実施形態では、1つ以上のプロセッサ133及び1つ以上のメモリ134は、異なるハードウェアユニットに物理的に位置し得る。したがって、図1Bは、リモートサーバ130の様々な構成要素間の論理的関係を表すと理解されたい。
【0059】
リモートサーバ130は、1つ以上のネットワーク124を介して通信を確立し、かつ通信信号を交換し得る、通信モジュール131(「通信モジュール」)を追加的に含む。より具体的には、通信モジュール131は、外部デバイスとの通信接続を介して送信及び/又は受信するように構成された1つ以上の送受信機を含む。通信モジュール131はまた、1つ以上の送受信機を介して受信/送信される信号を、プロセッサ133によって解釈される信号に変換するように構成された1つ以上のモデムを含んでもよい。通信モジュール131は、図1Bに示されていない追加の又は代替的なデバイスと通信するように構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、アプリケーション136は、パワーバンク140が1つ以上の充電式デバイス120に提供することができる再充電の回数を含む、パワーバンク140の動作に関連する1つ以上のアラートを生成するように構成され得る。したがって、通信モジュール131は、プッシュメッセージングプロトコルを介して、充電式デバイス120及び/又はパーソナル電子デバイス121にアラートをプッシュするプッシュサーバにメッセージを送信するように構成され得る。
【0060】
リモートサーバ130は、1つ以上の入力デバイス及び/又は1つ以上の出力デバイス(例えば、リモートサーバ130の監視及び/又は構成を可能にするための、リモートサーバ130の1つ以上の物理ポートに接続されたデバイス)を接続するためのI/O132を追加的に含んでもよい。
【0061】
図2は、本明細書に記載されるポータブルパワーバンクデバイスでの使用に好適な、図1Bの充電式デバイス120(図1Aのモバイルデバイス120を含む)及び図1A~1Bのパワーバンク140の、例示的な従来知られている電気部品を例示している。限られた数の電気部品が図2に関して記載されているが、これらは、本明細書に記載されるパワーバンク140及び方法の一般の例示のために提供されているに過ぎず、したがって、充電式デバイス120及び/又はパワーバンク140は、様々な実施形態(例えば、他の電気回路、及び/又は図1A~1Bに関して記載される構成要素のうちのいずれか)において、本明細書に記載されるものに対する追加の、より少ない、及び/又は代替の構成要素を含んでもよいことを理解されたい。したがって、本明細書に一般に記載される電気部品の配置は、図2に示された配置とは異なり得る。
【0062】
高レベルでは、図2に描示された電気部品は、パワーバンクバッテリ180と充電式デバイスバッテリ166との間の電気的接続を介して、パワーバンクバッテリ180から充電式デバイスバッテリ166への電荷の供給を容易にする。パワーバンクバッテリ180と充電式デバイスバッテリ166との間の電気的接続は、それらのそれぞれのバッテリを電気的に接続して、パワーバンクバッテリ180から充電式デバイスバッテリ166への充電の供給を容易にする。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される少なくともいくつかの電気部品は、充電式デバイス120における、及び/又はパワーバンク140における1つ以上の集積回路に配設され得る。
【0063】
図2に示された実施形態では、電気的接続210は、パワーバンク140の電気ポート212をモバイルコンピューティングデバイス120の電気ポート214に接続する有線の電気的接続(例えば、USB-C充電ケーブル、マイクロUSBケーブル、ライティングケーブル、又は他の物理的接続構造)である。追加的又は代替的に、いくつかの実施形態では、電気的接続210は、ワイヤレスの電気的接続(例えば、Qi標準ワイヤレス充電接続)を含んでもよい。その上、いくつかの実施形態では、電気的接続210は、図1に関して記載されるような通信可能な接続144を提供するのと同じ構造によって実装されてもよい。すなわち、モバイルコンピューティングデバイス120とパワーバンク140との間の単一の接続(例えば、USB有線データ/充電有線接続)が、モバイルコンピューティングデバイス120とパワーバンク140とを電気的にも通信的にも接続し得る。
【0064】
パワーバンクバッテリ180は、パワーバンクバッテリ180から流出する電流を介して電荷を供給する。パワーバンクバッテリ180の瞬時電力出力は、流出電流の瞬時値にパワーバンクバッテリ180の瞬時電圧を乗じることによって(例えば、パワーバンクMCU184によって)計算され得る。パワーバンクバッテリ180の電圧(例えば、パワーバンクバッテリ180の2つの端子間の電圧)は、例えば、パワーバンクバッテリ180に配設された電圧計を介してMCU184によって測定され得る。流出電流は、パワーバンクバッテリ180と直列に電気的に配置され、かつ既知の抵抗を有する、抵抗器226(例えば、シャント抵抗器)の使用を介してMCU184によって測定され得る。電流が抵抗器226を通過するとき、MCUは、電圧計228を介して抵抗器226全体にわたる電圧降下を測定する。パワーバンクMCU184におけるADCは、アナログ電圧測定値をデジタル電圧測定値に変換し得る。MCU184は、抵抗器226全体にわたる電圧降下を抵抗器228の既知の抵抗によって除して、抵抗器226を通過する電流の値、それゆえ、パワーバンクバッテリ180の流出電流の値を判定し得る。
【0065】
いくつかの実施形態では、パワーバンクバッテリ180からの電荷の供給の制御は、パワーバンクスイッチ232を介して容易にされる。開放状態(図2に示されたような)のスイッチ232は、パワーバンクバッテリ180からの電荷の供給を防止するのに対して、閉鎖状態のスイッチ232は、電荷の供給を可能にする。スイッチ232は、例えば、パワーバンクMCU184によって制御され得る。追加的又は代替的に、いくつかの実施形態では、スイッチ232は、図1Bの充電式デバイス120及び/又はリモートサーバ130によってパワーバンク140に送信される通信に基づいて制御されてもよく、その通信は、対応するユーザ入力に基づいてもよい。
【0066】
パワーバンク140は、電圧レギュレータ183a(例えば、図1に示されたような電圧レギュレータ183、例えば、DC-DC電圧コンバータ)を含む。電圧レギュレータ183aは、パワーバンクバッテリ180の第1の電圧(例えば、3V、3.6V、又は4.2V)を電気的接続210の第2の構成された電圧(例えば、USB充電のための5V)に変換するように構成され得る。したがって、いくつかの実施形態では、電圧レギュレータ183aは、電圧を増加させるように構成されたステップアップ又は「ブースト」コンバータを含む。追加的又は代替的に、いくつかの実施形態では、電圧レギュレータ183aは、(例えば、パワーバンクバッテリ180の電圧が電気的接続210の電圧よりも大きい場合に)電圧を減少させるためのステップダウン又は「バック」コンバータを含む。実質的には、電圧レギュレータ183aによる電圧調節は、(1)パワーバンクバッテリ180の電圧、及び(2)電気的接続210と関連付けられた電圧に基づいて変動し得る。(例えば、電圧レギュレータ183aを通過した)調節された電流は、パワーバンク電気ポート212を介して電気的接続部210に供給され得る。特に、バッテリ180と電圧レギュレータ183aとの間の流出電流の測定を実行することによって、流出電流測定は、バッテリ180自体からの流出電流(例えば、バッテリ180の端子からの流出電流)を反映し、それによって、エネルギーの損失及び/又は電圧レギュレータ183aで生じる電流の値の変化によって引き起こされ得る不正確さを回避する。
【0067】
パワーバンク140は、パワーバンクバッテリ180への流入電荷の供給を容易にするための第2の別個の電気経路(例えば、AC壁コンセント、車両充電ポート、及び/又はパワーバンク140のための他の充電源からの流入電荷)を追加的に含んでもよい。この第2の経路の要素は、一般に、パワーバンクバッテリ180から流出する電荷を導くための本明細書に記載される要素に類似し得る。したがって、第2の経路は、例えば、電圧レギュレータ183b(例えば、パワーバンク140に充電を供給する電気的接続の第1の電圧を、パワーバンクバッテリ180の第2の電圧に変換するための)を含み得る。電流は、電圧レギュレータ183bを通過すると、抵抗器246(例えば、シャント抵抗器)を通過し得る。抵抗器246を通過する電流は、抵抗器226を通過する流出電流に関して(例えば、電圧計248を介してMCU184によって)本明細書に記載されるものと同様の様式で測定され得る。更に、バッテリ180への流入電荷の供給は、スイッチ252を介して制御されてもよい。
【0068】
電流は、充電式デバイスポート214を介して、電気的接続210から充電式デバイス120で受け取られる。受け取られた電流は、充電式デバイス120の電圧レギュレータ262に流れ得る。電圧レギュレータ262は、電気的接続210の電圧(例えば、USB充電のための5V)を、充電式デバイスバッテリ166の別の電圧(例えば、3V、3.6V、又は4.2V)に変換するように構成され得る。したがって、いくつかの実施形態では、電圧レギュレータ262は、電圧を減少させるように構成されたステップダウンコンバータを含む。追加的又は代替的に、いくつかの実施形態では、電圧レギュレータ262は、電圧を増加させるように構成されたステップアップコンバータを含む。
【0069】
電荷は、流入電流によって充電式デバイスバッテリ166で受け取られる。充電式デバイスバッテリ166の電圧は、例えばバッテリ166における電圧計によって、測定され得る。流入電流の値は、充電式デバイスバッテリ166と電気的に直列に配置され、かつ既知の抵抗を有する、抵抗器270(例えば、シャント抵抗器)を介して測定され得る。電流が抵抗器270を通過するとき、充電式デバイス120は、電圧計272を介して抵抗器270全体にわたる電圧降下を測定する。充電式デバイスプロセッサにおけるADCは、充電式デバイス120における電圧のアナログ測定値をデジタル電圧値に変換し得る。充電式デバイスのプロセッサ(例えば、プロセッサ158)は、抵抗器270全体にわたる電圧降下を抵抗器270の既知の抵抗によって除して、抵抗器270を通過する電流の値、それゆえ、充電式デバイスバッテリ166への流入電流の値を判定し得る。特に、電圧レギュレータ262とバッテリ166との間で流入電流の測定を実行することによって、流入電流測定は、充電式デバイスバッテリ166自体への流入電流(例えば、充電式デバイスバッテリ166の端子への流入)を反映し、それによって、電圧レギュレータ262で発生する潜在的なエネルギーの損失及び/又は電流の値の変化を考慮する。充電式デバイス120のプロセッサは、流入電流の瞬時値に充電式デバイスバッテリ166の対応する瞬時電圧を乗じることによって、充電式デバイスバッテリ166への瞬時電力入力を計算し得る。
【0070】
いくつかの実施形態では、充電式デバイスバッテリ166への電荷の供給の制御は、充電式デバイススイッチ276を介して実行される。開放状態(図2に示されたような)のスイッチ276は、充電式デバイスバッテリ166への電荷の供給を防止するのに対して、閉鎖状態のスイッチ276は、電荷の供給を可能にする。スイッチ276は、例えば充電式デバイス120によって(例えば、パワーバンクアプリ156からの命令に従って、プロセッサ158によって)、制御され得る。追加的又は代替的に、いくつかの実施形態では、スイッチ276は、パワーバンク140及び/又はリモートサーバ130によって充電式デバイス120に送信される通信に基づいて制御されてもよい。
【0071】
図2に示されたような電気的配置を介して、この詳細な説明から理解されるように、パワーバンクバッテリ180から充電式デバイスバッテリ166への電荷の供給は、パワーバンク140の効率的な使用を容易にする様式で実行及び制御され得る。
【0072】
充電効率及び残存する再充電回数の要因
一般に、パワーバンクバッテリ(例えば、図2からのパワーバンクバッテリ180)と、モバイルコンピューティングデバイスバッテリ(例えば、図2からのモバイルコンピューティングデバイスバッテリ166)などの充電式デバイスバッテリと、の間の充電効率は、パワーバンクバッテリによって出力される電力量(「電力出力」)と、充電式デバイスバッテリへの受け取られる電力量(「電力入力」)と、の比較として表わされ得る。より具体的には、充電式デバイスバッテリにおける測定された電力入力(Pin)を、対応する時間にパワーバンクバッテリにおける測定された電力出力(Pout)によって除して、パワーバンクバッテリと充電式デバイスバッテリとの間の充電効率を判定することができる。充電効率は、0と1.0との間の比率として(又は代替的に、0%と100%との間のパーセンテージとして)表され得る。例えば、対応する時間における10.5WのPout及び7WのPinを考慮すると、その時間における充電効率は、およそ0.67又は67%である。
【0073】
パワーバンクバッテリから充電式デバイスへの電荷の移送は、100%ではない。多くの場合、充電の効率は、90%未満、80%未満、70%未満、60%未満などである。したがって、充電式デバイスによって受け取られるよりも著しく多い充電又はエネルギーがパワーバンクによって失われると、パワーバンクの単一の充電で(すなわち、AC壁コンセント又は他の電源を介してパワーバンクを再充電することなく)パワーバンクが充電式デバイスに提供することができる再充電の有効回数が低減される。パワーバンクのユーザは、典型的には、充電効率が100%よりも著しく低くなり得ることを認識せず、したがって、ユーザは、多くの場合、自分が、パワーバンク容量を充電式デバイスの容量で除して、残存する再充電の回数を判定することができると想定する。ユーザは、例えば、パワーバンクが枯渇し、かつ再充電されなければならない前に、12000mAhパワーバンクは、3000mAhスマートフォンバッテリを4回、完全に再充電することができるか、又は同じスマートフォンバッテリを8回、半分再充電することができると想定する)。ユーザは、1つ以上の充電式デバイスを再充電している間の効率損失に起因して、パワーバンクが、完全に又はほぼ完全に枯渇する前に、予想されるよりも少ない充電を提供するとき、失望し得る。
【0074】
いくつかの要因が、充電効率の損失(すなわち、充電式デバイスとパワーバンクとの間の移送における電荷又はエネルギーの損失)、それゆえ、パワーバンクを使用する充電式デバイスに利用可能な再充電の回数の減少に寄与し得る。大まかに言えば、効率損失は、(1)パワーバンクの回路、(2)充電式デバイスの回路、(3)パワーバンクと充電式デバイスとの間の電荷を搬送する電気的接続(例えば、図2からの電気的接続210)、並びに(4)パワーバンク及び/又は充電式デバイスの健全性の状態、のうちの1つ以上に帰属し得る。効率損失のこれらの原因の各々に関する更なる詳細を以下に提供する。
【0075】
第1に、効率損失は、少なくとも部分的に、パワーバンクの回路に帰属し得る。特に、パワーバンクバッテリの第1の電圧からパワーバンクと充電式デバイスとの間の電気的接続の第2の電圧に電圧を変換するパワーバンク電圧レギュレータ(例えば、図2からの電圧レギュレータ183a)で電圧がアップ(又はダウン)コンバートされるときに、著しい効率損失が発生することが多い。例えば、リチウムイオンパワーバンクバッテリは、パワーバンクバッテリが100%フューエルゲージであるときに4.2Vの電圧を有し得、電圧コンバータがUSB電気的接続のために4.2Vバッテリ電圧を5Vまでステップするときに効率が失われ得る。この効率損失は、パワーバンクのバッテリが放出するにつれて増加し得る。例えば、リチウムイオンパワーバンクバッテリが放出するときに、バッテリ電圧は、4.2V~3Vの最小定格電圧に向かって徐々に低下し得る。パワーバンクバッテリの電圧と電気的接続の電圧との差が増加するにつれて、より大きな効率損失に遭遇し得る。更に、パワーバンク電圧レギュレータにおける効率損失は、パワーバンクからの流出電流又は電力に基づいて変動し得る。例えば、一般的な充電プロトコル(例えば、本明細書に記載する「CC/CV充電」)に従って、モバイルコンピューティングデバイスへのパワーバンクバッテリの流出電流は、典型的には、充電式デバイスのフューエルゲージが100%に近づくにつれて次第に減衰する。電圧レギュレータ効率は、流出電流の値が減少すると低下し、したがって、充電式デバイスのフューエルゲージが100%に近づくにつれて、充電効率が低下し得る。パワーバンク回路における総効率損失は、合計で、最大10%の効率損失(すなわち、パワーバンクバッテリ出力端子と電気的接続との間のエネルギー損失の10%)、15%の効率損失、20%の効率損失、又は場合によっては更に大きくなり得る。
【0076】
第2に、効率損失は、充電を受け取る充電式デバイスの回路に帰属し得る。特に、充電式デバイス電圧レギュレータ(例えば、図2からの電圧レギュレータ262)で電圧がダウン(又はアップ)コンバートされ、電圧が電気的接続の第1の電圧(例えば、5V)から充電式デバイスバッテリの第2の電圧(例えば、充電式デバイスが0%のフューエルゲージであるときには3V)に変換されるときに、著しい効率損失が発生することが多い。電気的接続の電圧と充電式デバイスバッテリ電圧との差が大きいほど、充電式デバイス電圧レギュレータで発生する効率損失が大きくなり得る。更に、充電式デバイス電圧レギュレータでの効率損失は、(流出電流を有するパワーバンク電圧レギュレータと同様に)充電式デバイスへの流入電流に基づいて変動し得る。すなわち、流入電流が減少するにつれて(例えば、CC/CV充電プロトコルに従って、充電式デバイスバッテリフューエルゲージが増加するにつれて)、充電式デバイス電圧レギュレータは、より低効率になる。パワーバンク回路と同様に、充電式デバイス回路での総効率損失は、合計で、10%、15%、20%、又はより大きくなり得る。
【0077】
第3に、効率損失は、パワーバンクと充電式デバイスとの間の電気的接続に帰属し得る。すなわち、電気的接続を介したエネルギーの損失の結果として、充電式デバイスのポート(すなわち、電気的接続からの入力ポート、例えば、図2からのポート214)によって受け取られるよりも大きいエネルギーが、パワーバンクのポート(すなわち、電気的接続への出力ポート、例えば、図2からのポート212)によって出力され得る。いくつかの電気的接続は、他のものよりも元来効率的である。例えば、有線USB接続は、一般に、80%~90%効率であり得るのに対して、ワイヤレス充電接続は、一般に、40%~60%効率であり得る。パワーバンク回路及び充電式デバイス回路で窺えるのと同様に、電気的接続は、電気的接続を介して移送される電流の値が減少するにつれて、より低効率になり得る。
【0078】
第4に、パワーバンクバッテリ及び/又は充電式デバイスバッテリの健全性の状態は、効率損失に影響を及ぼし得る。例として、バッテリが経時するにつれて、バッテリに内部抵抗が蓄積し、したがって、パワーバンクバッテリ出力及び/又は充電式デバイスバッテリ入力の増加量が、熱として失われる。
【0079】
効率損失の量が温度に依存することを理解されたい。一般に、バッテリ容量は、温度が上昇するにつれて増加する。とは言え、閾値温度(約45℃)の後に、バッテリ劣化と関連付けられた内部抵抗の上昇に起因して、追加の充電が失われて熱になり、充電容量を一般に減少させる。したがって、パワーバンクMCU及び/又はリモートサーバは、感知された温度値に基づいて温度補正因子を適用して、効率測定値のうちの1つ以上を調整し得る。
【0080】
少なくともこれらの因子に基づいて、パワーバンクを介した充電式デバイスの潜在的な再充電の回数は、ユーザの期待とは異なり得る(例えば、完全に充電された12000mAhのパワーバンクが3000mAhのスマートフォンバッテリに4回の完全な再充電を提供する代わりに、パワーバンクは2回半の再充電のみを提供し得る)。更に、パワーバンクバッテリ及び/又は充電式デバイスバッテリの健全性の状態は、実容量の変化に起因して、潜在的な再充電の回数に更に影響を及ぼし得る。パワーバンクが容量を失った(例えば、実容量が12000mAhの公称容量よりも著しく小さい)場合、パワーバンクは、ユーザが期待するよりも少ない再充電を提供し得る。逆に、充電式デバイスバッテリが容量を失った(例えば、実容量が3000mAhの公称容量よりも著しく小さい)場合、パワーバンクバッテリは容量を失っていない一方で、充電式デバイスバッテリの各再充電がパワーバンクからの充電又はエネルギーをあまり必要としないことから、潜在的な再充電の回数が増加し得る(バッテリの内部抵抗は、熱損失が容量の低減を上回るようなものでない場合)。
【0081】
図3は、USB接続を介してパワーバンクによりスマートフォンを再充電するための例示的な充電セッションにわたる充電効率を例示している。例示的な充電セッションは、およそ120分の持続時間を有する連続した時間間隔にわたって行われ、その終了時に、スマートフォンのバッテリは、100%フューエルゲージに達する。例示的な充電セッションは、定電流定電圧(CC/CV)充電プロトコルを使用し、図3から窺えるように、パワーバンクバッテリとスマートフォンバッテリとの間の充電効率は、一般に、充電セッションの過程を通して減少する。
【0082】
バックグラウンドの手段として、CC/CV充電は、2つのフェーズ、具体的には、第1の「定電流」(CC)フェーズ及び第2の「定電圧」(CV)フェーズからなる。第1のCCフェーズの間、パワーバンクバッテリは、概して安定した量(例えば、2.5A)の流出電流を供給し、スマートフォンは、概して安定した量(例えば、公称で2.5Aであるが、効率損失に起因して潜在的に少ない)の流入電流を受け取る。CCフェーズ中、スマートフォンのバッテリ電圧は、スマートフォンのバッテリの最小電圧(例えば、0%フューエルゲージで3V)からスマートフォンのバッテリの最大電圧(50%フューエルゲージ、60%、70%、又は別の値で達成され得る、4.2V)まで増加する。一方、パワーバンクバッテリの電圧は、最終的に、パワーバンクバッテリの最大定格電圧(例えば、4.2V)からパワーバンクバッテリの最小定格電圧(例えば、3V)に向かって減少し得る。
【0083】
スマートフォンのバッテリがスマートフォンのバッテリの最大電圧に達すると、第2のCVフェーズへのクロスオーバが発生する(「CC/CVクロスオーバ」)。CVフェーズでは、スマートフォンバッテリの最大電圧が維持される(すなわち、一定又はほぼ一定)一方、パワーバンクバッテリからの流出電流(及び、ひいては、スマートフォンバッテリへの流入電流)は、初期値(例えば、2.5A)から0Aに向かって減少する。測定された流出電流(又は測定された流入電流)が所定の閾値(例えば、0.05A)を下回ると、スマートフォンが100%フューエルゲージ又はほぼ100%フューエルゲージであり、かつスマートフォンの再充電が終了したと判定される。
【0084】
図3に示されるように、充電効率は、100%ではない。充電セッションの開始時でさえ、効率は、約75%に過ぎず、効率損失は、パワーバンク回路(例えば、パワーバンク電圧レギュレータ)、スマートフォン回路(例えば、スマートフォン電圧レギュレータ)、USB接続、スマートフォンバッテリの健全性の状態、及び/又はパワーバンクバッテリの健全性の状態によって影響され得る。一般に、効率は、CCフェーズ中に経時的にわずかに減少し、CC/CVクロスオーバ後により大きな効率損失が発生する(例えば、バッテリ電圧の更なる変化に起因する電圧レギュレータでの継続的な損失、並びに流出/流入電流の減少に起因する)。充電セッションの終わり近くで、充電効率は、60%、50%、40%、又は更にそれ未満であり得る。経時的に充電効率を測定するための技法の追加の説明が、2020年3月23日に出願された米国特許出願第16/827,384号に提供されており、その開示の全体は、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。前述の内容は、スマートフォンのバッテリの充電効率が経時的にどのように低下するかを説明しているが、同様の原理によって、他のタイプの充電式デバイスの充電効率がどのように低下するかも説明される。
【0085】
効率損失に起因して、スマートフォンの各再充電は、ユーザが期待し得るよりも多くのパワーバンクの蓄積された充電又はエネルギーを、実効的に消耗する。効率損失は、充電セッションを通して、並びにパワーバンク及びスマートフォンの寿命を通して変動するため、パワーバンクがスマートフォンの単一の充電にどれくらいの充電又はエネルギーを消耗することになるかを専らユーザが推定することは困難である。したがって、ユーザが、パワーバンクのフューエルゲージ(例えば、100%、50%、73%など)を考慮すると、パワーバンクが枯渇する前に、パワーバンクがどの程度の回数だけスマートフォンに再充電を提供することができるかを判定することは困難である。
【0086】
本開示の方法及び装置は、有利なことに、特に充電効率の損失及び健全性の状態を考慮することによって、パワーバンクを使用して充電式デバイス(例えば、図3のスマートフォン)の潜在的な再充電の回数の正確な判定を提供する。更に、充電セッションを通して発生する充電効率の著しい変動を考慮することによって、本明細書に記載される方法及び装置は、パワーバンクの蓄積された充電又はエネルギーをより効率的に使用する充電式デバイスを充電するための特定の実地を識別し得る。
【0087】
パワーバンクからの潜在的な再充電の回数の計算
公称で、パワーバンクから充電式デバイスへの利用可能な潜在的な再充電の回数(N)は、単純には、パワーバンクバッテリによって保持される充電又はエネルギーを充電式デバイスバッテリの容量で除することによって判定され得る。すなわち、Nを計算するためにユーザが実行し得る典型的な計算を、以下のように表すことができ、
【数1】
式中、FGpbは、パワーバンクバッテリの現在のフューエルゲージ(パワーバンクバッテリによって保持される充電量又はエネルギー量を表す)であり、Cmdは、充電式デバイスバッテリの容量であり、各「完全な再充電」は、充電式デバイスを実質的に0%フューエルゲージから実質的に100%フューエルゲージにする。
【0088】
しかしながら、上記の計算は不十分であり、Nのより正確な計算は、各再充電中に発生する効率損失を考慮に入れるべきである。2つの充電効率係数(又は「因子」)E及びEは、それぞれ、パワーバンク及びモバイルコンピューティングデバイスと関連付けられた効率損失を考慮するために導入される。
【0089】
第1の充電効率因子Eは、パワーバンクバッテリの電力出力(例えば、パワーバンクバッテリの出力端子から出力される電力)とパワーバンクの電力出力(例えば、パワーバンクのポートによって電気的接続に出力される電力)との比率を表し得る。したがって、Eは、0~1.0(又は0%~100%)の値である。Eは、パワーバンクバッテリのフューエルゲージの関数として変動する。より具体的には、Eは、典型的には、パワーバンクバッテリのフューエルゲージが減少するにつれて(それゆえ、パワーバンクの電力出力が減少するときに)減少する。パワーバンクのフューエルゲージの関数としてのEの値は、ルックアップテーブルに記憶され得、ルックアップテーブルは、いくつかの実施形態では、充電式デバイスの非一時的メモリに(例えば、充電式デバイスデバイスでの専用パワーバンクアプリケーションでの命令を介して)、又はパワーバンクデバイス及び/若しくは充電式デバイスに通信可能に結合されたリモートサーバに記憶され得る。Eのルックアップテーブルは、特定のパワーバンクモデルに固有であり得、したがって、充電式デバイス及び/又はリモートサーバは、特定のパワーバンクモデルを使用して充電式デバイスを再充電することの識別に基づいて、特定のEルックアップテーブルを参照し得る。
【0090】
第2の充電効率因子Eは、充電式デバイスへの電力入力(例えば、電気的接続を介した充電式デバイスのポートに入力される電力)と比較した、充電式デバイスバッテリへの電力入力(例えば、充電式デバイスバッテリの入力端子に入力される電力)の比率を表し得る。したがって、Eは、0~1.0(又は0%~100%)の値である。Eは、充電式デバイスバッテリのフューエルゲージに基づいて変動する。充電式デバイスバッテリのフューエルゲージの関数としてのEの値は、第2のルックアップテーブルに記憶され得、第2のルックアップテーブルは、いくつかの実施形態では、充電式デバイスの非一時的メモリに(例えば、充電式デバイスデバイスで実行する専用パワーバンクアプリケーションでの命令を介して)、又はパワーバンクデバイス及び/若しくは充電式デバイスに通信可能に結合されたリモートサーバに記憶され得る。Eのルックアップテーブルは、特定の充電式デバイスモデルに固有であり得る。すなわち、異なる充電式デバイスモデルは、Eの異なるルックアップテーブルと関連付けられ得る。
【0091】
いくつかの実施形態では、値E及びEをこれらの値のそれぞれのルックアップテーブルから取得せずに、パワーバンクMCU及び/又はリモートサーバは、代わりに、パワーバンクの測定された電力出力効率及び/又は充電式デバイスの測定された電力入力効率を示す信号を受信してもよい。これらの実施形態では、それぞれの充電効率は、2021年3月11日に出願された米国特許出願第17/198967号(代理人整理番号32549/56129)に開示された動的な充電効率であり得、この開示の全体は、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。したがって、E及びEの値は、それぞれ、測定された電力出力効率及び測定された電力入力効率の受信された指標に対応し得る。充電効率因子を直接測定することは、動的な負荷条件を考慮する能力に起因する実際の充電効率因子のより正確な決定を提供し得ることを理解されたい。一方、開示されたルックアップテーブル技法は、基礎となる測定のいくつかを実行することができないときに充電効率因子を推定する能力を提供する(例えば、充電式デバイスは、測定値を取得することができるインターフェースを提供しない)。
【0092】
上に記載されるように、値E及びEは、温度に応じて変動する。したがって、パワーバンクMCU及び/又はリモートサーバは、E及びEをこれらの値のそれぞれのルックアップテーブルから取得した後に、E及びEの値に温度補正因子を適用し得る。したがって、パワーバンクデバイス及び/又はリモートサーバのメモリは、温度レベル(又は温度レベルの範囲)を、E及びEに適用するための特定の温度補正因子と関連付ける追加のルックアップテーブルを記憶し得る。温度補正因子は、測定/観測される温度を考慮するために、E及びEに乗じられる値(例えば、0.0~2.0の値)であり得る。温度が閾値(例えば、-20℃又は15℃)を下回る場合、パワーバンクデバイスを動作させることは安全でない場合がある。したがって、温度補正ルックアップテーブルは、これらの温度を0の温度補正値と関連付けて、充電式デバイスを現時点で再充電することができないことを示し得る。いくつかの実施形態では、パワーバンク及び/又はリモートサーバのメモリは、異なるバッテリタイプにそれぞれ対応する複数の温度補正ルックアップテーブルを記憶している。したがって、これらの実施形態では、パワーバンクMCU及び/又はリモートサーバは、パワーバンクデバイスの温度センサから温度値を取得して、E及びEに適用するための温度補正値を適切なルックアップテーブルから取得し得る。
【0093】
本明細書に記載される潜在的な再充電の回数Nはまた、充電式デバイスを充電式デバイスの現在のフューエルゲージFGmd(例えば、1%、15%、30%、65%、92%など)から100%に充電する「部分的な再充電」を考慮してもよい。すなわち、潜在的な再充電の回数Nは、FGmdから100%への充電式デバイスの第1の部分的な再充電と、0%~100%への充電式デバイスの1つ以上の後続の完全な再充電と、を含んでもよい。部分的な再充電を実行するために必要な充電量又はエネルギー量は、FGmdと充電式デバイスCmdの容量との間の差として計算される(FGmdが実質的に0%又は100%である場合、Nの間の最初の再充電が実効的に完全な再充電であることから、部分的充電の考慮は、実効的に排除される)。したがって、Nを決定するために本明細書における方法及び装置によって使用される式は、以下の通りである。
【数2】
【0094】
好ましくは、Cmdは、充電式デバイスバッテリの実容量に対応し、FGpbは、パワーバンクバッテリの実容量に基づいて判定される(すなわち、FGpbは、公称容量ではなく、実容量に乗じられる現在のフューエルゲージパーセンテージに対応する充電量又はエネルギー量である)。バッテリ(例えば、充電式デバイスバッテリ又はパワーバンクバッテリ)の実容量は、(1)バッテリが実質的に100%フューエルゲージから実質的に0%フューエルゲージ放出する一定時間間隔にわたってバッテリからの流出充電(又はエネルギー)の量を測定すること、及び/又は(2)バッテリが実質的に0%フューエルゲージから実質的に100%フューエルゲージに充電する一定時間間隔にわたってバッテリへの流入充電又はエネルギーの量を測定することによって判定され得る。バッテリの実容量を測定するための技法の追加の説明が、2020年3月23日に出願された米国特許出願第16/827,459号に提供されており、その開示の全体は、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。いくつかの代替的な実施形態では、Cmd及び/又はFGpbは、それぞれ、(例えば、実容量の測定値が利用できない場合の、実容量ではなく)充電式デバイス及びパワーバンクの公称容量を使用してもよい。
【0095】
本明細書に記載される実施形態では、充電式デバイス及び/又はリモートサーバは、充電式デバイスがパワーバンクに電気的に接続されるたびに(例えば、モバイルコンピューティングデバイスがUSBケーブルを介してパワーバンクに接続されるたびに、又は充電式デバイスとパワーバンクとの間のワイヤレス充電接続が開始されるたびに)、又はより具体的には、充電式デバイスの充電が開始されるたびに、Nを判定し得る。充電式デバイス及び/又はリモートサーバは、それ自体のフューエルゲージを判定し、パワーバンクから(例えば、無線RF通信を介して、又は有線の通信可能な接続を介して)パワーバンクからバッテリフューエルゲージの指標を受信する。充電式デバイス及び/又はリモートサーバは、第1のEルックアップテーブルを参照して、パワーバンクフューエルゲージに基づいてEの値を決定し、第2のEルックアップテーブルを参照して、充電式デバイスフューエルゲージに基づいてEの値を決定する。充電式デバイス及び/又はリモートサーバは、例えば、実容量を測定することによって、又は実容量の以前の測定値にアクセスすることによって、充電式デバイスバッテリの容量を判定する。充電式デバイスは、少なくとも、充電式デバイスバッテリ、E、E、並びにパワーバンクバッテリ及び充電式デバイスバッテリのそれぞれのフューエルゲージの容量に基づいて、Nを判定し得る。1つ以上のグラフィカルユーザインターフェースによる充電式デバイスユーザへのNの表示を容易にするために、Nは、最も近い整数に丸められてもよい(例えば、最も近い下位整数に丸められてもよいし、最も近い整数に切り下げ又は切り上げられてもよい)。
【0096】
いくつかの実施形態では、上に示された式2は、具体的には電気的接続からの効率損失を反映する第3の充電効率係数Eを乗じたFGpbを更に含む。いくつかの事例では、電気的接続を介した効率損失が一定である場合、Eの値は、一定であり得る(例えば、充電式デバイスフューエルゲージ、パワーバンクフューエルゲージ、出力/入力電圧、電流などにかかわらず、常に5%)。いくつかの実施形態では、Eは、パワーバンクバッテリフューエルゲージ及び/又は充電式デバイスフューエルゲージの関数として変動し、第3のルックアップテーブル(例えば、モバイルコンピューティングデバイスに命令を介して記憶される)は、対応するパワーバンクバッテリフューエルゲージ及び/又は充電式デバイスフューエルゲージについての値Eを記憶し得る。代替的に、パワーバンク及び充電式デバイスについての効率因子(E及びE)は、電気的接続を介した期待される効率損失を考慮し得る(例えば、Eは、電気的接続からの一定の効率損失を考慮し得る)。
【0097】
いくつかの実施形態では、潜在的な再充電の回数Nを計算するための本明細書に記載される計算のうちの少なくともいくつかは、充電式デバイス及び/又はリモートサーバの代わりに、パワーバンクによって実行され得る。例えば、パワーバンクは、充電式デバイスバッテリの実容量及びフューエルゲージの指標を(例えば、無線RF通信を介して)受信し得る。パワーバンクは、ルックアップテーブルにアクセスして、E、E、及び/又はEを決定し得(例えば、パワーバンクに記憶された命令は、ルックアップテーブルを含む)、パワーバンクは、充電式デバイス及び/又はリモートサーバに関して本明細書に記載される同様の計算を介してNを判定し得る。充電式デバイスが長距離通信送受信機を含まない実施形態では、パワーバンクデバイスは、充電式デバイスから受信された任意の指標をリモートサーバに中継するように構成され得る。
【0098】
上に記載されるように、リモートサーバは、パワーバンクデバイスのユーザと関連付けられたユーザプロファイル138を記憶し得る。したがって、パワーバンクデバイスが充電式デバイスを再充電する際に、パワーバンクデバイス及び/又は充電式デバイスは、Nを判定するために、上に記載される計算に関連する1つ以上の値の指標を送信し得る。例えば、再充電セッション中にパワーバンクフューエルゲージが減少し、かつ/又は充電式デバイスフューエルゲージが増加するにつれて、パワーバンクデバイス及び/又は充電式デバイスは、ユーザプロファイル138での記憶のために、パワーバンクデバイス及び/又は充電式デバイスのそれぞれの現時点のフューエルゲージ値の指標を送信し得る。したがって、リモートサーバは、充電式デバイス及び/又はパワーバンクデバイスから更新されたフューエルゲージ指標を受信すると、現時点のE及び/又はE値を決定することができる。いくつかの実施形態では、充電式デバイスが現時点でパワーバンクデバイスによって再充電されるNを計算することに加えて、リモートサーバはまた、現時点の充電セッション中にE値が変化するにつれて、他のデバイスについての値Nを計算してもよい。
【0099】
充電式デバイスが特定の機能(例えば、自動ペーパータオルディスペンサ、自動使役人フラッシャ、自動ドアロックなど)を実行するように構成された産業用デバイスである実施形態では、リモートサーバは、充電式デバイスが特定の機能を作動させることができる回数を追加的に判定し得る。この目的のために、充電式デバイスの製造業者は、充電式デバイスが特定の機能Pactを実行するたびに消費される電力量を示す情報を公開し得る。リモートサーバは、複数の充電式デバイスについてのこの情報をルックアップテーブルにまとめ得る。
【0100】
いくつかの実施形態では、充電式デバイスが特定の機能を作動させることができる回数は、充電式デバイスバッテリの現時点の容量に基づく。例えば、リモートサーバは、充電式デバイスのフューエルゲージ指標に、充電式デバイスの容量を乗じて、充電式デバイスバッテリに蓄積された電力量を判定し得る。次いで、リモートサーバは、充電式デバイスバッテリに蓄積された電力量を、ルックアップテーブルに記憶された充電式デバイスのPact値で除して、充電式デバイスの特定の機能の総回数を、充電式デバイスについての現時点の充電レベルで作動させることができると判定し得る。
【0101】
追加的又は代替的に、リモートサーバは、充電式デバイスバッテリの現時点の容量と、パワーバンクデバイスによって提供された潜在的な再充電の回数と、に基づいて、充電式デバイスが特定の機能を作動させることができる回数を判定してもよい。この目的のために、リモートサーバは、残存する充電の回数Nを、潜在的な再充電の回数を介して充電式デバイスを作動させることができる回数に変換し、その値を、充電式デバイスについて現時点の充電レベルで充電式デバイスを作動させることができる回数に加えてもよい。したがって、サーバは、再充電の回数Nに充電式デバイスCmdの容量を乗じて、潜在的な再充電の回数を介して利用可能な総電力量を判定してもよい。次いで、リモートサーバは、この電力量を、ルックアップテーブルに記憶された充電式デバイスについてのPact値で除して、充電式デバイスの特定の機能の総回数を、潜在的な再充電の回数Nを介して作動させ得ると判定し得る。次いで、リモートサーバは、ユーザプロファイル138を、充電式デバイスの現時点の充電レベル及び/又は潜在的な再充電の回数Nに基づいて、充電式デバイスについての判定された作動の回数を含むように更新し得る。
【0102】
パワーバンクの効率的な使用のための再充電範囲の選択
上に示される式2は、0%~100%までのモバイルコンピューティングデバイスの完全な再充電(+現在のフューエルゲージから100%への部分的な再充電)の回数を提供するが、代わりに、ユーザは、パワーバンクが充電式デバイスに特定の部分的な再充電、例えば、0%~50%、10%~70%、40%~80%へ、又は「再充電範囲」を定義する別の「始動フューエルゲージ」(FG)から「終止フューエルゲージ」(FG)への再充電を何回提供することができるかを判定したい場合がある。
【0103】
これらの実施形態では、Nの修正された計算を提供することができ、Nは、充電式デバイスを充電式デバイスの現在のフューエルゲージFGmd~FGにする第1の部分的な再充電を含み、その後の各充電は、充電式デバイスをFG~FGに充電する部分的な再充電である。したがって、これらの実施形態でNを判定するための修正された式を、以下のように表すことができる。
【数3】
【0104】
FG及びFGの値は、例えば、パーソナル電子デバイス及び/又はリモートサーバでの命令を介して(例えば、事前にプログラムされた値に基づいて、かつ/又はFG及びFGの値のユーザ入力に基づいて、モバイルコンピューティングデバイス及び/又はリモートサーバで実行する専用パワーバンクアプリケーションを介して)充電式デバイスによって取得され得る。式2と同様に、E及びEの値は、パワーバンクバッテリフューエルゲージ及び充電式デバイスバッテリフューエルゲージに基づいてルックアップテーブルを介して、パーソナル電子デバイス及び/又はリモートサーバによって取得されてもよく、いくつかの実施形態では、電気的接続に特有の効率損失を反映するために、追加の効率因子を利用し、かつ/又は別様に含んでもよい。
【0105】
式3によれば、Nは、FGとFGとの間の差(すなわち、FG~FGに充電するために充電式デバイスが受け取る必要がある充電量又はエネルギー量)に基づいて変動する。更に、異なる充電式デバイスフューエルゲージでの充電効率の差のために、Nは、FGとFGとの間の差にかかわることもなく、FG及びFGに基づいて変化する。(例えば、図4から理解されるように、FG及びFGの両方がより低い場合、Nはより大きくてもよい)。式2と同様に、Nを、最も近い整数に切り捨てて(又はいくつかの事例では、最も近い整数に切り捨て又は切り上げて)、ユーザにとってより便利に表示され得るNの値を生成してもよい。
【0106】
図4は、いくつかの実施形態による、それぞれの再充電範囲(すなわち、それぞれのフューエルゲージペアFG及びFGによって定義される範囲)によって定義される充電シナリオと関連付けられた例示的な充電メトリックを示す表400を例示している。特に、表400は、各範囲における予想される充電効率の再充電に基づいて(例えば、パワーバンクと充電式デバイスとの間の充電効率の過去の監視、及び/又はパワーバンクと充電式デバイスとの同様の組み合わせの監視に基づいて)、各FG及びFGについてのパワーバンクを介した充電式デバイスの潜在的な再充電の回数に関する充電メトリックを示す。潜在的な再充電の回数を再充電範囲の予想される効率と組み合わせて考慮することによって、有利なことに、典型的なユーザ行動と比較して、パワーバンクの使用をより効率的にする、充電式デバイスについての特定の再充電範囲が識別される。
【0107】
表400では、パワーバンクは、12000mAhの実容量(Cpb)を有し、完全に充電されている(すなわち、FGpbは、開始時にCpbと同一である)と想定される。充電式デバイス(Cmd)の実容量は、3000mAhであると想定される。追加的に、簡略化のために、本充電式デバイスのフューエルゲージFGmdの考慮は、省略されている(したがって、「初期の部分的な再充電」が不要である)。更に追加的に、簡略化のために、表400を参照した「充電効率」は、所与の充電シナリオでの、パワーバンクによって失われる充電に対する充電式デバイスバッテリによって受け取られる充電の平均比率を指すものとなっている(が、効率の他の表現、例えば上述したようなE及びE、が再充電の回数の計算のために想定される)。最後に、表400に示された値は、例示に過ぎず、他の値(例えば、異なる容量、効率など)は、パワーバンク、充電式デバイス、電気的接続などの様々な組み合わせで可能であることを理解されたい。
【0108】
第1のシナリオ410(すなわち、テーブル400の第1行)では、充電式デバイスの各再充電は、0%フューエルゲージから100%フューエルゲージへの完全再充電である。したがって、各再充電は、充電式デバイスバッテリに3000mAhの充電を提供する。図3を参照すると、0%~100%への再充電範囲にわたる平均(平均値)充電効率は、およそ60%であると推定される。すなわち、パワーバンクバッテリによって失われた充電の60%のみが、充電式デバイスのバッテリによって獲得される(例えば、パワーバンク回路、充電式デバイス回路、電気的接続、及び/又はバッテリの健全性の状態からの効率損失に起因する)。したがって、各再充電は、パワーバンクバッテリからの5000mAhの充電を実効的に消費するか、又は「消耗する」。パワーバンクのフューエルゲージFGpbを、再充電ごとにパワーバンクが消耗する実効的な充電で除することによって、パワーバンクバッテリが枯渇する前に、2.4回の再充電がパワーバンクによって充電式デバイスに提供され得る(各再充電は、モバイルコンピューティングデバイスを0%フューエルゲージから100%フューエルゲージにする)と判定される。再充電の回数に充電式デバイスが再充電ごとに受け取る充電量を乗じることによって、充電式デバイスは、パワーバンクの12000mAh充電のうちの7200mAhのみを実効的に受け取る(パワーバンクの充電の残りは、例えば熱エネルギーとして失われる)と判定される。
【0109】
第2のシナリオ420(すなわち、テーブル400の第2行)では、終止フューエルゲージFGは、典型的には、充電式デバイスバッテリの最後の20%の充電にわたって発生する非効率的な充電を回避するように調整される。すなわち、各再充電は、0%充電式デバイスフューエルゲージから始動し、充電式デバイスが80%フューエルゲージに達することを検出すると終了する。シナリオ420での再充電範囲は、以前のシナリオ410でのものよりも小さいが、パワーバンクをより効率的に(推定63%の平均充電効率で)使用する。より小さい充電範囲及びより高い効率の結果として、シナリオ420では、より多くの回数の部分再充電が可能である。より小さく、かつより効率的な充電範囲をより多くの回数使用して、シナリオ420による充電は、合計で、充電式デバイスがより大きな量のパワーバンクの総充電(すなわち、先のシナリオ410でのわずか7200mAhと比較して、パワーバンクの12000mAhの容量からの7560mAh)を受け取ることを可能にする。
【0110】
第3のシナリオ430は、80%フューエルゲージから100%フューエルゲージゲージへのはるかに低い効率の再充電範囲を例証している。シナリオ430の各再充電は、平均してわずか49%の効率である。合計9.8回の部分的な再充電を実行して、パワーバンクバッテリを完全に放出することができるが、充電の特に非効率的な部分であることが窺えるものの間に各再充電が起こるため(図3を参照)、充電式デバイスは、シナリオ410及び420と比較して、合計でパワーバンクの蓄積されたものよりもはるかに少ない充電を受け取る。同様に、50%~100%への再充電範囲を示す第4のシナリオ440では、(80%~100%よりも効率的である、50%~80%の範囲の組み込みに起因して)平均充電効率が先のシナリオ530からわずかに改善されるが、充電式デバイスは、依然として、4.4回の部分再充電にわたって6600mAhのみを受け取る。したがって、シナリオ440によるパワーバンクの使用は、依然として、シナリオ410及び420によるよりも低い効率であると考えられ得る。
【0111】
多くの場合、ユーザは、例えば上記のシナリオ430又は440に従って、パワーバンクがモバイルコンピューティングデバイスバッテリを100%フューエルゲージに「トップオフ」することを可能にすることによって、自分の充電式デバイスを充電する。また、ユーザは、多くの場合、パワーバンクを接続する前に、充電式デバイスが完全に放出されるのを待たない(0%フューエルゲージ又はほぼ0%フューエルゲージ)。ほとんどのユーザは、典型的には、AC壁コンセントを介して、又は実効的に無制限の別の充電源を介してユーザの充電式デバイスを充電するときにエネルギー効率にあまり関心がないため、これらの実地は、多くの場合、習慣を通じて強化される。しかしながら、本明細書に記載されるシナリオから窺えるように、これらの実地は、パワーバンクを非効率的に使用する。パワーバンクの使用をより効率的にする充電のための範囲を識別して、それによって、パワーバンクの蓄積された電荷又はエネルギーのより多くをモバイルコンピューティングデバイスに提供すれば有利であろう。
【0112】
更に図4の表400を参照すると、第5のシナリオ450では、平均充電効率が74%である、5%~35%への再充電範囲が使用される。この再充電範囲は、典型的には、(例えば、80%を超える充電と比較して)より効率的であるため、パワーバンクの12000mAhの容量の合計8880mAhが、9.87回の部分再充電にわたって充電式デバイスバッテリに提供され得る。しかしながら、そのような小さい再充電範囲(及び特に、そのような低いフューエルゲージで終止するもの)は、不便であると考えられ得る。そのような小さい再充電範囲の代替として、第6のシナリオ460は、先のシナリオ450のものとほぼ同じ平均効率である、より大きい再充電範囲を提供する。シナリオ460は、シナリオ450でのようにパワーバンクの総充電量とほぼ同じ量を充電式デバイスに提供するが、再充電が、(1)シナリオ450でのように頻繁に起こらず、かつ(2)充電式デバイスのバッテリがシナリオ450でのように0%近くに放出されることを必要としないという点で、利便性を提供する。
【0113】
図4における表400に示された充電メトリックを考慮して、ユーザは、パワーバンクを使用するための実地を決定するときに様々な考慮事項を考慮し得る。一部のユーザは、効率にかかわらず、再充電範囲のサイズを最大化し、常に充電式デバイスを(例えば、0%、20%、50%、又は任意の現在のフューエルゲージから)100%に充電することを好み得る。他のユーザは、大きな充電範囲を好み得るが、最小限の不便さで、少なくともいくらかのパワーバンク充電を節約し、かつ効率的に使用するために、充電の最も低い効率の部分(例えば、シナリオ420又は460でのような、60%~100%、80%~100%、90%~100%など)を積極的に排除し得る。更に他のユーザは、充電範囲がどのくらい小さいか、並びに充電が始動及び終止しなければならない頻度にかかわらず、(例えば、シナリオ450でのように)高効率を達成する再充電範囲を使用することによって、パワーバンクが充電式デバイスに提供することができる実効的な充電量を最大化することを好み得る。
【0114】
図4は、パワーバンクデバイスを介して単一の充電式デバイスを再充電するための様々なシナリオを記述しているが、パワーバンクデバイスを使用して2つ以上の充電式デバイスを効率的に再充電する代替的なシナリオが想定される。これらの代替的なシナリオでは、各充電式デバイスについての再充電の回数は、上述のユーザプリファレンスに基づいて、2つ以上のデバイスにわたる潜在的な再充電の回数を最適化する再充電プランとして計算され得る。
【0115】
いくつかの実施形態では、再充電プランに含まれる特定のデバイスを選択するためのユーザインターフェースが、ユーザに提示され得る。例えば、リモートサーバに記憶されたユーザプロファイルは、ユーザと関連付けられた充電式デバイスのリストを含み得、ユーザインターフェースは、ユーザが充電式デバイスのリストから2つ以上の充電式デバイスを選択することを可能にするように構成され得る。したがって、ユーザは、ユーザによって携帯されるパワーバンク及び特定の充電式デバイスに固有の再充電プランを生成することができる。1つの特定の例として、再充電プランは、ユーザによって携帯されるパーソナルモバイルコンピューティングデバイス及び作業用モバイルコンピューティングデバイスについての最適な充電範囲と、各モバイルコンピューティングデバイスと関連付けられた潜在的な再充電の対応する回数と、を提示し得る。
【0116】
これらの考慮事項を考慮して、本明細書に記載されるパーソナル電子デバイスアプリケーション及び/又はリモートサーバアプリケーションは、パワーバンクを介して充電式デバイスを再充電するためのフューエルゲージ範囲の推奨を提供するように、命令を介して構成され得る。追加的又は代替的に、アプリケーションは、充電式デバイスについての構成された再充電範囲に基づいて、通知(例えば、プッシュ通知)を提供し、かつ/又は充電を制御する(すなわち、充電の開始及び/又は終了を自動化する)ように構成されてもよく、構成された再充電範囲は、始動フューエルゲージFG及び終止フューエルゲージFGを有する。一例として、充電式デバイスがFGまで放出されると、パーソナル電子デバイス及び/又はリモートサーバは、(1)充電が開始されるべきであるという指標を提供し、かつ/又は(2)充電式デバイス及びパワーバンクが既に電気的に接続されている場合、充電式デバイスの充電を自動的に開始し得る。充電式デバイスのフューエルゲージがFGに達すると、パーソナル電子デバイス及び/又はリモートサーバは、(1)パワーバンクが充電式デバイスから切断され得ることを示す通知を提供し、かつ/又は(2)充電式デバイスの充電を自動的に終了し得る。充電が終了した後もパワーバンクと充電式デバイスとが電気的に接続されたままである場合、アプリケーション命令は、充電式デバイスが99%フューエルゲージ、98%、95%などまで放出されたときに別途起こり得る充電の再開を防止し得る(例えば、充電式デバイスのフューエルゲージがFGまで落ちるか、又はユーザが充電を続行するように指示するまで、充電の再開を防止するため)。
【0117】
例示的なグラフィカルユーザインターフェース
図5A~5Fは、本開示の態様による、パーソナル電子デバイス510に表示され得る例示的なグラフィカルユーザインターフェースを例示している。パーソナル電子デバイス510は、例えば、図1Bに関して記載されるパーソナル電子デバイス121であり得る。上述したように、いくつかのシナリオでは、パーソナル電子デバイス121は、図1Aに関して記載されるモバイルコンピューティングデバイス120、図1B及び2に関して記載される充電式デバイス120、又は別の好適なパーソナル電子デバイスであり得る。一般に、図5A~5Fのグラフィカルユーザインターフェース(GUI)は、パワーバンク(例えば、図1又は2に関して記載されるパワーバンク140)を介した充電式デバイスの充電と関連付けられている。例示されたシナリオでは、パーソナル電子デバイス510は、充電式デバイスであり得る。しかしながら、他のシナリオでは、このことは当てはまらない。枠組みにこれらの代替的なシナリオを提供するために、このセクションでは、「パーソナル電子デバイス」という用語は、図5A~5Fのユーザインターフェースを表示するように構成されたデバイスとしてのパーソナル電子デバイス510を指し、「充電式デバイス」という用語は、パワーバンクによって再充電されているデバイスとしてのパーソナル電子デバイス510を指す。これらの代替のシナリオでは、充電式デバイスのフューエルゲージは、一般に、パーソナル電子デバイス510のフューエルゲージと同じではない。
【0118】
いくつかの実施形態では、図5A~5Fのグラフィカルユーザインターフェースは、パーソナル電子デバイス510で実行する専用のパワーバンクアプリケーション(例えば、図1のパワーバンクアプリケーション156)を介して表示される。代替実施形態では、同等のグラフィカルユーザインターフェースは、パーソナル電子デバイス510上で実行するブラウザアプリケーションを介して表示されてもよい。これらの実施形態では、ブラウザアプリケーションは、パーソナル電子デバイス510をリモートサーバ(例えば、図1Bのリモートサーバ130)と通信可能に結合し得る。
【0119】
図5Aは、パーソナル電子デバイス510の画面512(例えば、タッチスクリーンディスプレイ)を例示しており、画面512は、GUI520を表示している。GUI520は、パワーバンクを介して(例えば、USB接続、ワイヤレスの電気的接続、又は他の好適な電気的接続を介して)充電式デバイスの充電の開始を示す。充電が開始されると、かつ/又は充電式デバイスがパワーバンクに電気的に接続されると(例えば、ユーザがUSBケーブルを差し込むと、又は充電式デバイスをワイヤレス充電パッド上におくと)、パーソナル電子デバイス510及び/又はリモートサーバは、パワーバンクを介した充電式デバイスについての潜在的な再充電の回数(N)を判定し得る。この事例では、パーソナル電子デバイス及び/又はリモートサーバは、本明細書に記載される式2に基づいてNを判定する(すなわち、Nは、100%への部分再充電、及びその後の完全再充電の回数を含む)。Nは、切り捨てられて(又はいくつかの事例では、最も近い整数に切り捨てられるか、又は切り上げられる)、Nについての整数値を生成する。図5Aに示されたように、パーソナル電子デバイス510及び/又はリモートサーバは、現在のフューエルゲージ(例えば、20%)~100%への充電式デバイスの第1の部分再充電と、0%~100%への充電式デバイスの2回の完全再充電(パワーバンクからのいくらかの残りの充電は、その後に依然として利用可能であり得る)と、を含む、3つの潜在的な再充電が可能であると判定する。
【0120】
図5Bは、モバイルコンピューティングデバイス510の画面512を例示しており、画面512は、第2のGUI530を表示している。GUI530は、パーソナル電子デバイス510のユーザが、リモートサーバで維持されるユーザプロファイルに含まれる充電式デバイスについての「カスタム再充電範囲」(例えば、本明細書に記載される任意の再充電範囲)を構成することを可能にする。この事例では、パーソナル電子デバイス510のユーザは、20%充電式デバイスフューエルゲージで開始し、かつ80%フューエルゲージで終止するように再充電を構成する。GUI530は、パーソナル電子デバイス510及び/又はリモートサーバが、定義された充電範囲に基づいて自動的に充電を制御すべきかどうか(例えば、自動的に充電を開始/終了するか、又はパーソナル電子デバイス510が、ユーザが充電を制御することを可能にする通知を代わりに表示すべきかどうか(例えば、USBケーブルを外すことによって、充電式デバイスをワイヤレス充電パッドから取り外すことによって、又はパーソナル電子デバイス510でGUI制御と対話することによって)をユーザが示すことを可能にする。
【0121】
図5Cは、パーソナル電子デバイス510の画面512を例示しており、画面512は、別のGUI540を表示している。図5BからのGUI530からの構成によれば、GUI540は、充電式デバイスでの20%の(又はより低い)フューエルゲージを測定することに応答して、パワーバンクを介した充電式デバイスの再充電が自動的に開始されたことを示す。GUI540は、(例えば、本明細書に記載されるように、式3に基づいて)80%までの充電式デバイスのその3回の再充電を示す。充電の開始を受け入れるためのユーザインタラクション(「了解」)に応答して、GUI540は、閉じられる。代替的に、異なるユーザインタラクション(「切断」)に応答して、充電式デバイスへの充電の供給が中断される。
【0122】
図5Dは、画面512がなお別のGUI550を表示することを例示している。GUI550は、例えば、パーソナル電子デバイス510のユーザがGUI530で「通知してください」オプションを選択した場合、又は充電式デバイスがパワーバンクに電気的に接続されていない場合、フューエルゲージが20%以下に低下したときに表示され得る。充電式デバイスがパワーバンクに電気的に接続されており、かつ充電が始まり得る場合、ユーザインタラクション(「始動」)は、パワーバンクからの充電式デバイスの充電の開始を引き起こし得る。代替的に、異なるユーザインタラクション(「閉じる」)に応答して、GUI550は、閉じられる。
【0123】
図5Eは、画面512が別のGUI560を表示することを例示している。図5BからのGUI530からの構成によれば、GUI560は、充電式デバイスでの80%の(又はより高い)フューエルゲージを測定することに応答して、パワーバンクを介した充電式デバイスの再充電が自動的に終了したことを示す。GUI560は、充電式デバイスの80%への2回の追加の再充電が利用可能である(例えば、図5Cに示されたような3回の再充電のうちの1回を消耗した後)ことを示す。充電の終了を受け入れるためのユーザインタラクション(「了解」)に応答して、GUI560は、閉じられる。代替的に、異なるユーザインタラクション(「再接続」)に応答して、パワーバンクから充電式デバイスへの充電の供給が再開される。
【0124】
図5Fは、画面512がまた別のGUI570を表示することを例示している。GUI570は、例えば、パーソナル電子デバイス510のユーザがGUI530で「通知してください」オプションを選択した場合に表示され得る。GUI570は、ユーザが充電を終了するかどうかを示すことを可能にする。ユーザインタラクション(「はい」)に応答して、充電が終了する。代替的に、異なるユーザインタラクション(「いいえ」)に応答して、充電が継続される。図5EのGUI560でのように、GUI570は、充電式デバイスの潜在的な再充電の残り回数を表示する。
【0125】
追加の又は代替的なユーザインターフェースは、図5A~5Fに示されるものと同様の情報及び同様の制御を提供してもよく、かつ/又は本明細書に記載される他の充電関連情報を提供してもよい。いくつかの実施形態では、図5A及び/又は5C~5Fのプッシュ通知は、パーソナル電子デバイス510で実行するパワーバンクアプリケーションによって、全画面ディスプレイで置き換えられ得るか、又は補完され得る。更に、様々な実施形態では、例えば、音声プッシュ通知を伝達するために、パーソナル電子デバイス510のマイクロフォン及び/又はスピーカを介した音声入力/出力を使用するユーザインターフェース技法が実装されてもよい。
【0126】
例示的な方法
図6は、リモートサーバ(例えば、図1Bのリモートサーバ130)によって実行される例示的な方法600に対応するブロック図を描示している。方法600は、電気的接続を介して、パワーバンクのバッテリから充電式デバイスバッテリの潜在的な再充電の回数の生成及び供給を提供する。充電式デバイスは、例えば、図1A及び/又は別の好適なモバイルコンピューティングデバイスに関して記載された充電式コンピューティングデバイス120及び/又はモバイルコンピューティングデバイス120であり得る。パワーバンクは、例えば、図1又は2に関して記載されるようなパワーバンク140であり得る。電気的接続は、有線の電気的接続(例えば、USB)又はワイヤレスの電気的接続であり得る。方法600におけるリモートサーバの作用は、リモートサーバプロセッサ(例えば、図1Bにおけるプロセッサ133)及び/又は通信モジュール(例えば、図1Bにおける通信モジュール131)によって実行され得る。
【0127】
方法600は、パワーバンクの現在のフューエルゲージを示す現在のフューエルゲージ信号を受信する(602)ことを含む。例えば、リモートサーバは、リモートサーバ通信モジュール(及び/又はリモートサーバ通信モジュールの送受信機)を介して、パワーバンク及び/又は充電式デバイスから無線信号を受信し得る。パワーバンクのフューエルゲージは、パワーバンクバッテリの容量の(好ましくは、実容量の)パーセンテージである。パワーバンクバッテリの容量は、電荷の単位(例えば、mAh)又はエネルギーの単位(例えば、Wh)で表され得る。したがって、パワーバンクフューエルゲージは、パワーバンクバッテリによって保持される特定の電荷量又はエネルギー量に対応する。
【0128】
本明細書に記載されるように、リモートサーバは、パワーバンクのユーザと関連付けられたユーザプロファイルを記憶するように構成され得る。したがって、パワーバンクから受信された無線信号は、パワーバンクと関連付けられた識別子を含み得る。パワーバンク識別子を使用して、リモートサーバは、ユーザプロファイルを識別し、かつユーザプロファイルで維持されるパワーバンクフューエルゲージの指標を更新するように構成され得る。
【0129】
方法600はまた、充電式デバイスについての現在のフューエルゲージを示す現在のフューエルゲージ信号を取得する(604)ことを含む。充電式デバイスのフューエルゲージは、充電式デバイスバッテリの容量の(好ましくは、実容量の)パーセンテージである。充電式デバイスバッテリの容量は、電荷の単位(例えば、mAh)又はエネルギーの単位(例えば、Wh)で表され得る。したがって、充電式デバイスフューエルゲージは、充電式デバイスバッテリによって保持される特定の電荷量又はエネルギー量に対応する。
【0130】
パワーバンクが充電式デバイスを再充電するために使用されているシナリオでは、フューエルゲージ信号は、パワーバンク及び/又は充電式デバイスからリモートサーバ通信モジュール(及び/又はリモートサーバ通信モジュールの送受信機)を介して受信され得る。これらのシナリオでは、パワーバンクの現在のフューエルゲージ信号を含んだ無線信号はまた、充電式デバイスの現在のフューエルゲージ信号を含んでもよい。別のシナリオでは、充電式デバイスは、パワーバンクによって再充電されることとは独立して、パワーバンクアプリケーション(例えば、図1AのPBアプリ156)を実行するモバイルコンピューティングデバイスである。このシナリオでは、パワーバンクアプリケーションは、モバイルコンピューティングデバイスのバッテリが経時的に枯渇するにつれて、モバイルコンピューティングデバイスに現在のフューエルゲージ信号をリモートサーバに定期的に送信させ得る。これらのシナリオでは、充電式デバイスの現在のフューエルゲージ信号は、充電式デバイスと関連付けられた識別子を含み得る。充電式デバイス識別子を使用して、リモートサーバは、ユーザプロファイルを識別し、かつユーザプロファイルで維持される充電式デバイスフューエルゲージの指標を更新するように構成され得る。
【0131】
なお別のシナリオでは、充電式デバイスの現在のフューエルゲージ信号は、ユーザプロファイルデータから取得される。例えば、パワーバンクを使用して第1の充電式デバイスを再充電する場合、リモートサーバは、第2の充電式デバイスの現在のフューエルゲージを取得して、第2の充電式デバイスの再充電の回数の変化が、第1の充電式デバイスを再充電するためのパワーバンクの使用観であると判定し得る。
【0132】
方法600は、パワーバンクバッテリと関連付けられた第1の充電効率因子を決定する(606)ことを更に含む。リモートサーバは、パワーバンクフューエルゲージの受信された指標に基づいて、ルックアップテーブルを介して(例えば、充電式デバイスメモリを介して)第1の充電効率因子を取得し得る。第1の効率因子は、例えば、パワーバンクバッテリフューエルゲージの関数として、パワーバンクの回路(例えば、電圧レギュレータ)からの効率損失を反映し得る。
【0133】
いくつかの実施形態では、リモートサーバは、温度補正因子を第1の充電効率因子に適用するように構成され得る。これらの実施形態では、パワーバンクの現在のフューエルゲージ信号を含んだ無線信号は、パワーバンクによって感知された温度を示す温度値を含み得る。したがって、リモートサーバは、別のルックアップテーブルを介して温度補正値を取得し、(例えば、第1の充電効率因子及び温度補正因子を乗じることによって)充電効率因子ルックアップテーブルから取得された値を調整し得る。
【0134】
方法600は、充電式デバイスバッテリと関連付けられた第2の充電効率因子を決定する(608)ことを更に含む。リモートサーバは、充電式デバイスフューエルゲージに基づいて、ルックアップテーブルを介して(例えば、リモートサーバメモリを介して)第2の効率因子を取得し得る。第2の効率因子は、例えば、充電式デバイスバッテリフューエルゲージの関数として、充電式デバイスの回路からの(例えば、電圧レギュレータからの)効率損失を反映し得る。
【0135】
いくつかの実施形態では、リモートサーバは、温度補正因子を第2の充電効率因子に適用するように構成され得る。充電式デバイスがパワーバンクデバイスによって再充電されている場合、リモートサーバは、パワーバンクの現在のフューエルゲージ信号を含んだ無線信号に含まれる温度値を使用し得る。リモートサーバはまた、充電式デバイスによって感知された温度値を受信するように構成されてもよい。例えば、パワーバンクアプリケーションは、充電式デバイスフューエルゲージを報告するときに、充電式デバイスに温度値を含めさせるように構成され得る。充電式デバイスがパワーバンクによって充電されていないシナリオでは、リモートサーバは、パワーバンクの温度レベル又は充電式デバイスと関連付けられた以前の温度レベルを使用し得る。それにもかかわらず、リモートサーバは、別のルックアップテーブルを介して温度補正値を取得し、(例えば、第2の充電効率因子及び温度補正因子を乗じることによって)充電効率因子ルックアップテーブルから取得された値を調整し得る。感知された温度を考慮してバッテリ測定値を補正するための技法の追加の説明が、2021年3月11日に出願された米国特許出願第17/198,991号に提供されており、その開示の全体は、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
【0136】
いくつかの実施形態では、第1及び第2の充電効率因子をこれらの充電効率因子のそれぞれのルックアップテーブルから取得せずに、リモートサーバは、代わりに、(i)パワーバンクデバイスの測定された電力出力効率、及び(ii)充電式デバイスの測定された電力入力効率、のうちの少なくとも1つに基づいて、第1及び第2の充電効率因子を決定するように構成されてもよい。リモートサーバは、パワーバンクデバイス及び/又は充電式デバイスから受信された信号で、測定された電力効率の指標を受信し得る。例えば、測定された電力出力効率は、パワーバンクデバイスについての現在のフューエルゲージ信号に含まれ得、測定された電力入力効率は、充電式デバイスについての現在のフューエルゲージ信号に含まれ得る。これらの実施形態では、電力出力効率は、第1の充電効率因子として使用され得、電力入力効率は、第2の充電効率因子として使用され得る。受信信号が、パワーバンクデバイスの電力出力効率及び充電式デバイスの電力入力効率のうちの1つのみを含む場合、リモートサーバは、開示されたルックアップテーブル技法を使用して、他の値を判定し得る。
【0137】
方法600は、電気的接続を介してパワーバンクから充電式デバイスの潜在的な再充電の回数を生成する(610)ことをなお更に含む。潜在的な再充電の各々は、所望の「終止」フューエルゲージ(例えば、充電式デバイスバッテリ容量の100%、90%、80%、又は別の適切なパーセンテージ)への充電式デバイスの充電である。潜在的な再充電の回数は、所望のフューエルゲージ、充電式デバイスバッテリ及びパワーバンクバッテリの現在のフューエルゲージ、並びに第1及び第2の充電効率因子に少なくとも基づく。より具体的には、潜在的な再充電の回数の判定は、本明細書に記載されるように、式2及び/又は式3に基づく。
【0138】
いくつかの実施形態では、潜在的な再充電の回数は、(1)モバイルコンピューティングデバイスバッテリの現在のフューエルゲージから所望のフューエルゲージへのモバイルコンピューティングデバイスバッテリの第1の「初期の」部分的な再充電、及び(2)実質的にゼロ充電から所望のフューエルゲージへの充電式デバイスバッテリの1つ以上の追加の再充電を含む、合計である。いくつかの実施形態では、1つ以上の追加の再充電は、(例えば、式2に関して記載されるように)実質的に0%フューエルゲージから実質的に100%フューエルゲージへの完全な再充電である。代替的に、いくつかの実施形態では、1つ以上の追加の再充電は、異なる所望のフューエルゲージ(例えば、60%、70%、80%など)への再充電である。様々な実施形態では、再充電のための始動フューエルゲージ及び/又は終止フューエルゲージは、例えば、図5Bに関して記載されるようなユーザ入力に基づいて、適用命令によって構成され得る)。次いで、リモートサーバは、ユーザプロファイルを更新して、充電式デバイスを潜在的な再充電の判定された回数と関連付け得る。
【0139】
方法600は、ユーザインターフェースに、充電式デバイスの潜在的な再充電の回数の指標を提供する(612)ことを更に含む。いくつかの実施形態では、ユーザインターフェースは、パワーバンクアプリケーションを介して充電式デバイス上に提示される。例えば、アプリケーションは、ユーザインターフェースを提示するための指標を検出し、潜在的な再充電の回数を取得するための要求をリモートサーバに送信し得る。リモートサーバは、この要求に応答して、充電式デバイスに潜在的な再充電の回数を提供し得る。別の例として、パワーバンクアプリケーションは、プッシュ通知サーバと関連付けられ得る。したがって、リモートサーバは、充電式デバイスの潜在的な再充電の回数を監視して、1つ以上のアラート条件(例えば、部分的な第1の再充電残量のみがある、潜在的な再充電の回数が整数値を下回った、パワーバンクのフューエルゲージが閾値を下回った、など)を検出し得る。アラート条件を検出することに応答して、リモートサーバは、プッシュ通知サーバを介して、充電式デバイスでのアラートユーザインターフェースを介した提示のための潜在的な再充電の回数を示すプッシュ通知を送信し得る。別の例として、リモートサーバは、パーソナル電子デバイス(充電式デバイスを含む)によってアクセス可能なウェブインターフェースと関連付けられ得る。したがって、ウェブインターフェースを介してユーザインターフェースを提示するための指標を検出することに応答して、リモートサーバは、潜在的な再充電の回数をパーソナル電子デバイスに送信し得る。また別の例として、リモートサーバは、パワーバンクのI/O(限られた容量の表示画面など)を介して、判定された潜在的な再充電の回数を表示のために送信し得る。
【0140】
方法600は、様々な実施形態では、追加のアクション、より少ないアクション、又は代替のアクションを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、方法600は、具体的には電気的接続に対応する、第3の効率因子を取得することを更に含み、潜在的な再充電の回数の判定は、第3の効率因子に更に基づく。いくつかの実施形態では、(2つ以上の別個の充電効率因子の代わりに)パワーバンクバッテリとモバイルコンピューティングデバイスバッテリとの間の全ての効率損失を考慮するための単一の充電効率因子が適用される。追加的又は代替的に、いくつかの実施形態では、方法600は、パワーバンクバッテリ及び/又はモバイルコンピューティングデバイスバッテリの健全性の状態を決定するための追加のアクション(例えば、パワーバンクバッテリ及び/又はモバイルコンピューティングデバイスバッテリの実容量を提供するために、バッテリからの流入電流及び/若しくは流出電流又は電力を監視すること)を含む。
【0141】
別の例として、方法600は、第1の充電式デバイスについての潜在的な再充電の回数を判定することを含み得、リモートサーバはまた、ステップ604、608、610、及び612に関して上に記載されるアクションに従うことによって、ユーザプロファイルと関連付けられた任意の数の他の充電式デバイスについての潜在的な再充電の回数を判定してもよい。また別の例として、方法600は、再充電計画(例えば、パワーバンクが充電式デバイスの再充電を始動及び/又は停止すべきフューエルゲージレベルの指標)への準拠について、充電式デバイスのフューエルゲージレベルを監視することを含み得る。したがって、適切なフューエルゲージレベルを検出すると、リモートサーバは、通信モジュールを介して、(例えば、図2のスイッチ232の状態を切り替えることによって)パワーバンクに充電式デバイスの再充電を停止又は始動させるための中断信号又は再接続信号をパワーバンクに送信するように構成され得る。なお別の例として、方法600は、第2のフューエルゲージ信号及び/又は潜在的な再充電の回数に基づいて、充電式デバイスの特定の機能を作動させることができる回数を判定することを含み得る。いくつかの実施形態では、方法600の少なくともいくつかのアクションは、パワーバンクによって実行される(例えば、パワーバンクは、潜在的な再充電の回数を判定し、ユーザプロファイルが現在のデータを維持することを確実にするために、判定された回数をリモートサーバに送信する)。
【0142】
追加の考慮事項
前述のコンピュータシステムの全ては、本明細書で考察されるものを含む、追加の機能性、より少ない機能性、又は代替の機能性を含み得る。コンピュータ実装方法の全ては、本明細書で考察されるものを含む、追加のアクション、より少ないアクション、又は代替のアクションを含み得、1つ以上のローカルプロセッサ若しくはリモートプロセッサ及び/又は送受信機を介して、並びに/又は1つ以上のコンピュータ可読媒体上に記憶されたコンピュータ実行可能命令を介して実装され得る。
【0143】
本明細書で考察されるプロセッサ、送受信機、モバイルデバイス、及び/又は他のコンピューティングデバイスは、無線通信ネットワーク又は電子通信ネットワークを介して各々と通信し得る。例えば、コンピューティングデバイス間の通信は、1つ以上の無線リンク、又は無線通信チャネル若しくはデジタル通信チャネルを介した無線通信若しくはデータ伝送であり得る。
【0144】
前述の考察には、以下の追加の考慮事項が適用される。本明細書を通して、複数のインスタンスが、単一のインスタンスとして記載される構成要素、動作、又は構造を実装し得る。1つ以上の方法の個々の動作が別個の動作として例示及び記載されているが、個々の動作のうちの1つ以上が同時に実行されてもよく、動作が例示される順序で実行されることは必要とされない。例示的な構成において別個の構成要素として提示される構造及び機能性は、組み合わされた構造又は構成要素として実装され得る。同様に、単一の構成要素として提示される構造及び機能性は、別個の構成要素として実装され得る。これら及び他の変形、修正、追加、及び改善は、本明細書における主題の範囲内に収まる。
【0145】
追加的に、特定の実施形態が、論理、又はいくつかのルーチン、サブルーチン、アプリケーション、若しくは命令を含むものとして本明細書に記載される。これらは、ソフトウェア(例えば、機械可読媒体上又は伝送信号に具現化されたコード)又はハードウェアのいずれかを構成し得る。ハードウェアでは、ルーチンなどは、特定の動作を実行することができる有形のユニットであり、特定の様式で構成又は配置され得る。例示的な実施形態では、1つ以上のコンピュータシステム(例えば、スタンドアロン、クライアント又はサーバコンピュータシステム)又はコンピュータシステムの1つ以上のハードウェアモジュール(例えば、プロセッサ又はプロセッサのグループ)は、本明細書に記載されるように特定の動作を実行するように動作するハードウェアモジュールとしてソフトウェア(例えば、アプリケーション又はアプリケーション部分)によって構成され得る。
【0146】
様々な実施形態では、ハードウェアモジュールは、機械的又は電子的に実装され得る。例えば、ハードウェアモジュールは、特定の動作を実行するように(例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)又は特定用途向け集積回路(ASIC)などの特殊目的プロセッサとして)永続的に構成された専用回路又はロジックを含み得る。ハードウェアモジュールはまた、特定の動作を実行するためのソフトウェアによって一時的に構成される(例えば、汎用プロセッサ又は他のプログラマブルプロセッサ内に包含される)プログラム可能なロジック又は回路を含んでもよい。ハードウェアモジュールを機械的に、専用の恒久的に構成された回路で、又は一時的に構成された回路で(例えば、ソフトウェアによって構成された)実装する決定は、コスト及び時間の考慮によって推進され得ることが理解されよう。
【0147】
したがって、「ハードウェアモジュール」という用語は、特定の様式で動作するように、又は本明細書に記載される特定の動作を実行するように物理的に構築された、恒久的に構成された(例えば、ハードワイヤードの)、又は一時的に構成される(例えば、プログラムされた)エンティティである有形のエンティティを包含すると理解されたい。ハードウェアモジュールが一時的に構成される(例えば、プログラムされた)実施形態を考慮すると、ハードウェアモジュールの各々は、時間的に任意の1つのインスタンスで構成又はインスタンス化される必要はない。例えば、ハードウェアモジュールがソフトウェアを使用して構成された汎用プロセッサを含む場合、汎用プロセッサは、異なる時間にそれぞれ異なるハードウェアモジュールとして構成され得る。ソフトウェアは、例えば、特定のハードウェアモジュールを1つの時間のインスタンスで構成するように、かつ異なるハードウェアモジュールを異なる時間のインスタンスで構成するようにプロセッサを相応に構成し得る。
【0148】
ハードウェアモジュールは、他のハードウェアモジュールに情報を提供し、他のハードウェアモジュールから情報を受信し得る。したがって、記載されるハードウェアモジュールは、通信可能に結合されているとみなされ得る。複数のそのようなハードウェアモジュールが同時に存在する場合、通信は、ハードウェアモジュールを接続する信号伝送を通じて(例えば、適切な回路及びバスを介して)達成され得る。複数のハードウェアモジュールが異なる時間に構成又はインスタンス化される実施形態では、そのようなハードウェアモジュール間の通信は、例えば複数のハードウェアモジュールがアクセスするメモリ構造における情報の記憶及び取り出しを通じて、達成され得る。例えば、1つのハードウェアモジュールが、動作を実行し、その動作の出力を、それが通信可能に結合されたメモリデバイスに記憶してもよい。次いで、更なるハードウェアモジュールは、後で、メモリデバイスにアクセスして、記憶された出力を取り出し及び処理し得る。ハードウェアモジュールはまた、入力デバイス又は出力デバイスとの通信を開始してもよく、リソース(例えば、情報の集合)に対して動作してもよい。
【0149】
本明細書に記載される例示的な方法の様々な動作は、少なくとも部分的に、関連する動作を実行するように一時的に構成される(例えば、ソフトウェアによって)か、又は恒久的に構成される1つ以上のプロセッサによって、実行され得る。一時的に構成されるか、又は恒久的に構成されているかにかかわらず、そのようなプロセッサは、1つ以上の動作又は機能を実行するように動作するプロセッサ実装モジュールを構成し得る。本明細書で言及されるモジュールは、いくつかの例示的な実施形態では、プロセッサ実装モジュールを含み得る。
【0150】
同様に、本明細書に記載される方法又はルーチンは、少なくとも部分的にプロセッサ実装され得る。例えば、方法の動作のうちの少なくともいくつかは、1つ以上のプロセッサ又はプロセッサ実装ハードウェアモジュールによって実行され得る。特定の動作の性能は、単一の機械内に存在するだけでなく、いくつかの機械にわたって展開された1つ以上のプロセッサ間に分散され得る。いくつかの例示的な実施形態では、1つ以上のプロセッサは、単一の場所に(例えば、家庭環境内に、オフィス環境内に、又はサーバファームとして)位置してもよい一方、他の実施形態では、プロセッサは、いくつかの場所にわたって分散されてもよい。
【0151】
特定の動作の性能は、単一の機械内に存在するだけでなく、いくつかの機械にわたって展開された1つ以上のプロセッサ間に分散され得る。いくつかの例示的な実施形態では、1つ以上のプロセッサ又はプロセッサ実装モジュールは、単一の地理的場所に(例えば、家庭環境内に、オフィス環境内に、又はサーバファーム内に)位置してもよい。他の例示的な実施形態では、1つ以上のプロセッサ又はプロセッサ実装モジュールは、いくつかの地理的場所にわたって分散されてもよい。
【0152】
別段断らない限り、「処理する」、「コンピュータ処理する」、「計算する」、「決定する/判定する」、「提示する」、「表示する」などの語を使用する本明細書における考察は、1つ以上のメモリ(例えば、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、又はこれらの組み合わせ)、レジスタ、又は情報を受信、記憶、送信、又は表示する他の機械構成要素内で、物理的(例えば、電子的、磁気的、又は光学的)量として表されるデータを操作又は変換する、機械(例えば、コンピュータ)のアクション又はプロセスを指し得る。
【0153】
本明細書で使用される場合、「一実施形態」又は「実施形態」への任意の言及は、実施形態に関連して記載される特定の要素、特徴、構造、又は特性が少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書の様々な箇所における「一実施形態では」という語句の出現は、必ずしも全てが同じ実施形態を指しているわけではない。
【0154】
いくつかの実施形態は、「結合された」及び「接続された」という表現をそれらの派生語とともに使用して記載され得る。例えば、いくつかの実施形態は、2つ以上の要素が直接の物理的接触又は電気的接触にあることを示すために「結合された」という用語を使用して記載され得る。しかしながら、「結合された」という用語は、2つ以上の要素が互いに直接接触していないが、それでも互いに協働又は相互作用することも意味し得る。実施形態は、この文脈に限定されない。
【0155】
本明細書で使用される場合、「含む/備える(comprises)」、「含む/備える(comprising)」、「含む(includes)」、「含む(including)」、「有する(has)」、「有する(having)」、又はそれらの任意の他の変化形は、非排他的包含に及ぶ。例えば、要素のリストを含むプロセス、方法、物品、又は装置は、必ずしもそれらの要素のみに限定されるわけではなく、そのようなプロセス、方法、物品、又は装置に明示的にリストされていない、又は固有の他の要素を含み得る。更に、明示的に打ち消さない限り、「又は」は、包含的な又は、を指し、排他的な又は、ではない。例えば、条件A又はBは、以下のいずれか1つによって満たされる。Aは真(又は存在する)であり、かつBは偽(又は存在しない)である、Aは偽(又は存在しない)であり、かつBは真(又は存在する)である、並びにA及びBの両方が真(又は存在する)である。
【0156】
加えて、「a」又は「an」の使用は、本明細書における実施形態の要素及び構成要素について記載するために採用される。このことは、単に、便宜上、及び説明の一般的な意味を与えるために行われる。本明細書及びそれに続く特許請求の範囲は、1つ又は少なくとも1つを含むように読み取られるべきであり、単数形は、それが別様の意味であることが自明でない限り、複数形も含む。
【0157】
本特許出願の末尾の特許請求の範囲は、特許請求項に明示的に記載されている「ための手段」又は「ためのステップ」という言い回しなどの慣例のミーンズプラスファンクションの言い回しが明示的に記載されていない限り、米国特許法第112条(f)の下で解釈されることを意図していない。
【0158】
本明細書に記載されるシステム及び方法は、コンピュータ機能性の改善を対象とし、従来のコンピュータの機能性を改善する。
【0159】
この詳細な説明は、単に例示的なものとして解釈されるものであり、あらゆる可能な実施形態について記載することは、不可能ではないにしても、非実用的であろうことから、あらゆる可能な実施形態について記載してはいない。現在の技術又は本出願の出願日後に開発された技術のいずれかを使用して、多数の代替の実施形態を実装してもよい。
図1A
図1B
図2
図3
図4
図5A
図5B
図5C
図5D
図5E
図5F
図6
【国際調査報告】