(57)【要約】携帯型装置（１００）用の電力管理システムは、携帯型装置（１００）のコンポーネント（１８０ａ−１８０ｚ）の間の電力配分を動的に制御する様々な技術を使用する。電力優先計画は、データ保存機能のようなより重要度の高い機能により長い電力持続時間を与えるため、重要度の低い機能が先に無効にされるように、徐々に装置の個々のコンポーネント（１８０ａ−１８０ｚ）を無効にするか、又は、個々のコンポーネントへの電力を減少させる。性能依存型の計画は、最低限の性能レベルを維持するため、選択コンポーネント（１８０ａ−１８０ｚ）への電力を連続的に調整し、その結果、必要以上の性能のための電力消費を回避する。装置（１００）のユーザは、望ましい電力優先度付与と性能のレベルのオプションが与えられる。
2005518043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコンポーネントを有する装置において電力配分を制御する方法であって、
前記装置の一つ以上の現在の特性を決定するステップと、
前記装置の前記一つ以上の現在の特性と、前記装置の前記一つ以上の現在の特性に関連して前記複数のコンポーネントの少なくとも一つのコンポーネントを区別するユーザの好みと、に基づいて、前記装置の複数のコンポーネントの各コンポーネントに電力を配分するステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記一つ以上の現在の特性は現在利用可能な電力の測度を含み、
前記ユーザの好みは、前記少なくとも一つのコンポーネントに関連付けられた電力優先度パラメータを用いて、前記少なくとも一つのコンポーネントを区別し、
各コンポーネントへの電力の配分は、前記現在利用可能な電力の測度の前記少なくとも一つの前記電力優先度パラメータに対する比較に基づいて、前記少なくとも一つのコンポーネントに電力を選択的に配分することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記一つ以上の現在の特性は前記装置に関連付けられた性能の測度を含み、
少なくとも一つのコンポーネントへの電力の配分は、さらに前記性能の測度に基づいていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記性能の測度は、受信電力、クロック速度、送信電力、及び、レイテンシのうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
各コンポーネントへの電力の配分は、さらに、
各コンポーネントによる電力消費のレートと、
電力の再配分に対応する応答時間と、
に基づいていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
電源と、
前記電源へ動作的に結合された第１のコンポーネントと、
前記電源へ動作的に結合された第２のコンポーネントと、
装置の一つ以上の現在の特性を監視するように設定されたモニタと、
前記一つ以上の現在の特性に基づいて、前記電源からの電力を前記第１のコンポーネント及び前記第２のコンポーネントのそれぞれに独立に配分するように設定されたコントローラと、を備えた装置。
【請求項７】
前記コントローラは、前記第１のコンポーネントの電力消費のレートに基づいて電力を独立に配分するようにさらに設定されることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記コントローラは、ユーザの好みに基づいて電力を独立に配分するようにさらに設定されることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記一つ以上の現在の特性は、前記電源からの現在利用可能な電力の測度を含むことを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記コントローラは、前記現在利用可能な電力の測度に基づいて前記第１のコンポーネントの制御を前記第２のコンポーネントの制御から区別するユーザの好みに基づいて電力を独立に配分するようにさらに設定されることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記一つ以上の現在の特性は、当該装置に関連付けられた性能の測度を含むことを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項１２】
前記性能の測度は、受信電力、クロック速度、送信電力、及び、レイテンシのうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
電源と、
前記電源へ動作的に結合されたコンピュータコンポーネントと、
前記電源へ動作的に結合された通信コンポーネントと、
ユーザの好みに基づいて、前記電源からの電力を前記コンピュータコンポーネント及び前記通信コンポーネントのそれぞれに独立に配分するように設定された電力管理コンポーネントと、を有する携帯型装置。
【請求項１４】
現在利用可能な電力の測度を監視するように設定された電力モニタをさらに有し、
前記電力管理コンポーネントは、前記利用可能な電力の測度に基づいて電力を独立に配分するようにさらに設定されていることを特徴とする、請求項１３に記載の携帯型装置。
【請求項１５】
前記ユーザの好みは、前記コンピュータコンポーネントへの電力とは独立に前記通信コンポーネントへの電力の制御を容易化するため、前記通信コンポーネントに関連付けられた電力優先度パラメータを含むことを特徴とする、請求項１３に記載の携帯型装置。
【請求項１６】
当該携帯型装置と関連付けられた性能の測度を監視するように設定された性能モニタをさらに含み、
前記電力管理コンポーネントは、前記性能の測度に基づいて電力を独立に配分するようにさらに設定されていることを特徴とする、請求項１３に記載の携帯型装置。
【請求項１７】
前記性能の測度は通信リンク品質の測度を含み、
前記電力管理コンポーネントは、前記通信リンク品質の測度に基づいて、前記通信コンポーネントの送信機へ供給される電力を修正するように設定されていることを特徴とする、請求項１６に記載の携帯型装置。
【請求項１８】
前記通信コンポーネントは、前記送信機へ供給される電力の削減を容易化するため、前記通信リンク品質の測度に基づいて、複数の利用可能な対象受信機の中から選択するように設定されていることを特徴とする、請求項１７に記載の携帯型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００２年２月１９日に出願された米国仮特許出願第６０／３５８，４８３号、すなわち、代理人書類番号ＵＳ０２８０１４Ｐの優先権の利益を主張する。
【０００２】
本発明は、電子システムの分野に係わり、特に、バッテリ電源式装置の省電力管理のための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
携帯型電子装置は徐々に用途が拡大している。携帯情報端末（ＰＤＡ）はワイヤレスネットワーキング能力を含み、携帯電話機は電話帳及び予定帳を含み、多数の装置はグローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）などを装備している。
【０００４】
殆どの携帯型システムは、ある形式の電力監視及び管理を含む。簡単な実施形態では、システムは、装置を充電器に接続する機会をユーザに与えること、重要なデータを保存すること、などを目的として差し迫った電力消耗をユーザに通知する。より複雑な実施形態では、ユーザは、動作中に有効又は無効にされる機能に関するオプションが与えられる。例えば、携帯型コンピュータ装置において、ユーザは、使用されていない期間にディスプレイを消すまでどのくらい待機するか、システムを低電力スタンバイモードに入れるまでどのくらい待機するか、どのくらいの電力レベルで警告を出すか、どのくらいの電力レベルでシステムの電源を切るか、などを指定する。
【０００５】
上記の省電力オプションの設定を容易化するため、一部のシステムは、「スーパーパワーセーバ」、「マイザ」、「ハイパフォーマンス」、「プロジェクタプレゼンテーション」などの説明用の名前が付けられた予め定義されたプロファイルを含む。ユーザがこれらのプロファイルのうちの一つを選択するとき、装置は、プロファイルのそれぞれに対する予め定義されたパラメータを使用して設定される。例えば、「マイザ」プロファイルでは、ディスプレイを消すための無動作時間パラメータは３分にセットされ、一方、「プロジェクタプレゼンテーション」プロファイルでは、無動作時間パラメータは少なくとも１時間にセットされる。同様に、ディスクドライブは、装置がバッテリ電源で動作しているとき、無動作の期間中に電源が切れるが、装置が電力供給系統に接続されているときには、電源が入ったままの状態になるようにセットされる。
【０００６】
従来の電力管理システムにおける共通の問題は、省電力化のため使用される規準の「静的」な性質である。例えば、上記のパーソナルコンピュータが「マイザ」省電力モードで動作しているとき、ディスプレイは、他の因子とは無関係に、３分間の無動作状態の範囲内で電源が切れる。同様に、上記のディスクドライブは、装置がバッテリ電源で動作しているときは常に、他の因子とは無関係に、無動作の期間中に電源が切れる。さらに、従来のシステムでは、電力レベルが指定された最小値を下回ると、全システムは、他の因子とは無関係に、電源が切られるか、又は、スタンバイモードに置かれる。さらに、従来のシステムでは、電力管理は、利用可能な電力レベルに基づき、急激な電力の消失は、電力管理が低下した電力レベルに反応できる前に発生する停電を引き起こす。このような停電の結果として、しばしば、データが失われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、携帯型装置における電力管理をさらに実現し易くすることである。本発明のさらなる目的は、利用可能な電力が低下したときに、低電力、又は、スタンバイモードへ徐々に入れることである。本発明のさらなる目的は、データの損失を引き起こす停電を回避することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的及びその他の目的は、携帯型装置のコンポーネントの間で電力の配分を動的に制御する様々な技術を使用する携帯型装置用の電力管理システムを提供することによって達成される。電力優先計画(power-priority scheme)は、データ保存機能のようなより重要度の高い機能により長い電力持続時間を与えるため、重要度の低い機能が先に無効にされるように、徐々に装置の個々のコンポーネントを無効にするか、又は、個々のコンポーネントへの電力を減少させる。性能依存型の計画(performance-dependent scheme)は、最低限の性能レベルを維持するため、選択コンポーネントへの電力を連続的に調整し、その結果、必要以上の性能のための電力消費を回避する。装置のユーザは、望ましい電力優先度付与と性能のレベルのオプションが与えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、一例として、添付図面を参照してより詳細に説明される。
【００１０】
図面を通じて、同じ参照番号は類似若しくは対応した特徴又は機能を指示する。
【００１１】
上述したように、従来の携帯型装置において、利用可能な電力がある限界よりも低下したとき、装置は、さらなる電力消耗を最小限に抑えるため、無動作又はスタンバイ状態へ入れられる。一部のシステムでは、ユーザは、装置に無動作又はスタンバイ状態を引き起こす電力レベルを指定するオプションが与えられる。本願は二つの関連した注目点を前提としている。
【００１２】
第１の注目点は、多機能装置では、ユーザは、全ての機能の重要性が同じであると考えることがなく、および／または、各機能の重要性は、様々な状況若しくは環境における装置の使用目的に応じて変化する、ということである。例えば、多機能ＰＤＡ装置は、音声又はデータ通信用の通信装置を含み得る。ユーザは、この装置を、自分が認識しているこの装置の主要な用途に応じて、通信装置付きのＰＤＡとして購入し、又は、ＰＤＡ装置付きの通信機器として購入したかもしれない。
【００１３】
第２の注目点は、多機能装置では、一部の機能は他の機能よりもかなり大量の電力を消費する、ということである。例えば、ＰＤＡを用いると、８０２．１１ｂネットワークのようなワイヤレスネットワークへの接続は、ＰＤＡによって提供される通常のコンピュータ機能よりもかなり大量の電力を消費する。従来の電力管理システムは、現在利用可能な電力の測度に反応し、この測度に基づいて、データが失われる前にシステムをシャットダウンするような、電力管理動作を実行するように設定される。低電力レベルが検出されてから、システムがシャットダウンされるまでの間にある程度の時間が経過する。この反応時間が現在の使用率で利用可能な電力を消費するために要する時間を上回るならば、電力管理はデータ損失を防止する効果がない。
【００１４】
従来のシステムにおけるデータ損失は、実際の電力使用率とは無関係に、利用可能な電力の消失前にシステムがシャットダウンすることを保証するため、システムをシャットダウンするためのかなり高い閾値レベルをセットすることによって防止され、この高い閾値レベルは装置の可能性のある最大電力消耗に基づいてセットしなければならないので、装置の実効的なバッテリ寿命が実質的に短縮される。
【００１５】
図１は、本発明による電力管理システム１００の一例のブロック図である。特に注意すべき点として、コントローラ１５０は、電源１２０から携帯型装置内の個別のコンポーネント１８０ａ−ｚへ供給される電力を独立して制御するように構成されている。電力推定器１３０は、この電力依存型制御を実行するため、電源１２０から現在利用可能な電力の測度、すなわち推定値をコントローラ１５０へ供給する。
【００１６】
装置内の各コンポーネント１８０ａ−ｚへの電力を独立に制御することによって、ユーザ優先度は、ユーザから見てより重要性が高いと思われる機能若しくはコンポーネントへの電力の配分に、又は、ユーザが遭遇する特定の状況に適応させられ得る。また、装置内の各コンポーネント１８０ａ−ｚへの電力を独立に制御することによって、電力は、高電力消費コンポーネントが低電力消費コンポーネントよりも先にシャットダウンされることを保証するため、各コンポーネントの電力消費に基づいて配分可能であり、これにより、データを損失の危険性にさらすことなく、実効的なバッテリ寿命を延ばす。
【００１７】
本発明によれば、ユーザは、利用可能な電力が減少するとき、残りの利用可能な電力をより重要度又は優先度の高いコンポーネントへ配分するため、選択コンポーネント１８０ａ−ｚへの電力１６０ａ−ｚを独立に減少させることを選ぶことができる。例えば、通信機付きＰＤＡのユーザは、ユーザ電力オプション１１０を介して、利用可能な電力が５０％未満に低下したとき、通信コンポーネントが無効にされ、ＰＤＡコンピュータコンポーネントは、利用可能な電力が３％未満に低下するまで、有効な状態を維持されるべきであることを指定する。通信コンポーネントが無効にされている期間中、装置によって消費される電力は少なくなり、装置のＰＤＡコンポーネントを使用するために利用可能な残り時間が延長される。本発明の好ましい一実施形態では、システムは、コンポーネントが通常の電力管理プロセスの反応時間内にシャットオフされることを保証するため、各コンポーネントに対して最小電力レベルカットオフをプリセットするように設定される。すなわち、例えば、システムは、送信機が電力管理システムの反応時間内に残りの１０％を消費する可能性があるならば、ユーザが送信機１８０ａのカットオフレベルを１０％未満に減少させることを防止するように設定され得る。
【００１８】
これに対して、通信を優先するユーザは、利用可能な電力が４０％未満に低下したとき、ＰＤＡコンポーネントを無効にし、利用可能な電力が１５％未満に低下したとき、送信機を無効にするようにシステムを設定することができる。
【００１９】
装置のモジュール性及び機能に応じて、ユーザは、装置の選択サブ機能を使える状態に保ち、その他の機能を無効にするように設定することができる。例えば、ユーザは、電力が所定のパーセンテージよりも低下したとき、メッセージを送信できない状態にさせ、しかし、装置への電子メール又は他の伝送情報を受信するため受信機能は使える状態に保つようにシステムを設定することができる。
【００２０】
同様に、ユーザが装置を容易に充電できる環境にいるとき、ユーザは、利用可能な電力が所定レベルよりも低下するまで、全ての機能を使える状態のまま維持し、一方、ユーザが移動中であるならば、ユーザは、利用可能な電力レベルが減少したとき、必要な充電までの期間を延ばすため、選択した少数の機能だけが使える状態に維持されるようにシステムを設定することも出来る。
【００２１】
同様に、本発明の電力管理システム１００は、減少して行く利用可能な電力に基づき、ディスプレイなどの電源を切るために使用される休止パラメータを動的に減少させるように設定され得る。すなわち、例えば、コントローラ１５０は、利用可能な電力が高いとき、５分間の休止後にディスプレイの電源を切り、利用可能な電力が半分未満であるとき、僅か２分間の休止後にディスプレイの電源を切るように構成されても良い。この動的な減少は、ステップ関数として、又は、連続関数として実現され得る。同様に、本発明の電力管理システムは、後述するように、利用可能な電力に応じて送信信号の電力レベルを動的に調整することができる。
【００２２】
現在利用可能な電力特性の他に、電力管理システム１００の好ましい一実施形態のコントローラ１５０は、また、例えば、性能推定器１４０によって得られるような、装置のその他の現在特性に応答するように設定される。コンポーネント１８０ａ−ｚへの配分電力の調整は、ある程度装置の性能に影響を与えることが期待される。例えば、送信機１８０ａの電力レベルを下げることは、装置の送信レンジを下げることが期待される。同様に、内部バスクロックの速度を下げることは、バスのデータ転送レートを下げることを期待され、以下同様である。本発明によれば、性能推定器１４０は、コンポーネント１８０ａ−ｚへの電力配分と相互に関連した装置の性能因子を直接的に又は間接的に推定するように構成される。推定された性能が指定された許容レベルを上回る場合、電力配分量は減少し、これにより、期待バッテリ寿命が延びる。推定された性能が指定された最小レベルよりも低い場合、電力配分量は増加する。許容可能レベルと最小レベルは同じ値でも構わないが、２個の異なるレベルを使用することによって、電力レベルの継続的な調整を回避すると共に、依然として装置性能に応答した電力配分を行う。
【００２３】
送信機への電力配分の具体的な例では、装置の有効レンジは、送信電力と相互に関連していると考えられる。すなわち、装置は、目標受信機までの距離が近い程、低い電力レベルで送信可能であり、対象受信機までの距離が離れているとき、高い電力レベルで送信しなければならない。対象受信機が受信電力レベルの測度を送信側装置へ供給するならば、この測度は、ある種の許容可能な受信電力レベルを実現するため、送信機の電力レベルを調整する際に使用できる。しかし、一般的に、対象受信機はこのフィードバックを行わず、別の測度が必要とされる。本発明の好ましい一実施形態では、対象基地局又はアクセスポイントからの受信電力レベルは、装置と対象との間の距離に相関していると考えられる。かくして、対象からの受信電力の測度は、対象に対し十分なレンジを与えるために許容可能な送信レベルを間接的に決定する際に使用される。すなわち、受信電力の測度は対象までの距離の測度であり、送信電力の調整は、装置が信頼できる通信を実現し得る距離に影響を与える。上記の距離に対する電力の相関が与えられるならば、必要送信レベルに対する受信電力のマッピングを作成することが可能である。代替としては、受信電力レベルが高い場合、５０％電力を送信機に割り当て、受信電力が並である場合、７５％を割り当て、受信電力が非常に低い場合、１００％を割り当てる、というような簡単な発見的手法が利用される。
【００２４】
現在の特性の組み合わせもまた、装置の一つ以上のコンポーネント１８０ａ−ｚへ電力を動的に配分するため使用され得る。従来の送信電力配分の例では、発見的なルールは、現在利用可能な電力も組み込むように修正され得る。簡単な一例として、受信電力が非常に低く、現在利用可能な電力が所定の閾値未満である場合、送信機１８０ａは、受信電力レベルに基づく性能推定器１４０によって測定されるように、装置が対象基地局へより近付けられたときに消費する可能性が高い通信用の電力を保存するため、完全に給電されるのではなく、使用できない状態にされ得る。同様に、多数の代替的な目標が現在利用可能であり、現在利用可能な電力が低い場合、コントローラ１５０は、送信機に割り当てられる電力が少なくなるように、代替的な対象のそれぞれからの受信電力レベルに基づいて、一方の対象から別の対象へのハンドオフを強制するように構成され得る。上記及びその他の電力配分規則は、本開示に照らして当業者にとって明白であろう。
【００２５】
図２Ａ−２Ｃには、本発明による電力管理システムへのユーザインタフェースの例が示されている。当業者には明白であるように、ユーザの好みとオプションを入手するため、多数の技術のうちのどの技術を利用してもよく、これらの例は、本発明の選択された概念を説明するためだけに挙げられている。
【００２６】
図２Ａは、特定されたコンポーネントのそれぞれを使用できない状態にする電力レベル２１０ａ−ｃをユーザが個別に指定することができるユーザインタフェースを示す。従来の電力管理プロセスと整合して、このインタフェースは、ユーザがシステム／装置の全体を使用できない状態にさせるべき電力レベル２１５を指定できるようにする。個別のコンポーネントが異なる電力レベルカットオフを保持できるようにすることによって、ユーザは、効果的に電力配分に関して各コンポーネントを区別することが可能になる。本例の電力レベルは、各コンポーネントの優先度を示し、ＧＰＳはオーディオトーンよりも優先度の高い機能又はコンポーネントであり、オーディオトーンは通信よりも優先度の高い機能又はコンポーネントである。個別の電力レベルを直接指定する代わりに、ユーザには、ランク順に各コンポーネントの電力優先度を指定するオプションが与えられることができ、システムは、ランク順と、それぞれによって消費される相対的な電力量とに基づいて、各コンポーネントに対する電力レベルカットオフを自動的に決定する。
【００２７】
図２Ｂは、ユーザが装置に関連した性能の測度に基づいて送信電力の好ましい調整量を決定するため特性の組み合わせを指定することができるインタフェースを示す。上述のように、受信電力の測度は、対象受信機までのレンジの間接的な測度であり、したがって、本発明の目的の上で、送信機によって要求されるレンジ性能の推定量であると考えられる。図２Ｂにおいて、ユーザは、受信電力レベルを示すためワイヤレス装置上に一般的に表示される「アンテナのアイコン」によって示された測定受信電力２３０ａ−ｃに基づく送信電力２２０ａ−ｃを指定するオプションが与えられる。代替的には、「高」、「中」及び「低」のようなテキスト項目が使用される。本例では、受信電力が高い２３０ａの場合、電力マネージャは、送信電力を送信機の総電力出力の４０％２２０ａまで低減する。電力マネージャは、この低減した電力を送信機へ供給し、一方、受信電力は、利用可能な電力が５％を上回る限り高い。低い受信電力レベル２３０ｃの場合、コントローラは、利用可能な電力が４０％を上回る場合に限り、全電力２２０ｃを送信機へ供給する。このように、送信機コンポーネントは、性能測度及び利用可能な電力測度に基づいて電力を受信するように設定される。
【００２８】
図２Ｃは、利用可能な電力に応じて許容可能なシステム性能を指定するグラフィックインタフェースの例を示す。本例において、ユーザは、利用可能な電力２６０に応じて許容可能なレイテンシ測度２７０を指定するため曲線２５０の形状を修正するオプションが与えられる。例えば、システムクロックの調整は、このレイテンシを制御する。利用可能な電力２６０が減少すると、許容可能なレイテンシ２７０は増加する。図１のコントローラ１５０は、装置内で現在利用可能な電力が減少するとき、クロックレートの適切／許容可能な低下を決定するため、この曲線２５０を使用し得る。本例における性能推定器１４０は、装置内のレイテンシを直接的又は間接的に測定するため設定され、又は、その機能は、クロックレートとレイテンシとの間の推定マッピングによって置き換えてもよい。これと同じグラフィックインタフェース技術は、上述の受信電力と送信電力との間の望ましい相関を指定するためにも使用できる。
【００２９】
以上の説明は本発明の原理を例示しているだけである。したがって、当業者は、ここに明示的に記載若しくは図示されていないが、本発明の原理を実現し、従って、本発明の精神と範囲に含まれる種々の配置を考え出すことができるであろう。例えば、図１の具体的なコンポーネントは理解を助けるために例示されたものであり、それに代わるコンポーネント配置が例示されたコンポーネントの機能を設けるために使用できる。例えば、上述のように、コントローラ１５０によって制御されるパラメータと性能因子との間には既知の対応関係があり得、パラメータをセットする際にコントローラ１５０は、性能推定器１４０の機能を効果的に提供する。同様に、選択された機能、又は、選択された機能の部分は、電力管理とは関係していない他の機能と共通して使用される装置で実行されるソフトウェアルーチンとして提供され得る。これら及びその他のシステムコンフィギュレーションと最適化の特徴は、この開示内容から当業者に明白であり、添付の請求項に記載された事項の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による電力管理システムの一例のブロック図である。
【図２Ａ】本発明による電力管理システムへのユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図２Ｂ】本発明による電力管理システムへのユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図２Ｃ】本発明による電力管理システムへのユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図１】
2005518043.tif 000003
【図２Ａ】
2005518043.tif 000004
【図２Ｂ】
2005518043.tif 000005
【図２Ｃ】
2005518043.tif 000006
【国際調査報告】
2005518043.tif 000007
2005518043.tif 000008
2005518043.tif 000009