(57)【要約】  本出願は低電力システム内のバッテリ電力を保存する方法及びシステムに関する。本発明の一態様によれば、低電力プロセッサ１１０を備えるバッテリ８８を用いて、バッテリ８８の残っている電荷を判定するモニタ回路１２０の電源を切る。定期的に、低電力プロセッサ１１０は起動し、モニタ回路１２０の電源を入れ、バッテリ８８の残りの電荷を判定する。本発明の別の態様によれば、安全優先回路が存在する。安全優先回路は、低電力プロセッサ１１０に障害がある場合、例えば、低電力プロセッサ１１０が起動し損なう場合、バッテリ８８から電荷が流れることができるようにするフェイルセーフ機構である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイス内のバッテリの電荷を監視する方法であって、
稼動状態及び休止状態を有し、前記休止状態から前記稼動状態に定期的に変化するように構成される低電力プロセッサを設けるステップと、
バッテリモニタ回路が定期的に前記バッテリの電荷を判定できるようにするステップであって、前記低電力プロセッサは、前記稼動状態にあるときに前記バッテリモニタ回路を作動させる、ステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記バッテリモニタ回路は、デジタルプロセッサが前記バッテリモニタ回路を作動させるデフォルト安全状態と、前記低電力プロセッサが前記バッテリモニタ回路を定期的に作動させる正常動作状態とを有し、前記バッテリモニタ回路は、前記低電力プロセッサが検出されたときに、前記デフォルト安全状態から前記正常動作状態に切り替わる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記バッテリモニタ回路は、前記デバイスが前記低電力プロセッサの障害を検出すると、前記正常動作状態から前記デフォルト安全状態に切り替わる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記バッテリの電荷を判定することは、少なくとも２つのバッテリの電荷を検出することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記２つのバッテリのうちの少なくとも１つは前記デバイスから取外し可能である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
判定された電荷を前記デバイス上のディスプレイに表示するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
判定された電荷がしきい値未満であるときに警告を発生するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記低電力プロセッサが起動し損なう場合に障害メッセージを表示するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
デバイス内のバッテリの電荷を判定するシステムであって、
内部バッテリと、
低電力プロセッサと、
デジタルプロセッサと、
前記低電力プロセッサにおいて障害が生じたときにバッテリから電荷が流れることができるようにする安全優先回路と、
を備える、システム。
【請求項１０】
前記安全優先回路はアナログスイッチを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記低電力プロセッサは、前記アナログスイッチを切り替えて、前記安全優先回路の動作を停止するように構成される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記安全優先回路はヒューズを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記デジタルプロセッサは、前記低電力プロセッサが起動し損なう場合に前記ヒューズを切る、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
外部バッテリを更に備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
前記外部バッテリは取外し可能である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
ディスプレイを更に備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ディスプレイは、判定された電荷を表示するように構成される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ディスプレイは、前記低電力プロセッサが起動し損なう場合に障害メッセージを表示するように構成される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
判定された電荷がしきい値未満である場合にユーザに警告するように構成される警報器を更に備える、請求項９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、参照することによりその開示が本明細書の一部をなすものとする、２０１２年５月２４日に出願の「LOW-POWER BATTERY PACK WITH SAFETY SYSTEM」と題する米国仮特許出願第６１／６５１，３７６号の出願日の恩典を主張し、また、参照することによりその開示が本明細書の一部をなすものとする、２０１３年３月１４日に出願の「LOW-POWER BATTERY PACK WITH SAFETY SYSTEM」と題する米国仮特許出願第６１／７８２，３５８号の出願日の恩典を主張する。
【０００２】
本発明は包括的には、低電力プロセッサと、バッテリの有効期限を延ばす手助けをする安全システムと、を備える高性能充電式バッテリパックに関連する。
【背景技術】
【０００３】
充電式バッテリは、今では世界中のどこにでも存在するようになり、携帯電話及びラップトップから医療用デバイス、航空機に及ぶあらゆるものにおいて使用されている。多くの場合に、デバイスに電力を供給するバッテリの残量をユーザに通知し続けることが望ましい。これは、デバイスが輸送されているか、又は保管されているとき等、長期にわたって使用されないときに特に当てはまる場合がある。しかしながら、バッテリの電荷を監視する結果として、一般的に電荷が使い果たされる。
【０００４】
通常、バッテリの残りの電荷を検出するために用いられる電力量は小さい。大型のバッテリパック、例えば、約５アンペア時より大きな定格のバッテリパックを使用するデバイスの場合、残りの電荷を検出していても、大型のバッテリパックはそれほど消耗しない場合がある。しかしながら、一般的な機能用の小型バッテリ、例えば、約０．７アンペア時の定格のバッテリを使用するデバイスの場合、バッテリ電荷を監視する回路によって引き出される電力量が、結果として、相対的に小型のバッテリを著しく消耗させる可能性がある。
【０００５】
この問題は、バッテリ駆動式デバイスが在庫として保管されているか、又は輸送されているとき等、そのデバイスが長期にわたって使用されないときに特に明らかである。上記で言及されたように、デバイスが使用されていない場合であっても、電荷を絶えず監視するためにバッテリパックから電力が消費されており、必然的にバッテリは放電されたままになる。在庫中のデバイスの場合に、デバイスを絶えず再充電する必要があると、費用がかかり、作業の負担も大きい。輸送されているデバイスの場合、再充電することは、不可能ではないにしても、困難な場合がある。
【０００６】
それゆえ、バッテリパックに残っている電荷を監視するための低電力プロセッサを含む高性能バッテリパックを提供する必要がある。これは、より良好な電力管理及びバッテリ寿命の延長を提供することになる。
【発明の概要】
【０００７】
本出願は、バッテリパックの電荷を経時的に確認する低電力プロセッサと、低電力プロセッサが故障した場合に電力を与える安全システムとを含む、高性能バッテリパックを提供することによって、当該技術分野における要求に応える。
【０００８】
本発明の一態様によれば、バッテリの電荷を監視する方法があり、その方法は、低電力プロセッサを用いてバッテリモニタ回路の電源を切るステップを含む。また、その方法は、低電力プロセッサによって定期的にバッテリモニタ回路がバッテリの電荷を監視できるようにするステップも含む。低電力プロセッサがバッテリモニタ回路と通信するのを妨げる障害が生じた場合には、コントローラ内に位置するデジタルプロセッサがバッテリモニタ回路と通信し、バッテリの電荷を経時的に確認する。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、バッテリの電荷を監視するシステムを備えるデバイスがあり、そのデバイスは、低電力プロセッサを備える内部バッテリと、外部バッテリと、デジタルプロセッサと、低電力プロセッサで障害が生じたときに電荷が流れることができるようにする安全優先回路と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、結果として、十分な計測能力を有し、有効期間が非常に長い（通常、１２か月より長い）非常に低電力の高性能バッテリが提供される。さらに、本発明は、デバイス内に新たなハードウェアを追加することから生じるおそれがある障害があっても、バッテリモニタ回路が動作し続けるのを確実にする更なる安全機構を含むことによって、ハードウェアを追加するにもかかわらず、デバイス故障率を下げる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】心室補助システムの従来の図である。
【図２】高性能バッテリ及び電力監視回路を備える心室補助システムの例示的な実施形態の図である。
【図３】安全優先アーキテクチャの図である。
【図４】簡略化されたバッテリアーキテクチャの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（詳細な説明）
簡潔かつ明瞭にするために、適切な場合には、同じ参照符号が繰り返される場合があることは当業者には理解されよう。さらに、本明細書において記述される実施形態の理解を深めてもらうために、具体的な細部が説明される。しかしながら、その具体的な細部を用いることなく本発明を実施できること、及びそれらの細部を、よく知られており、一般的に実践されている均等物に置き換えることができることは当業者には理解されよう。さらに、この書面による説明は、本明細書において記述される実施形態の範囲に限定されると解釈されるべきではない。
【００１３】
以下の実施形態は、概して、心室補助システム、具体的にはＨｅａｒｔＷａｒｅ（商標）心室補助システムに関して論じられる。一般的に言うと、ＨｅａｒｔＷａｒｅ（商標）心室補助システムは、患者の外部にあるコントローラを含む。この外部コントローラは、患者に埋め込まれたポンプ用の駆動電子回路を含み、該ポンプは、血液を送り出す際に心臓を補助するように構成される。また、外部コントローラは、ポンプに駆動信号及び制御信号を与え、患者にデバイスの動作に関するフィードバック及び警報を与える。警報は、例えば、バッテリが或る特定のしきい値未満に降下するときに生成され、聴覚信号、視覚信号、触覚信号又はその組み合わせとすることができる。例えば、２０１３年１月４日に出願の「Controller and Power Source for Implantable Blood Pump」と題するVadalaによる米国特許出願第６１／７４９，０３８号において、同様のコントローラが記述されており、その内容全体は、参照することにより本明細書の一部をなすものとする。
【００１４】
図１は、従来技術による心室補助システムコントローラの概略図を示す。制御システム１０は、内部領域２０の周囲に配置されるハウジング１６を含む。ハウジング１６は、上端１６Ａと下端１６Ｂとの間でハウジング軸２２に沿って延在する。上端１６Ａにおいて、実質的に平坦な外面を有する天板２４が、ハウジング軸２２を横切って延在する。ハウジング１６の側面ＬＳが、天板２４の外周の外側境界と、底板２６の外周の外側境界との間に延在する。全体として、ハウジング１６の側面は、軸２２に沿って延在する管状構造を形成し、端板２４及び２６は管構造又は管状構造へのエンクロージャを形成し、それにより、内部領域２０を封入する。
【００１５】
管状構造は、第１の、すなわち、外側の部分３０（これ以降、「ＬＳ外側部分３０」）と、対向する第２の、すなわち、内側の部分３２（これ以降、「ＬＳ内側部分３２」）とを含む。ＬＳ外側部分３０及びＬＳ内側部分３２の最も外側の面の対向する最上部分は、実質的に平坦であり、かつ実質的に平行である。しかしながら、これらの部分は厳密に平行である必要はなく、他の実施形態では、異なる形状が用いられる場合がある。
【００１６】
天板２４の外面上に第１の表示デバイス４０が配置される。ＬＳ内側部分３２の外面上に第２の表示デバイス４２が配置される。第２の表示デバイス４２はオプションであり、制御システム１０から除外することができる。例示的な実施形態では、表示デバイス４０、表示デバイス４２のいずれかが、バッテリパック内に残っている電荷量を表示することができる。図１のシステムにおいて、コントローラ内に位置しているデジタルプロセッサ９２は、コントローラの他のユニットを制御する等の他の数ある責任の中でも、両方のバッテリ８４及び８８に残っている電荷を監視する責任を負う。また、表示デバイス４０及び４２は、患者に、デバイスの動作に関するフィードバック及び警報を与える。
【００１７】
また、ハウジング１６は、側面上に電力ポート４６及びデータポート４８も含み、これらは、入力／出力（Ｉ／Ｏ）コネクタアセンブリ４９内に配置される。入力デバイス５０が、ＬＳ外側部分３０の外面上に配置される。
【００１８】
細長い可撓性電気ケーブル５１が、コントローラ端５２からポンプ端５４まで延在する。ケーブル５１は、ケーブル端５２と５４との間に可撓性の螺旋形ストレイン・リリーフ部（図示せず）を更に含むことができる。コントローラ端コネクタアセンブリ５６が、コントローラ端５２に配置され、ポンプ端コネクタアセンブリ６０がケーブル５１のポンプ端５４に配置される。コネクタアセンブリ５６は、Ｉ／Ｏコネクタアセンブリ４９の電源ポート４６及びデータポート４８とそれぞれ嵌合するように構成されたコネクタ部分４６’及び４８’を含む。
【００１９】
ポンプ端コネクタアセンブリ６０も同様に、ポンプＩ／Ｏコネクタアセンブリ６８のポンプ電力ポート６２及びポンプデータポート６４と嵌合するように構成されたコネクタ部分６２’及び６４’を含む。
【００２０】
コントローラ端コネクタアセンブリ５６は、ハウジング１６上のＩ／Ｏコネクタアセンブリ４９と嵌合するように構成され、ポンプ端コネクタアセンブリ６０はポンプ１２上のポンプコネクタアセンブリ６８と嵌合するように構成される。
【００２１】
コントローラ端コネクタアセンブリ５６がコントローラ１０のＩ／Ｏコネクタアセンブリ４９に接続され、ポンプ端コネクタアセンブリ６０がポンプ１２のポンプＩ／Ｏコネクタアセンブリ６８に接続されるとき、電力出力ポート４６とポンプ電力ポート６２との間でポンプ駆動信号を通過させることができる。データ転送ポート４８とポンプデータポート６４との間に、データプロセッサ９２が利用することができるデータ、すなわち、モータポンプ１２の巻線のリアルタイムインピーダンス値を通過させることができる。
【００２２】
図１及び図２に例示される実施形態は、ハウジングを２つのカップ状構成要素に分割できることを示す。カップ状上側ハウジング部分１６Ａは外周縁Ｒ１を有し、カップ状下側ハウジング部分１６Ｂは外周縁Ｒ２を有する。上側ハウジング部分１６Ａの周縁Ｒ１は下側ハウジング部分１６Ｂの周縁Ｒ２に合致し、可逆的に結合するように構成される。上側ハウジング部分１６ＡのＬＳ外側部分３０上に配置された解除ボタンＲＢが押下されるのに応答して、ラッチアセンブリによって、ハウジング部分１６Ａを下側ハウジング部分１６Ｂから又は下側ハウジング部分１６Ｂへと迅速に切り離すことができるようになる。
【００２３】
図１は、カップ状ハウジング部分１６Ｂが、制御システム１０の動作のための電力を与えることを更に示す。ハウジング部分１６Ｂは、その内部に、電源支持構造８０を含む。支持構造８０は、その内部領域内にバッテリ８４を収容するように構成されたカップ状の形を有する。幾つかの実施形態では、バッテリ８４は、ハウジング部分１６Ｂに固定され、その組み合わせはユニットとして交換可能である。図１に示されるように、電源支持構造８０の内部は、バッテリを交換する際にフェイルセーフになるようにユーザを支援するために、バッテリ８４の形状と幾何学的に合わせられる。このようにして、バッテリは一意の適正な方法でのみ挿入することができる。
【００２４】
補助又はバックアップバッテリ８８が、上側ハウジング部分１６Ａの内部に配置され、制御システム１０内の種々の要素に結合され、バッテリ８４の壊滅的な故障の場合に、又は充電済み若しくは新品のユニットとのバッテリ８４の所定の交換中に、制御システム１０にバックアップ電力を与える。
【００２５】
バッテリ８４及びバッテリ８８の両方が存在するとき、制御システム１０は、バッテリ８４を用いて、コントローラ、そして特に駆動電子回路に電力を与える。バッテリ８４が使い果たされるとき、コントローラは、スタンバイ電源、すなわち、バッテリ８８に、又は電源ジャック８７を介してアダプタに自動的に切り替え、使い果たされたバッテリは交換される。バッテリ８４及び８８は、リチウムイオン、ニッケルカドミウム又は任意の他の適切な複合材料等の、任意の適切な充電式バッテリタイプとすることができる。
【００２６】
また、図１は、制御システム１０に外部電源から電力を供給することができるように、支持構造８０が電源ジャック８７をも含むことを示す。外部電源は、壁用（ＡＣ）アダプタ又は車用（ＤＣ）アダプタとすることもできる。
【００２７】
制御システム１０は埋め込まれたポンプ１２の駆動に関連するので、カップ状ハウジング部分１６Ａは、制御システム１０の機能的動作を与える構成要素を収容する。ハウジング部分１６Ａは、デジタルプロセッサ９２及び関連するメモリ９４と、ポンプ駆動回路網９８と、補助バッテリ８８とを収容する。
【００２８】
電源導体アセンブリＰが内部領域２０内に配置される。その電源導体アセンブリＰは、電源支持構造８０に関連付けられ、電源からの電力を結合する。その電源は、バッテリ８４、電源ジャック８７を介しての外部電源、又は補助バッテリ８８のいずれかとすることができる。電源導体アセンブリＰは、制御システム１０の全ての構成要素に電力を与える。
【００２９】
さらに、電源導体アセンブリＰは、デジタルプロセッサ９２から、電力増幅器９８を経由して、電力出力ポート４６までの電力駆動信号線を与え、電力駆動信号はケーブル５１を介してポンプ１２のモータに結合することができる。
【００３０】
内部領域２０内にデータ導体アセンブリＤも配置される。データ導体アセンブリＤは、ポンプ１２の現在の状態を含む、現在の動作状態を表すデータを与える。ポンプから受信されたデータによって、デジタルプロセッサ９２は、モータのそれぞれの巻線のインピーダンスを時間の関数として特定できるようになる。インピーダンスデータに応答して、デジタルプロセッサ９２は、電力ポート４６及びケーブル５１を経由してモータに印加される適切な駆動電力信号を決定する。
【００３１】
制御システム１０の入力デバイス５０は、キーボード又はキーパッドの形をとることができる。他の実施形態では、入力デバイス５０はコネクタを含むことができる。更に別の実施形態では、入力デバイス５０は、キーボード／キーパッド及びコネクタの両方とすることができる。この入力デバイスによって、ユーザ又は管理者が、制御システム１０の動作に関連付けられる任意の情報を変更又は修正できるようになる。
【００３２】
また、制御システム１０は、有線又は無線送受信器ＴＸ／ＲＸも含むことができる。送受信器はデジタルプロセッサ９２に結合され、データを送信及び受信する。これにより、制御システム１０は、モニタと通信し、制御システム、及び患者の健康に関するその使用についての非常に詳細な情報を表示できるようになる。
【００３３】
図２は、本発明の一実施形態による心室補助システムの概略図を示す。このシステムは、低電力プロセッサ（ＬＰＰ）１１０及びモニタ回路１２０のような、更なる機能を含む。図２に示されるシステムは、図１に示されるシステムと同じように動作する。同じ構成要素は更には論じられないが、同じ構成要素が両方のシステムにおいて全く同じに、又は同じように動作することは当業者には理解されよう。
【００３４】
従来、異なる電力モードを可能にするために、デバイスにおいて低電力プロセッサが用いられてきた。ＬＰＰ１１０は、バッテリ管理目的のために用いられ、デジタルプロセッサ９２からこの任務を取り除く。バッテリの電荷を管理するためにデジタルプロセッサを使用する従来技術のシステムでは、バッテリ電荷は通常、１か月から２か月の保存期間を有する。低電力プロセッサを用いてバッテリの電荷を監視することによって、本発明は、バッテリ電荷の保存期間を１２か月〜１８か月に延長する。
【００３５】
ＬＰＰ１１０はバッテリ８８の内部にあることが好ましい。しかしながら、ＬＰＰ１１０はバッテリ８８と同一の場所に配置することができるか、又はその２つは隣接することができ、適切なインターフェースを介して通信することができることは当業者には理解されよう。ＬＰＰ１１０は、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  ＰＩＣ２４、ＸＬＰ等の任意の市販の低電力プロセッサとすることができる。しかしながら、任意の適切なプロセッサを使用することができる。
【００３６】
ＬＰＰ１１０は、休止状態又は稼動状態のいずれかにおいて動作する。休止状態は、少量の電流を引き出し、内部タイミング機構を保持し、稼働状態に入る時点を決定する。稼動状態では、ＬＰＰ１１０によって、モニタ回路１２０を含む幾つかの回路が、バッテリ８４、バッテリ８８又はその両方の残りの電荷を判断できるようになる。
【００３７】
モニタ回路１２０は、バッテリ燃料計回路である。一般的に言うと、バッテリ燃料計回路（「ガス計」としても知られる）は、電流、電圧及び温度を測定し、バッテリの電荷を判断することによってバッテリ管理を提供する集積回路である。１つのそのようなガス計はＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ＢＱ２０Ｚ６５ガス計である。しかしながら、任意の適切なバッテリ燃料計ＩＣが、必要な機能を実行することができる。また、モニタ回路１２０は保護回路も含み、保護回路は、バッテリ８４及び８８の過電圧若しくは不足電圧を検出するか、又はバッテリ８４及び８８の温度が或る特定のしきい値を超えた時点を検出するのに役に立つ。
【００３８】
また、モニタ回路１２０は２つの状態：デフォルト安全状態及び正常動作状態においても動作する。デフォルト安全状態は、最初に電源を入れられるときに、モニタ回路１２０が入る最初の状態である。デフォルト安全状態では、モニタ回路１２０は、ＬＰＰ１１０を検出しないか、又は検出していないので、デジタル信号プロセッサ９２がバッテリ８４、バッテリ８８、又はその両方の電荷を監視する責任を負うことをデジタル信号プロセッサ９２に通知する。デフォルト安全状態では、コントローラ内に位置するデジタル信号プロセッサ９２は、バッテリモニタ回路１２０と通信し、バッテリ８４、バッテリ８８、又は両方の電荷を絶えず監視する。モニタ回路１２０がＬＰＰ１１０の存在を検出するときに、正常動作状態に入る。正常動作状態では、モニタ回路１２０は、ＬＰＰ１１０によって電源を切られることが可能であり、ＬＰＰ１１０が稼働状態に入るときに再び作動できるようになる。正常動作状態では、ＬＰＰ１１０が、バッテリ８４、バッテリ８８、又は両方の電荷を監視できるようになり、その利点は以下で論じられる。モニタ回路１２０がＬＰＰ１１０を検出し損なう場合には、デフォルト安全状態に戻ることになる。
【００３９】
図２は、モニタ回路１２０が別のモジュールであることを示す。しかしながら、モニタ回路が、ＬＰＰ１１０、バッテリ８８、又はバッテリ８４とともに配置できることは当業者には理解されよう。さらに、ＬＰＰ１１０、モニタ回路１２０、及びバッテリ８８は、１つの統合ユニットとして実装することができる。
【００４０】
ＬＰＰ１１０は、デジタルプロセッサ９２及びモニタ回路１２０の両方と通信し、バッテリ８４及び８８の充電状態を判断する。動作時に、ＬＰＰ１１０は、両方のバッテリ８４及び８８の電荷を保存するために、デバイスが使用されていないときにモニタ回路１２０の電源を切る。モニタ回路１２０の電源が切られると、バッテリ８４、バッテリ８８のいずれからも電荷は流れない。
【００４１】
一実施形態では、低電力プロセッサは、１時間ごと、毎日（例えば、２４時間ごと）、毎週、又は毎月等、定期的に「起動し」、バッテリをチェックする。さらに、定期的な起動は、異なる間隔で生じるようにユーザによってプログラミングすることができる。これは、バッテリの残りの電荷を絶えずチェックする従来技術において開示される技法とは異なる。バッテリ管理のために定期的に起動することによって、本明細書において記述される機構は、バッテリの電荷を保存し、電荷を、ポンプ１２を制御すること等の更に重大な機能のために使用できるようにする低電力プロセッサを提供する。
【００４２】
代替の実施形態では、外部電源が適用されるたびに、低電力プロセッサが「起動する」。この外部電源は、バッテリ８４とすることができるか、又は電源ジャック８７を介して接続される、壁用アダプタ若しくは車用アダプタ等の電源アダプタとすることができる。モニタ回路１２０によってこのように定期的に作動させることは、プロセッサを用いてバッテリ電荷を絶えず監視する従来技術の技法より電力を節約し、それにより、保管中、又は輸送中の有効期限を著しく（例えば１２か月より長く）延長する。
【００４３】
内部バッテリ８８等の低充電バッテリの場合、このように全体の電源を切ることができることは極めて重大な場合がある。さらに、この実施形態は、低電力プロセッサを定期的に起動することと合わせて用いることもできる。言い換えると、低電力プロセッサは、定期的に、及び外部電源が接続されるときの両方において起動することができる。
【００４４】
ＬＰＰ１１０が起動するとき、モニタ回路１２０を作動させる。その後、監視回路１２０は、バッテリに関連付けられる電流、電圧及び／又は温度をサンプリングすることによって、バッテリ８４、バッテリ８８、又は両方の充電状態を判断するのに必要なステップを行う。バッテリの状態情報に基づいて、モニタ回路１２０は、表示デバイス４０又は表示デバイス４２を介して現在の電荷を表示する。例えば、監視回路１２０が、残りの電荷が所定のしきい値未満であると判断する場合には、表示デバイス４０及び／又は４２は、バッテリ８８が再充電されるべきであるというユーザ警告を生成することに加えて、電荷を表示することができる。この警報は、所定の時間にわたって継続することができ、その後、バッテリ電荷を保存するためにオフにされる。
【００４５】
デバイスが製造されるとき、デバイスはデフォルト状態に設定される。これは、モニタ回路１２０がデフォルト安全状態に構成されることを含む。上記で論じられたように、この状態において、モニタ回路１２０は、デジタルプロセッサ９２に、バッテリの電荷を監視するように通知し、デジタルプロセッサはモニタ回路１２０と通信することによって監視を行う。ＬＰＰ１１０が検出されると、モニタ回路１２０は、正常動作状態に入ることになり、それにより、ＬＰＰ１１０によってモニタ回路１２０の電源が切られることが可能となり、ＬＰＰ１１０が稼働状態に入るときに、作動できるようになる。また、正常動作状態では、ＬＰＰ１１０は、モニタ回路１２０と通信し、接続されたバッテリの電荷を判定できるようにする。モニタ回路１２０がＬＰＰ１１０を検出し損なうか、又はＬＰＰ１１０に関する障害が検出される場合には、デフォルト安全状態に戻ることになる。
【００４６】
デバイスは、長期にわたって保管されるか、又は輸送されているとき、休止状態に入れられる。この状態では、ＬＰＰ１１０は休止状態に入り、他の回路への電力が停止される。この休止状態中に、ＬＰＰ１１０は定期的に稼働状態に入り、モニタ回路１２０を含む複数の回路に電力を与え、モニタ回路がバッテリ８４、バッテリ８８、又は両方に残っている電荷を判定できるようにする。これは、使用されていない長い期間中にバッテリ内の電荷を保存するのを助ける。
【００４７】
本発明の実施形態による別の機構は、図３及び図４によって例示されるような安全優先回路である。安全優先回路は、ＬＰＰ１１０が起動し損なう状況において、電力を与える冗長構成要素である。これは、ＬＰＰ１１０が故障する状況であっても、バッテリ８４、バッテリ８８のいずれかから電力が流入するのを確実にする。心室補助システムのためのコントローラ等のデバイスの場合、これは、電荷が流入することにより、ポンプ１２によって実行される不可欠な救命機能が、仮に中断されるにしても、最小限に抑えられるのを確実にする。さらに、ユーザ又は管理者に問題を警告することが重要である。それゆえ、ＬＰＰ１１０が故障する場合には、表示インターフェース４０、表示インターフェース４２のいずれかにエラーメッセージを表示して、障害及び障害のタイプを示すことができる。
【００４８】
一実施形態では、ＬＰＰ１１０は、アナログスイッチに接続される。ＬＰＰ１１０が起動するとき、スイッチがトグルで切り替えられ、ＬＰＰ１１０が、モニタ回路１２０との組み合わせで、バッテリからの電荷の流れを管理する。ＬＰＰ１１０が起動し損なう場合には、アナログスイッチはトグル切り替えされず、障害が検出される。ＬＰＰが起動しないこと以外に、スイッチが適切に動作しない等の理由から、障害が検出される場合がある。
【００４９】
スイッチがトグル切り替えされない場合には、ＬＰＰ１１０がバイパスされ、デジタルプロセッサ９２が、電力管理の責任を負うようになる。デジタルプロセッサ９２は、デバイスの消費電力を適切に管理するために、モニタ回路１２０と通信する。これにより、バッテリ８４、バッテリ８８のいずれかから電荷が流入できるようになり、それにより、ポンプ用の電子回路を駆動するのに必要な電力を与え、ポンプに駆動信号及び制御信号を与える。
【００５０】
ＬＰＰ１１０がバイパスされるとき、デジタルプロセッサ９２はモニタ回路１２０と通信する。これは、モニタ回路１２０を絶えず電源が入れられた状態にしておく効果がある。これは、バッテリから絶えず電力を引き出すという望ましくない影響を及ぼすが、少なくとも、電流が流入し、デバイスが壊滅的に故障しないのを確実にする。
【００５１】
制御システム１０に外部電源が適用されるとき等の、代替の実施形態では、電荷信号はハイに移行し、ＬＰＰ１１０が起動する。図４に示されるように、ＬＰＰ１１０が起動する場合には、ＬＰＰ１１０はその出力ピンに電圧を印加し、バッテリから電荷が流入できるようになる。
【００５２】
しかしながら、障害が生じた場合、ＬＰＰ１１０が起動しない場合がある。その結果、図４によって示されるように、出力ＦＥＴが作動しないことになる。しばらくして、外部電源が印加されることにより、制御システム１０が起動し、充電イネーブル線をアサートする。制御システム１０は、内部バッテリパック８８が電圧を出力していないこと、及びシステム管理バスが通信していないことを検出する。充電イネーブル線が有効であり、かつパック内部の電圧が出力されていないことによって、図３に示されるように、ヒューズが切れる。これは永久にパックを「常時オン」モードに入れることになる。デジタルプロセッサ９２は、モニタ回路１２０と直接通信し、システム１０は、長期の休止モードに移行できなくなる。
【００５３】
本明細書における発明が特定の実施形態を参照しながら説明されてきたが、これらの実施形態は、本発明の原理及び応用形態の例示にすぎないことは理解されたい。それゆえ、例示的な実施形態に数多くの変更を加えることができること、及び添付の特許請求の範囲によって規定されるような本発明の主旨及び範囲から逸脱することなく他の構成を考案できることは理解されたい。
【００５４】
例えば、低電力プロセッサを備える高性能バッテリパックがＨｅａｒｔＷａｒｅ心室補助システムとの関連で説明されてきたが、当業者は、スマートフォン、ラップトップ及びタブレットコンピュータ等のモバイルデバイスにおけるその利点を容易に認識することができる。同様に、本発明の高性能バッテリパックは、デジタルカメラ、ポータブルスピーカ、又は長い休止期間を有する任意の他の適切なエレクトロニクス機器において実施することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年1月22日(2015.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイス内のバッテリの電荷を判定するシステムであって、
内部バッテリと、
低電力プロセッサと、
デジタルプロセッサと、
前記低電力プロセッサにおいて障害が生じたときにバッテリから電荷が流れることができるようにする安全優先回路と、
を備える、システム。
【請求項２】
前記安全優先回路はアナログスイッチを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記低電力プロセッサは、前記アナログスイッチを切り替えて、前記安全優先回路の動作を停止するように構成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記安全優先回路はヒューズを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記デジタルプロセッサは、前記低電力プロセッサが起動し損なう場合に前記ヒューズを切る、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
外部バッテリを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記外部バッテリは取外し可能である、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
ディスプレイを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記ディスプレイは、判定された電荷を表示するように構成される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ディスプレイは、前記低電力プロセッサが起動し損なう場合に障害メッセージを表示するように構成される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
判定された電荷がしきい値未満である場合にユーザに警告するように構成される警報器を更に備える、請求項１に記載のシステム。
【国際調査報告】
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