ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО, СПОСОБ ЗАРЯДКИ ЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА, КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРОГРАММА, УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЗАРЯДКИ И СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЗАРЯДКИ
ELECTRONIC DEVICE, ELECTRONIC DEVICE CHARGING METHOD, COMPUTER PROGRAMME, CHARGE CONTROL APPARATUS AND CHARGE CONTROL METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к электронному устройству, способу зарядки электронного устройства, компьютерной программе, устройству контроля зарядки и способу контроля зарядки и, в частности, касается электронного устройства с аккумуляторной батареей, способа зарядки электронного устройства, компьютерной программы, устройства контроля зарядки аккумуляторной батареи и способа контроля зарядки аккумуляторной батареи.
Уровень техники
В настоящее время используется большое количество электронных устройств, таких как мобильные телефоны, ноутбуки, цифровые фотоаппараты, цифровые видеокамеры и карманные персональные компьютеры, которые имеют аккумуляторные батареи, допускающие многократную зарядку. Пользователь осуществляет зарядку аккумуляторной батареи путем подключения электронного устройства к коммерческому источнику питания. Для аккумуляторной батареи свойственно существенное ухудшение ее параметров в зависимости от способа зарядки. Например, глубина разряда, частота зарядки и зарядный ток аккумуляторной батареи влияют на скорость старения аккумуляторной батареи. Повторение циклов зарядка-разрядка при незначительной глубине разрядки ухудшает параметры аккумуляторной батареи. Кроме того, зарядка большим зарядным током также ухудшает параметры аккумуляторной батареи.
Соответственно, как показано, например, в патентной литературе 1, предлагается зарядное устройство, позволяющее замедлить процесс старения аккумуляторной батареи, вызываемый повторением циклов зарядки-разрядки при условии незначительной глубины разрядки аккумуляторной батареи. С использованием технологии, предлагаемой в патентной литературе 1, даже при наличии ошибки в определении величины напряжения, старение аккумуляторной батареи вследствие случайного быстрого возврата в полностью заряженное состояние может быть замедлено.
Список противопоставленных материалов
Патентная литература
Патентная литература 1 JP H9-261882А
Сущность изобретения
Техническая проблема
Однако в обычном электронном устройстве зарядка аккумуляторной батареи осуществляется током заранее установленной силы. При увеличении силы тока процесс зарядки может быть выполнен за более кроткий период времени. Соответственно, в качестве зарядного тока устанавливают достаточно большой ток. Отсюда возникала проблема, что даже в случае наличия достаточного количества времени для осуществления процесса зарядки обычного электронного устройства, зарядка осуществлялась фиксированным зарядным током, и аккумуляторная батарея старела.
Соответственно, настоящее изобретение призвано решить вышеуказанную проблему, и задачей настоящего изобретения является создание электронного устройства, способа зарядки электронного устройства и компьютерной программы, отличающихся новизной и большим совершенством, которые способны осуществлять зарядку зарядным током, сила которого зависит о времени, которое может быть потрачено на зарядку, и замедлять старение аккумуляторной батареи.
Решение проблемы
В соответствии с аспектом настоящего изобретения, для того, чтобы достичь вышеуказанной цели, предлагается электронное устройство, включающее в себя аккумуляторную батарею, допускающую многократную зарядку, зарядную секцию, осуществляющую зарядку аккумуляторной батареи энергией, получаемой от секции питания от внешнего источника, заданным зарядным током, измерительную секцию, обеспечивающую измерение величины заряда, аккумулированного аккумуляторной батареей, секцию сбора временной информации, осуществляющую сбор временной информации, секцию хранения, хранящую информацию об истории зарядки, создаваемую на основе информации о периоде времени, в течение которого пользователь осуществляет зарядку, и секцию контроля, имеющую в своем составе секцию оценки тарифицируемого времени, оценивающую тарифицируемое время исходя из информации об истории зарядки и временной информации, и секцию установки зарядного тока, вычисляющую ограниченный зарядный ток, который позволяет зарядить аккумуляторную батарею до зарядной емкости в пределах тарифицируемого времени, основываясь на данных о величине заряда, получаемых от измерительной секции, и устанавливает в зарядной секции ограниченный зарядный ток.
В соответствии с такой конфигурацией секция контроля оценивает тарифицируемое время исходя из информации об истории зарядки, содержащей сведения о периоде времени, в течение которого пользователь ежедневно осуществляет зарядку, и далее вычисляет ограниченный зарядный ток, при котором зарядка может быть завершена в пределах тарифицируемого времени. Секция зарядки начинает зарядку ограниченным зарядным током. Соответственно, в случае, если тарифицируемое время велико, то аккумуляторная батарея может заряжаться током меньшей силы, чем обычно, и, следовательно, старение аккумуляторной батареи, вызываемое зарядным током, может быть замедлено.
Электронное устройство может, кроме того, включать в себя секцию определения способности зарядки, которая определяет, наступило ли состояние, при котором возможна зарядка от секции питания. Секция контроля может также включать в себя секцию сбора информации об истории зарядки, которая побуждает секцию определения способности зарядки собирать информацию о способности зарядки в каждый заранее заданный момент времени и создает и хранит в секции хранения информацию об истории зарядки, основанную на информации о способности зарядки.
Секция контроля может также включать в себя секцию определения режима зарядки, которая определяет, исходя, по меньшей мере, либо из величины заряда, либо из истории зарядки, какой из режимов зарядки должен быть использован: нормальный режим зарядки заранее заданным нормальным зарядным током, или медленной режим зарядки ограниченным зарядным током, сила которого устанавливается в зависимости от величины заряда и тарифицируемого времени. В случае если секция определения режима зарядки выберет нормальный режим зарядки, то секция установки зарядного тока может установить в зарядной секции нормальный зарядный ток, а в случае выбора секцией определения режима зарядки медленного режима зарядки, секция установки зарядного тока может вычислить силу ограниченного зарядного тока и установить в зарядной секции ограниченный, зарядный ток.
Электронное устройство может также включать в себя секцию отображения, которая отображает режим зарядки и расчетное время окончания зарядки, т.е. время, когда закончится тарифицируемое время, и входную секцию, которая вводит в секции контроля оперативную информацию, соответствующую командам пользователя. В случае если оперативная информация введена, секция установки режима зарядки может установить режим зарядки в соответствии с оперативной информацией, независимо от величины заряда и информации об истории зарядки.
Секция определения способности зарядки может выдавать сигнал уведомления о состоянии, который осуществляет уведомление об обнаружении подключения и отключения от секции питания. Секция контроля может далее включать в себя секцию создания информации об истории разрядки, которая при получении сигнала уведомления о состоянии побуждает измерительную секцию измерять величину заряда и создает и сохраняет в секции хранения информацию об истории разрядки, основанную на величине заряда, и секцию установки зарядной емкости, которая устанавливает ограниченную зарядную емкость исходя из информации об истории разрядки.
Исходя из данных о величине заряда, поступающих от измерительной секции, и информации об истории разрядки, в случае если глубина разрядки аккумуляторной батареи равна или больше, чем заданный порог, секция установки зарядной емкости может установить зарядную емкость на максимальный уровень.
Далее, согласно другому аспекту настоящего изобретения, чтобы достичь вышеуказанной цели предлагается способ зарядки электронного устройства, включающего в себя аккумуляторную батарею, допускающую многократную зарядку, зарядную секцию, осуществляющую зарядку аккумуляторной батареи энергией, получаемой от секции питания от внешнего источника, заданным зарядным током, измерительную секцию, обеспечивающую измерение величины заряда, аккумулированного аккумуляторной батареей, секцию сбора временной информации, осуществляющую сбор временной информации, секцию хранения, хранящую информацию об истории зарядки, свидетельствующую о периоде времени, в течение которого пользователь осуществляет зарядку, и секцию контроля, имеющую в своем составе секцию оценки тарифицируемого времени и секцию установки зарядного тока, способ, включающий в себя этап оценки тарифицируемого времени секцией оценки тарифицируемого времени исходя из информации об истории зарядки и временной информации, этап вычисления секцией установки зарядного тока ограниченного зарядного тока, позволяющего зарядить аккумуляторную батарею до зарядной емкости за тарифицируемое время, основываясь на данных о величине заряда, получаемых от измерительной секции, и этап установки секцией установки зарядного тока ограниченного зарядного тока в зарядной секции.
Далее, согласно следующему аспекту настоящего изобретения, чтобы достичь вышеуказанной цели предлагается компьютерная программа, побуждающая компьютер функционировать в качестве электронного устройства, включающего в себя аккумуляторную батарею, допускающую многократную зарядку, зарядную секцию, осуществляющую зарядку аккумуляторной батареи энергией, получаемой от секции питания от внешнего источника, заданным зарядным током, измерительную секцию, обеспечивающую измерение величины заряда, аккумулированного аккумуляторной батареей, секцию сбора временной информации, осуществляющую сбор временной информации, секцию хранения, хранящую информацию об истории зарядки, свидетельствующую о периоде времени, в течение которого пользователь осуществляет зарядку, и секцию контроля, имеющую в своем составе секцию оценки тарифицируемого времени, оценивающую тарифицируемое время исходя из информации об истории зарядки и временной информации, и секцию установки зарядного тока, вычисляющую ограниченный зарядный ток, который позволяет зарядить аккумуляторную батарею до зарядной емкости за тарифицируемое время, основываясь на данных о величине заряда, получаемых от секции измерения, и устанавливающую ограниченный зарядный ток в зарядной секции.
Далее, в соответствии с очередным аспектом настоящего изобретения, для того, чтобы достичь вышеуказанной цели предлагается устройство контроля зарядки, включающее в себя секцию сбора информации, осуществляющую сбор информации о зарядке и разрядке аккумуляторной батареи, секцию определения периода времени зарядки, определяющую период времени зарядки, в течение которого заряжается аккумуляторная батарея, основываясь на информации, собираемой секцией сбора информации, и секцию установки зарядного тока, вычисляющую ограниченный зарядный ток, которым осуществляется зарядка до достижения зарядной емкости в пределах периода времени зарядки, определяемого секцией определения тарифицируемого периода времени зарядки, и устанавливающую в зарядной секции энергию, получаемую от секции питания, которая заряжает аккумуляторную батарею, в виде силы зарядного тока, которым осуществляется зарядка аккумуляторной батареи.
Секция сбора информации может собирать информацию об истории зарядки аккумуляторной батареи и информацию о величине заряда аккумуляторной батареи в качестве информации о зарядке и разрядке аккумуляторной батареи. Секция определения периода времени зарядки может определять период времени зарядки в пределах периода времени, в течение которого аккумуляторная батарея и секция зарядки соединены друг с другом, период времени определяется исходя из информации об истории зарядки. Секция установки зарядного тока может устанавливать в зарядной секции ограниченный зарядный ток, который позволяет довести величину заряда аккумуляторной батареи до зарядной емкости в течение периода времени зарядки.
Секция сбора информации может собирать фрагменты информации о зарядке и разрядке нескольких аккумуляторных батарей. Секция определения периода времени зарядки может определять соответствующие периоды времени зарядки аккумуляторных батарей исходя из фрагментов информации о зарядке и разрядке нескольких аккумуляторных батарей. Секция установки зарядного тока может устанавливать ограниченный зарядный ток таким образом, чтобы суммарный зарядный ток нескольких аккумуляторных батарей был более равномерным.
Устройство контроля зарядки может, кроме того, включать в себя секцию установки зарядной емкости, которая оценивает величину разрядки, до которой затем заряжается аккумуляторная батарея, основываясь на информации, собираемой секцией сбора информации, и устанавливает определенный уровень зарядной емкости в зависимости от оцененной величины разрядки.
Информация о зарядке и разрядке аккумуляторной батареи может также включать в себя информацию о графике использования электронного устройства, питаемого от аккумуляторной батареи.
Секция определения периода времени зарядки и секция установки зарядного тока могут определять период времени зарядки и зарядный ток исходя из информации об источнике питания, от которого заряжается аккумуляторная батарея.
Информация об источнике питания может включать информацию о приоритетном периоде времени, который преимущественно используется для осуществления зарядки аккумуляторной батареи.
Аккумуляторная батарея может использоваться для приведения в движение транспортного средства. Секция сбора информации может собирать водительскую информацию транспортного средства.
Далее, согласно очередному аспекту настоящего изобретения, для того, чтобы достичь вышеуказанной цели, предлагается способ контроля зарядки, реализованный путем побуждения арифметических средств обработки устройства контроля зарядки, контролирующих зарядку аккумуляторной батареи, выполнять заранее заданные процедуры, включающие в себя этап сбора информации, на котором осуществляют сбор информации о зарядке и разрядке аккумуляторной батареи, этап определения периода времени зарядки, на котором определяют период времени, в течение которого осуществляется зарядка аккумуляторной батареи, исходя из информации, получаемой на этапе сбора информации, и этап установки зарядного тока, на котором вычисляют ограниченный зарядный ток, которым выполняется зарядка до достижения зарядной емкости в течение периода времени зарядки, определяемом на этапе определения тарифицируемого периода времени, и устанавливают в зарядной секции энергию, поступающую от секции источника питания, которая заряжает аккумуляторную батарею, в виде силы зарядного тока, которым заряжается аккумуляторная батарея. Преимущества изобретения
В соответствии с настоящим изобретением, как описано выше, зарядка может осуществляться зарядным током, сила которого устанавливается в зависимости от располагаемого времени зарядки, и старение аккумуляторной батареи может быть замедлено.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - пояснительная схема, показывающая общий вид электронного устройства в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения.
Фиг.2 - пояснительная схема, иллюстрирующая способ зарядки электронного устройства в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3 - блок-схема, показывающая конфигурацию электронного устройства в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.4 - пояснительная схема, показывающая пример вида дисплея секции отображения электронного устройства в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.5 - блок-схема последовательности операций зарядки, выполняемых электронным устройством в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.6 - пояснительная схема, иллюстрирующая способ зарядки электронного устройства в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.7 - пояснительная схема, иллюстрирующая особый случай поведения способа зарядки электронного устройства в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.8 - блок-схема, показывающая конфигурацию электронного устройства в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.9 - блок-схема последовательности операций зарядки, выполняемых электронным устройством в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.10 - пояснительная схема, иллюстрирующая обычный способ зарядки электронного устройства.
Фиг.11 - пояснительная схема устройства контроля зарядки в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.12 - блок-схема, показывающая конфигурацию устройства контроля зарядки в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.13 - пояснительная схема устройства контроля зарядки в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.14 - блок-схема, показывающая конфигурацию устройства контроля зарядки в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.15 - пояснительная схема контроля зарядки в случае, когда аккумуляторная батарея используется для приведения в движение электрического транспортного средства.
Фиг.16 - пояснительная схема контроля зарядки нескольких аккумуляторных батарей.
Описание вариантов осуществления
Ниже приведены подробные описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи. Следует иметь в виду, что в настоящем описании изобретения и на чертежах элементы, имеющие по существу одинаковую функцию и структуру, обозначены одними и теми же надписями, и повторяющиеся пояснения опущены.
1. Первый вариант осуществления
1-1. Общие сведения
1-2. Описание процесса контроля зарядки электронного устройства
1-3. Конфигурация электронного устройства
1-4. Функционирование электронного устройства
1-5. Примеры полезных эффектов
2. Второй вариант осуществления
2-1. Описание устройства контроля зарядки
2-2. Конфигурация электронного устройства
2-3. Функционирование электронного устройства
2-4. Примеры полезных эффектов
3. Третий вариант осуществления
3-1. Описание устройства контроля зарядки
3-2. Конфигурация устройства контроля зарядки
3-3. Примеры полезных эффектов
4. Четвертый вариант осуществления
4-1. Описание устройства контроля зарядки
4-2. Конфигурация устройства контроля зарядки
4-3. Примеры применений
1. Первый вариант осуществления
Описывается первый вариант осуществления настоящего изобретения.
1-1. Общие сведения
На Фиг.1 приведена пояснительная схема, показывающая общий вид электронного устройства в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Например, электронное устройство 100 в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеет аккумуляторную батарею, допускающую многократную зарядку, и может питаться от аккумуляторной батареи, и имеется возможность заряжать аккумуляторную батарею путем подсоединения электронного устройства к внешнему источнику 50 питания, являющемуся секцией источника питания, такому как коммерческая электросеть.
На Фиг.1 электронное устройство 100 подсоединено к внешнему источнику 50 питания с помощью кабеля 30. Однако настоящее изобретение не ограничивается таким примером. Так, например, электронное устройство 100 может быть подсоединено к внешнему источнику 50 питания с помощью кабеля 30 и подставки для подзарядки, или, например, электронное устройство 100 может быть подсоединено к USB кабелю, а кабель, в свою очередь, подсоединен к персональному компьютеру (ПК). В этом случае энергия поступает от внешнего источника питания через ПК и USB кабель. Кроме того, может использоваться режим бесконтактной зарядки. Данный вид зарядки не рассматривается, поскольку аккумуляторная батарея электронного устройства 100 может получать энергию от внешнего источника.
Электронное устройство 100 представляет собой электронное устройство, которое приводится в действие энергией, получаемой от аккумуляторной батареи (не показана на Фиг.1), встроенной в устройство. Примерами этому могут служить мобильный телефон, КПК, компьютер типа «ноутбук», интегральное записывающее устройство, портативный музыкальный проигрыватель и цифровая камера. На Фиг.1 в качестве примера показан ноутбук.
В целом, срок службы аккумуляторной батареи зависит от частоты зарядки, глубины разряда, зарядного тока и тому подобного. Однако в прошлом при зарядке аккумуляторной батареи осуществлялся только один вид контроля зарядки. Поэтому продолжительность службы аккумуляторной батареи зависела от режима использования пользователем. Соответственно, электронное устройство в соответствии с настоящим вариантом осуществления призвано контролировать процесс зарядки аккумуляторной батареи и замедлять старение аккумуляторной батареи. Ниже описаны способ контроля, конфигурация, функционирование и полученные от этого полезные эффекты.
1-2. Описание процесса контроля зарядки электронного устройства
Ниже описан способ зарядки электронного устройства в соответствии с настоящим вариантом осуществления со ссылкой на Фиг.10 и Фиг.2. На Фиг.2 приведена пояснительная схема, иллюстрирующая способ зарядки электронного устройства в соответствии с настоящего вариантом осуществления. На Фиг.10 приведена пояснительная схема, иллюстрирующая обычный способ зарядки электронного устройства.
Обычный контроль процесса зарядки
Сначала, чтобы описать отличие способа зарядки электронного устройства в соответствии с настоящим вариантом осуществления от обычного способа зарядки, будет описан обычный способ зарядки со ссылкой на Фиг.10. На Фиг.10 горизонтальная ось верхней диаграммы является осью времени, а вертикальная ось - осью силы тока. Здесь часть вертикальной оси, расположенная выше горизонтальной оси, представляет разрядный ток, а часть, расположенная ниже горизонтальной оси - зарядный ток. Далее, горизонтальная ось нижней диаграммы является осью времени, а вертикальная ось - осью величины заряда. На верхней и нижней диаграммах время на горизонтальных осях соответствует друг другу. Здесь под величиной заряда понимается количество энергии, аккумулированное аккумуляторной батареей на конкретный момент времени, а зарядная емкость, описываемая ниже, представляет собой количество энергии, которое может быть аккумулировано аккумуляторной батареей.
В этом примере сделано предположение, что тарифицируемыми периодами времени, определяемыми исходя из истории зарядки данным пользователем, являются временные интервалы t1-t3 и t4-t6. При обычном способе контроля зарядки, как это показано на Фиг.10, даже если имелось много времени для осуществления зарядки, зарядка осуществлялась фиксированным зарядным током I1. Соответственно, даже несмотря на то, что состоянии зарядки длилось с t1 до t3, в действительности зарядка была завершена в момент времени t2, а период времени с t2 до t3 использовался не эффективно, т.к. аккумуляторная батарея находилась в состоянии полного заряда.
Если не принимать во внимание старение аккумуляторной батареи, вызываемое зарядным током, то на практике чем короче время зарядки, тем это удобнее для пользователя. Однако чем короче время зарядки, тем больше должна быть сила зарядного тока, и вследствие этого батарея стареет. Соответственно, сила зарядного тока в настоящее время определяется с учетом баланса между практичностью и скоростью старения батареи.
Однако по этой причине, даже если имелось много времени для осуществления зарядки, зарядный ток при обычном способе контроле зарядки электронного устройства оставался фиксированным. Чем меньше зарядный ток, тем меньшее влияние он оказывает на процесс старения батареи. Поэтому если зарядку осуществляют в течение всего временного интервала t1-t3 зарядным током меньшей силы, процесс старения батареи может быть замедлен.
Контроль процесса зарядки в соответствии с настоящим вариантом осуществления
Далее со ссылкой на Фиг.2 описан способ зарядки электронного устройства в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Для замедления процесса старения аккумуляторной батареи, в случае если имеется много времени для осуществления зарядки, электронное устройство в соответствии с настоящим вариантом осуществления уменьшает силу зарядного тока и производит зарядку медленно.
Чтобы быть точным, во время начала процесса зарядки, например, оценивают и устанавливают в качестве тарифицируемого времени время, до которого пользователь продолжает осуществлять зарядку, основываясь на информации об истории зарядки, которая была собрана заранее. Затем, используя тарифицируемое время, определяют зарядный ток, который позволяет достичь полной зарядной емкости.
макс
Ссылаясь на пример, приведенный на Фиг.2, в момент времени t1 осуществляют оценку тарифицируемого времени и вычисляют силу зарядного тока. Здесь, если выяснено, что время, которое может быть использовано для осуществления зарядки длится до момента t3, то вычисляется сила зарядного тока I2, которая позволяет осуществить зарядку от текущей величины заряда Q1 до достижения полного заряда Q за время зарядки t1-t3.
макс
Далее, по аналогии, в момент времени t4, если предполагается, что зарядка будет вестись с момента t4 до момента t6, вычисляют силу зарядного тока, которая позволяет осуществить зарядку от текущей величины заряда Q2 в данный момент времени (момент начала зарядки) до достижения полного заряда Q за время зарядки t4-t6.
Как описано выше, старение аккумуляторной батареи, вызываемое зарядным током, может быть замедлено путем регулируемой установки величины зарядной емкости, обеспечивающей меньшее старение и зависящей от длительности времени, в течение которого может осуществляться зарядка, и величины заряда, который должен быть аккумулирован для достижения зарядной емкости.
1-3. Конфигурация электронного устройства
Далее описывается конфигурация электронного устройства 100 в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения для осуществления вышеуказанного контроля зарядки со ссылкой на Фиг.3. Фиг.3 - блок-схема, показывающая конфигурацию электронного устройства 100 в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Электронное устройство 100 в своей основе включает в себя секцию 102 хранения, выходную секцию 104, оперативную секцию 106, секцию 108 сбора временной информации, секцию 110 определения способности зарядки, измерительную секцию 112, аккумуляторную батарею 114, зарядную секцию 116 и секцию 118 контроля.
Секция 102 хранения
Секция 102 хранения предназначена для хранения данных и представляет собой, например, магнитное запоминающее устройство, такое как накопитель на жестком магнитном диске, полупроводниковое запоминающее устройства, оптическое запоминающее устройство, магнитооптическое запоминающее устройство и т.п. Секция 102 хранения предназначена для хранения программы и различных типов данных, которыми описаны процедуры выполнения каждой из функций секции 118 контроля. В настоящем варианте осуществления секция 102 хранения хранит информацию 1022 об истории зарядки, которая создается секцией 1182 создания информации об истории зарядки на основе информации о периоде времени, в течение которого пользователь осуществляет зарядку.
Выходная секция 104
Выходная секция 104 является функциональной секцией, выдающей информацию пользователю. Например, это может быть секция отображения на жидкокристаллическом дисплее, плазменном дисплее, дисплее с автоэлектронной эмиссией, органическом электролюминесцентном дисплее или может представлять собой светоизлучающий прибор, такой как светодиод, и может осуществлять оповещение пользователя путем зажигания светодиода. Например, в настоящем варианте осуществления, как это показано на Фиг.4, выходная секция 104 является секцией отображения и отображает сообщение 1042, которое уведомляет пользователя о режиме зарядки и ориентировочном времени окончания процесса зарядки. Дополнительно, если пользователь кликнет сообщение, экран может переключиться на экран изменения режима зарядки. Далее, например, в случае использования светоизлучающего прибора, выходная секция 104 может показывать режим зарядки на данный момент времени путем зажигания этого прибора. На Фиг.4 приведена пояснительная схема, показывающая пример вида дисплея секции отображения электронного устройства в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Входная секция 106
Входная секция 106 имеет оперативную секцию, которая может принимать от пользователя команды, вводимые такими средствами, как, например, клавиша, переключатель, тактильная панель, мышь, клавиатура, рычаг или соединительный интерфейс. Далее, входная секция 106 может быть средством дистанционного управления, использующим, например, инфракрасное излучение или радиоволны. Помимо этого, входная секция 106 может быть скомпонована из входной цепи управления или чего-либо подобного для выработки оперативной информации, основанной на вводимой пользователем информации с использованием оперативной секции, и выдачи оперативной информации в секцию 118 контроля. Пользователь электронного устройства 100 может вводить различные типы данных и выдавать электронному устройству 100 команды на выполнение операций через входную секцию 106. В настоящем варианте осуществления входная секция 106 является, хотя это и не показано на чертеже, таким соединительным интерфейсом, как мышь.
Секция 108 сбора временной информации
Секция 108 сбора временной информации предназначена для сбора временной информации в заданный момент времени. Секция 108 сбора временной информации может быть реализована, например, часами реального времени, встроенными в электронное устройство 100. Более того, секция 108 сбора временной информации может представлять собой интерфейс для сбора временной информации вне электронного устройства 100.
Секция 110 определения способности зарядки
Секция 110 определения способности зарядки предназначена для определения, находится ли электронное устройство 100 в состоянии, позволяющем получать энергию от внешнего источника 50 питания, т.е. в состоянии, в котором возможна зарядка. Секция 110 определения способности зарядки осуществляет уведомление о способности зарядки в ответ на запрос секции 118 контроля. Кроме того, при изменении способности зарядки от внешнего источника 50 питания секция 110 определения способности зарядки осуществляет соответствующее уведомление секции 118 контроля путем передачи сигнала уведомления о состоянии, который уведомляет об обнаружении подключения и отключения от внешнего источника 50 питания.
Измерительная секция 112
Измерительная секция 112 предназначена для измерения состояния аккумуляторной батареи 114. Измерительная секция 112 измеряет величину заряда, аккумулированного в аккумуляторной батарее 114, в ответ на запрос секции 118 контроля и уведомляет секцию 118 контроля об измеренной величине заряда. Далее, измерительная секция 112 может иметь функцию периодического измерения величины заряда аккумуляторной батареи 114, и, в случае если величина заряда равна или больше чем заданный порог, или равна или меньше чем заданный порог, направлять соответствующее уведомление в секцию 118 контроля. Измерительная секция 112 может быть реализована в виде кулометра.
Аккумуляторная батарея 114
Аккумуляторная батарея 114 представляет собой батарею, допускающую многократную зарядку. Примерами таких батарей являются, но не ограничиваются этим, литиево-ионная аккумуляторная батарея и литиево-ионная полимерная аккумуляторная батарея.
Зарядная секция 116
Зарядная секция 116 предназначена для зарядки аккумуляторной батареи 114 энергией, получаемой от внешнего источника 50 питания. Например, зарядная секция 116 может быть реализована в виде зарядной цепи. Далее, зарядная секция 116 заряжает аккумуляторную батарею зарядным током, устанавливаемым секцией 118 контроля.
Секция 118 контроля
Секция 118 контроля предназначена для контроля работы всего электронного устройства 100. Например, секция 118 контроля реализуется в виде центрального процессора и т.п. Секция 118 контроля в своей основе включает в себя секцию 1182 создания информации об истории зарядки, секцию 1184 определения режима зарядки, секцию 1186 оценки тарифицируемого времени и секцию 1188 установки зарядного тока и, в качестве секции контроля зарядки, управляет всей работой каждой из ее функциональных секций. Т.е. секция 118 контроля отслеживает начало, прекращение и завершение зарядки, а также контролирует оптимизацию алгоритма вычисления тарифицируемого времени, описываемого ниже. Обратите внимание, что вышеуказанные соответствующие функциональные секции, составляющие секцию контроля, могут быть выполнены отдельно друг от друга. Как вариант, возможно выполнение нескольких или всех указанных соответствующих секций в интегрированном друг с другом виде.
Секция 1182 создания информации об истории зарядки
Секция 1182 создания информации об истории зарядки предназначена для создания и хранения в секции 102 хранения информации 1022 об истории зарядки, показывающей временной период, в течение которого пользователь заряжает аккумуляторную батарею 114 электронного устройства 100. Секция 1182 создания информации об истории зарядки может побуждать секцию определения способности зарядки собирать информацию о способности зарядки в каждый заданный момент времени и может создавать информацию об истории зарядки, основываясь на информации о способности зарядки. Здесь в качестве примера алгоритма создания информации об истории зарядки описан пример, в котором состояние подключения внешнего источника 50 питания фиксируется каждый час, и контроль зарядки осуществляется исходя из ежедневной тенденции.
Здесь информация 1022 об истории зарядки имеет 24 переменных от N=0 до N=23 (каждый час от 0 до 23 часов) и представлена, например, таблицей F[N]=[f(0), f(1), … f(n), … F(23)]=[0, 0, … 0, … 0], в которой все первоначальные значения равны 0. Секция 1182 создания информации об истории зарядки, входящая в состав секции 118 контроля, побуждает секцию 110 определения способности зарядки определять состояние подключения внешнего источника 50 питания в момент N=n, определяет переменную «а», представленную 1 при подключенном состоянии и 0 при отключенном состоянии, осуществляет вычисление f(n), используя нижеприведенное уравнение 1, принимая во внимание историю, и осовременивает историю. В уравнении r - это константа от 0 до 1.
F(n)=r*a+(1-r)*f(n-1) (Уравнение 1)
В момент начала зарядки секция 1184 определения режима зарядки определяет, какой режим зарядки использовать - медленный или нормальный, путем сравнения значения f(n) с порогом е, используемым для переключения между медленным и обычным режимами зарядки. Значение порога е может быть оптимизировано с учетом текущей ситуации с зарядкой, как это будет описано ниже. То есть, результат зарядки учитывается.
Секция 1184 определения режима зарядки
В момент начала зарядки секция 1184 определения режима зарядки определяет, какой режим зарядки использовать: нормальный режим зарядки с предварительно заданной силой зарядного тока, или медленный режим зарядки, при котором вычисляется ограниченная сила зарядного тока исходя из величины заряда, аккумулированного батареей, и времени зарядки, и зарядка производится этим ограниченным зарядным током. В этом случае момент начала зарядки может быть идентифицирован по уведомлению, получаемому от секции определения способности зарядки, свидетельствующему об изменении состояния на состояние зарядки. Далее, определение режима зарядки может осуществляться, основываясь, по меньшей мере, либо на величине заряда аккумуляторной батареи, либо на информации 1022 об истории зарядки. Например, используя вышеприведенное уравнение 1, может быть сделан вывод об использовании медленного режима зарядки, в случае если f(n)≥e, и нормального режима зарядки, в случае если f(n)<е. Здесь f(n) становится больше по мере возрастания вероятности того, что зарядка будет закончена в момент времени n. Т.е., когда зарядка в медленном режиме должна быть выполнена за время, требуемое для зарядки в обычном режиме. Кроме того, в случае, когда величина заряда исключительно мала, может использоваться обычной режим зарядки, даже если имеется достаточно времени для медленной зарядки. Более того, выбор режима зарядки на основе анализа величины заряда может игнорироваться.
Далее, секция 1184 определения режима зарядки способна переключать режимы зарядки в зависимости от команд пользователя, не учитывая при этом результаты вышеописанного выбора режима. Предположим, что пользователь обычно заряжает электронное устройство 100 с момента прибытия на работу в 9 часов утра до окончания рабочего дня в 17 часов. Соответственно, секция 1184 определения режима зарядки решает использовать медленный режим зарядки. Тогда, как показано на Фиг.4, например, выходная секция 104 отображает сообщение 1042, уведомляющее о режиме зарядки и ориентировочном времени прекращения зарядки. Однако, если, например, у пользователя запланирована прогулка в этот день, и зарядка должна быть закончена быстро, пользователь подтверждает и щелкает кнопкой мыши на сообщении 1042, и выполняет операцию переключения режима зарядки на экране переключения режимов, который здесь не показан. При обнаружении такого ввода, секция 1184 определения режима зарядки переключает режим зарядки. Т.е. если оперативная информация, соответствующая командам пользователя, введена в состоянии, при котором на дисплее выходной секции 404 осуществляется отображение уведомления о режиме зарядки и ориентировочном времени прекращения зарядки, то секция 1184 установки режима зарядки устанавливает режим зарядки в соответствии с введенной оперативной информацией, независимо от величины заряда и информации об истории зарядки.
Секция 1186 оценки тарифицируемого времени
Секция 1186 оценки тарифицируемого времени предназначена для оценки тарифицируемого времени, показывающего время, в течение которого пользователь будет осуществлять зарядку исходя из информации 1022 об истории зарядки, хранящейся в секции 102 хранения, и временной информации, получаемой от секции 108 сбора временной информации. Например, рассматривая случай использования вышеприведенного уравнения 1, значения f(n+1), f(n+2), … сравнивают с порогом е, и интервал значений, которые постоянно равны или больше порога е, считается тарифицируемым временем.
Секция 1188 установки зарядного тока
Секция 1188 установки зарядного тока предназначена для вычисления зарядного тока, которым буде производится зарядка, и установки зарядного тока в секции 116 зарядки. Секция 1188 установки зарядного тока устанавливает зарядный ток в зависимости от режима зарядки, который выбирается секцией 1184 определения режима зарядки. Т.е. в случае если выбран обычный режим зарядки, то секция 1188 установки зарядного тока устанавливает в зарядной секции 116 заранее заданный нормальный зарядный ток. Далее, если выбран медленный режим зарядки, то секция 1188 установки зарядного тока вычисляет ограниченный зарядный ток и устанавливает в зарядной секции 116 ограниченный зарядный ток. В этом случае секция 1188 установки зарядного тока вычисляет ограниченный зарядный ток, который позволяет зарядить аккумуляторную батарею 114 до максимальной зарядной емкости в переделах тарифицируемого времени, оцененного секцией 1186 оценки тарифицируемого времени исходя из данных о величине заряда, полученных от измерительной секции 112, и устанавливает этот ограниченный зарядный ток в зарядной секции 116. При этом, для того чтобы уменьшить старение аккумуляторной батареи 114, желательно, чтобы ограниченный зарядный ток имел такую силу, чтобы завершить зарядку в пределах тарифицируемого времени, и чтобы эта сила была как можно меньше.
1-4. Функционирование электронного устройства
Здесь будет описан процесс зарядки электронного устройства 100 со ссылкой на Фиг.5. На Фиг.5 показана блок-схема последовательности операций зарядки, выполняемых электронным устройством в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
Сначала секция 118 управления выявляет начало процесса зарядки. Здесь, например, секция 110 определения способности зарядки может уведомить секцию 118 контроля, что наступило состояние, подлежащее оплате, и, следовательно, может быть выявлено начало процесса зарядки. Кроме того, например, начало зарядки может быть инициировано внутренними технологическими операциями электронного устройства 100.
Затем, когда начало процесса зарядки выявлено, секция 1184 определения режима зарядки выдает команды секции 108 сбора временной информации и измерительной секции 112 и получает временную информацию и данные о величине заряда (этап S 102). Далее, секция 1184 определения режима зарядки определяет, является или нет величина заряда равной или превышающей заранее заданный порог (этап S 104). Здесь желательно, чтобы заранее установленный порог был достаточно низким. Это потому, что в случае если величина заряда настолько мала, что оказывает влияние на функционирование электронного устройства 100, выбор желателен в пользу обычного режима зарядки. Затем секция 1184 определения режима зарядки определяет, соответствует ли время начала зарядки ежедневному периоду зарядки исходя из полученной временной информации (этап S 106). Здесь соответствие ежедневному периоду зарядки может быть выявлено путем сравнения f(n) с порогом е, в случае использования уравнения 1, как описано выше.
В случае если на этапе S 106 выяснено, что время начала зарядки соответствует ежедневному периоду зарядки, то секция 1184 определения режима зарядки выбирает медленный режим зарядки. Затем секция 1186 оценки тарифицируемого времени оценивает тарифицируемое время (этап S 108). Здесь, как описано выше, в случае использования уравнения 1 и ссылаясь на таблицу, которая хранит информацию об истории зарядки, интервал времени, в течение которого значения f(n+1), f(n+2), … постоянно равны порогу е или превышают порог е, может рассматриваться как тарифицируемое время.
Затем секция установки зарядного тока вычисляет ограниченный зарядный ток и устанавливает ограниченный зарядный ток в зарядной секции 116, используя данные об ориентировочном тарифицируемом времени и величине заряда, полученные на этапе S 102 (этап S 110).
Зарядная секция 116 начинает зарядку установленным зарядным током (этап S 112). Затем секция 118 контроля определяет, завершена ли зарядка, используя информацию от зарядной секции 116 (этап S 114). Здесь завершение зарядки означает, что аккумуляторная батарея заряжена до полной зарядной емкости (или почти полной зарядной емкости). Помимо завершения зарядки ввиду достижения полной зарядной емкости, зарядка также может быть прекращена ввиду отключения электронного устройства 100 от внешнего источника 50 питания.
В случае, когда на этапе S 114 установлено, что зарядка завершена, секция 118 контроля осуществляет обратную связь с алгоритмом вычисления тарифицируемого времени (этап S 116). Т.е., так как этап S 116 относится к случаю, когда зарядка завершена в пределах тарифицируемого времени, порог е может быть понижен.
С другой стороны, в случае если на этапе S 114 установлено, что зарядка не завершена, секция контроля далее проверяет, не отключен ли внешний источник питания (этап S 118). На этапе S 118, в случае если внешний источник питания не отключен, процесс снова возвращается на этап S 102. Далее, если на этапе S 114 установлено, что внешний источник питания отключен, осуществляется обратная связь с алгоритмом вычисления тарифицируемого времени (этап S 120). Т.е., так как этап S 120 относится к случаю, когда зарядка не завершена в пределах тарифицируемого времени и зарядка прервана, порог е может быть повышен.
В то же время, если на этапе S 104 величина остаточного заряда равна или меньше порога, т.е. если величина остаточного заряда исключительно мала, и в случае, когда время начала зарядки не соответствует ежедневному периоду времени зарядки, секция 1184 определения режима зарядки выбирает нормальный режим зарядки. В этом случае секция 1188 установки зарядного тока устанавливает в зарядной секции 116 заранее заданный нормальный зарядный ток. Зарядная секция 116 начинает нормальную зарядку нормальным зарядным током.
Секция 118 контроля контролирует состояние зарядки аккумуляторной батареи 114 и определяет, завершена ли зарядка (этап S 126). В случае если зарядка завершена, секция 118 контроля прекращает зарядку, а в случае, если зарядка не завершена, секция 118 контроля проверяет, не отключен ли источник 50 внешнего питания (этап S 128).
1-5. Примеры полезных эффектов
При использовании электронного устройства 100 в соответствии с первым вариантом осуществления, в начале процесса зарядки зарядный ток может быть выставлен разным в зависимости от величины заряда на тот момент и тарифицируемого времени. Например, в случае если зарядка начинается в период времени, отличающийся от обычного периода времени зарядки, зарядка осуществляется в относительно высоком темпе с использованием нормального зарядного тока. В случае если зарядка начинается в период времени, совпадающий с обычным периодом времени зарядки, зарядка осуществляется медленно с использованием меньшего, чем обычно зарядного тока.
В этом случае, вместе с накоплением информации о периоде времени, в течение которого пользователь ежедневно осуществляет зарядку, может осуществляться выяснение, является ли этот временной период периодом, в течение которого осуществляется нормальная зарядка. Далее, путем определения времени, в течение которого длится период времени, в течение которого ежедневно осуществляется зарядка, становится возможным оценить тарифицируемый период времени.
При использовании небольшого зарядного тока может быть замедлен процесс старения аккумуляторной батареи и продлен срок службы аккумуляторной батареи по сравнению со случаем использования нормального зарядного тока. Более того, путем использования нормального неограниченного зарядного тока в случае исключительно малой величины заряда и при несовпадении времени зарядки с ежедневным периодом времени зарядки, удается урегулировать случаи, когда времени для зарядки не достаточно, и это создает дополнительное удобство для пользователя.
Дополнительно, на экране отображается сообщение, уведомляющее о режиме зарядки и ориентировочном времени прекращения зарядки, и поэтому пользователь имеет возможность определить текущий режим зарядки и ориентировочное время прекращения зарядки. При этом можно произвести переключение режима зарядки, в случае если необходимо изменить режим зарядки. В настоящем варианте осуществления производится анализ ежедневной модели осуществления зарядки пользователем, и в случае если пользователь действует по одной и той же модели, электронное устройство 100 автоматически контролирует зарядку. Однако если пользователь отклоняется от ежедневной модели действий, например, в случае невыхода на работу, наступает случай, когда автоматический контроль не возможен. Благодаря имеющейся у пользователя возможности самому переключать режим зарядки, удается также урегулировать случаи отклонения от ежедневной практики.
2. Второй вариант осуществления
2-1. Описание процесса контроля зарядки электронного устройства
Далее приведено описание процесса контроля зарядки электронного устройства 200 в соответствии со вторым вариантом осуществления со ссылкой на Фиг.6 и Фиг.7 в сравнении с Фиг.2. На Фиг.6 приведена пояснительная схема, иллюстрирующая способ зарядки электронного устройства 200 в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Далее, на Фиг.7 приведена пояснительная схема, иллюстрирующая особый случай поведения способа зарядки электронного устройства 200 в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
Сначала, глядя на Фиг.2, можно видеть, что пользователь ежедневно использует энергию только от Q1 до Qmax. Хотя на Фиг.2 показаны данные только за короткий период времени, более точные значения могут быть получены путем сбора статистики за больший период времени аналогичным способом.
Аккумуляторная батарея быстро стареет при повторении циклов зарядка-разрядка в состоянии заряда, близком к полному. Поэтому, обычно более желательно для характеристик аккумуляторной батареи, чтобы аккумуляторная батарея не заряжалась до максимальной зарядной емкости. Соответственно, электронное устройство 200 в соответствии с настоящим вариантом осуществления собирает статистику о количестве энергии, которую пользователь использует каждый день, и может ограничивать зарядную емкость.
Ссылаясь на Фиг.1, зарядная емкость аккумуляторной батареи, заряженной до максимальной зарядной емкости Qmax в момент времени t0, ограничена диапазоном, который достаточен, чтобы выдать такое количество энергии, которое потребляется каждый день. Т.е. зарядная емкость ограничена уровнем Q4. Соответственно, так как аккумуляторная батарея не подвергается циклам зарядки-разрядки в диапазоне величин заряда от Q4 до Qmax, т.е. в состоянии, близком к полному заряду, становится возможным замедлить старение аккумуляторной батареи.
Например, в момент времени t1, если зарядная емкость установлена на уровне Q4, вычисляется сила зарядного тока I3, которым осуществляется зарядка от Q3 до Q4 в период времени между t1 и t3.
Однако, если, например, требуется количество энергии, превышающее ежедневные потребности, желательно, чтобы зарядка осуществлялась до максимальной зарядной емкости. Для того чтобы учитывать такие случаи, при обнаружении тенденции разрядки, отличающейся от ежедневной тенденции разрядки в настоящем варианте осуществления, электронное устройство 200 автоматически возвращает зарядную емкость на максимальный уровень. Ссылаясь на пример, приведенный на Фиг.7, разрядка, большая, чем обычно, происходит в интервале времени между t3 и t7. В этом случае предположим, что зарядка началась в момент времени t7, отличающийся от обычного. До этого момента зарядная емкость была ограничена величиной Q4. Однако, в связи с тем, что выявлено время зарядки, отличающееся от ежедневного, и тенденция разрядки, отличающаяся от ежедневной, электронное устройство 200 осуществляет зарядку до максимальной зарядной емкости Qmax.
2-2. Конфигурация электронного устройства
Далее со ссылкой на Фиг.8 описана конфигурация электронного устройства 200 для осуществления контроля зарядки в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. На Фиг.8 представлена блок-схема, показывающая конфигурацию электронного устройства в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения.
Электронное устройство 200 в своей основе включает в себя секцию 202 хранения, выходную секцию 204, входную секцию 206, секцию 208 сбора временной информации, секцию 210 определения способности зарядки, измерительную секцию 212, аккумуляторную батарею 214, зарядную секцию 216 и секцию 218 контроля. Следует иметь в виду, что в описании конфигурации электронного устройства в соответствии с настоящим вариантом осуществления опущено описание элементов, аналогичных элементам первого варианта осуществления, и основной упор сделан на описании секции, где конфигурация отличается.
Секция 202 хранения хранит информацию 2024 об истории разрядки. Информация 2024 об истории разрядки формируется секцией 2181 создания информации об истории разрядки, которая описана ниже, и хранится в секции 202 хранения.
Секция 218 контроля, в свою очередь, включает в себя секцию 2181 создания информации об истории разрядки и секцию 2183 установки зарядной емкости.
Секция 2181 создания информации об истории разрядки инициирует измерение количества энергии, потребляемой пользователем каждый день, и создает информацию об истории разрядки. Например, секция 2181 создания информации об истории разрядки побуждает измерительную секцию 212 измерять величины заряда в конце времени зарядки и в начале времени зарядки. Затем секция 2181 создания информации об истории разрядки вычисляет величину разрядки, используя величины заряда. При получении уведомления о состоянии от секции 210 определения способности зарядки, секция 2181 создания информации об истории разрядки может побудить измерительную секцию 212 измерить величину заряда и может создать информацию об истории разрядки, основываясь на измеренной величине заряда. Например, величина заряда в момент начала зарядки вычитается из величины заряда в конце времени предыдущего цикла зарядки, и разность между величиной заряда в конце предыдущего цикла зарядки и величиной заряда в момент начала зарядки сохраняется как величина разрядки. Далее, может сохраняться среднее значение величины разрядки. Более того, секция 2181 создания информации об истории разрядки может, например, измерять величины разрядки через фиксированные интервалы времени (например, через 500 мсек) и сохранять усредненные за каждый час значения в качестве информации об истории разрядки.
Секция 2183 установки зарядной емкости устанавливает ограниченную зарядную емкость аккумуляторной батареи 214, уровень которой определяется исходя из информации об истории разрядки. В случае, когда установлена ограниченная зарядная емкость, секция 218 контроля прекращает зарядку, как только величина заряда аккумуляторной батареи 214 достигнет ограниченной зарядной емкости. Далее, исходя из данных о величине заряда, полученных от измерительной секции, и информации об истории разрядки в случае, когда величина разрядки равна или больше чем заранее установленный порог, секция 2183 установки зарядной емкости может установить зарядную емкость на максимальное значение.
2-3. Функционирование электронного устройства
Далее описано функционирование электронного устройства 200 со ссылкой на Фиг.9. На Фиг.9 представлена блок-схема последовательности операций зарядки, выполняемых электронным устройством в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения.
На Фиг.9 в качестве исходного условия сделано предположение, что зарядная емкость уже установлена на ограниченном уровне исходя из информации об истории разрядки.
Секция 218 контроля определяет начало процесса зарядки по полученному от секции 210 определения способности зарядки сигналу уведомления о состоянии. Затем секция 2184 определения режима зарядки выдает команды секции 208 сбора временной информации и измерительной секции 212, тем самым обеспечивая сбор временной информации и данных о величине заряда (этап S 202). Затем секция 2184 определения режима зарядки определяет, соответствует ли это ежедневному периоду времени зарядки (этап S 204).
Здесь, если время начала зарядки соответствует ежедневному периоду зарядки, то секция 2184 определения режима зарядки выбирает медленный режим зарядки. Далее секция 2186 оценки тарифицируемого времени оценивает тарифицируемое время (этап S 206). Затем секция 2188 установки зарядного тока вычисляет ограниченный зарядный ток и устанавливает ограниченный зарядный ток в зарядной секции 216, используя ориентировочное тарифицируемое время и данные о величине заряда, полученные на этапе S 202 (этап S 208).
Зарядная секция 216 начинает медленную зарядку установленным ограниченным зарядным током (этап S 210). Затем секция 218 контроля определяет, достигла ли величина заряда аккумуляторной батареи 214 ограниченной зарядной емкости, которая была установлена заранее в секции 2183 установки зарядной емкости (этап S 212). Затем секция контроля повторяет этап S 210 и этап S 212 до тех пор, пока аккумуляторная батарея 214 не достигнет ограниченной зарядной емкости. Когда величина заряда достигнет ограниченной зарядной емкости, секция 218 контроля выдает команду на прекращение зарядки.
Заметьте, что содержание этапов S 206 - S 210 соответствует содержанию этапов S 106-S 110 первого варианта осуществления, соответственно.
С другой стороны, если секция 2184 определения режима зарядки определит на этапе S 206, что это не соответствует ежедневному периоду времени зарядки, то секция 2184 определения режима зарядки выбирает нормальный режим зарядки. Затем секция 2183 установки зарядной емкости определяет, соответствует ли это ежедневной тенденции разрядки, основываясь на полученных данных о величине заряда (этап S 214). Здесь, на этапе S 214, в случае если это соответствует ежедневной тенденции разрядки, то секция 2183 не делает ничего. Соответственно, зарядная емкость остается установленной на уровне ограниченной зарядной емкости (этап S 218).
С другой стороны, на этапе S 214, в случае если это не соответствует ежедневной тенденции разрядки, т.е. в случае, при котором разрядка осуществляется чаще, чем раз в день, то секция 2183 установки зарядной емкости устанавливает зарядную емкость на максимальный уровень. Затем осуществляется зарядка в нормальном режиме (этап S 220), и зарядка продолжается до достижения максимальной зарядной емкости (этап S 222).
Заметьте, что здесь при выполнении нормальной зарядки на этапах S 216 и S 220 добавлен этап, на котором секция 2188 установки зарядного тока устанавливает нормальный зарядный ток в зарядной секции 216.
2-4. Примеры полезных эффектов
При использовании вышеупомянутого электронного устройства 200 в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения можно достичь следующих полезных эффектов в дополнение к тем, что описаны в первом варианте осуществления.
Старение аккумуляторной батареи, вызываемое зарядным током, может быть замедлено, и дополнительно может быть также замедлено старение аккумуляторной батареи, вызываемое повторяющимися циклами зарядки-разрядки при практически максимальной зарядной емкости. К тому же, чтобы быть готовым к непредвиденной ситуации, может быть принято решение о временном увеличении зарядной емкости, и, идя на этот шаг, можно использовать информацию об истории зарядки. При использовании информации об истории зарядки в случае, когда зарядка начата в период ежедневного осуществления зарядки, секция контроля способна осуществлять управление таким образом, чтобы зарядка осуществлялась до достижения ограниченной зарядной емкости, даже если глубина разрядки велика.
3. Третий вариант осуществления
В описанных выше первом и втором вариантах осуществления было описано электронное устройство, которое контролирует зарядку аккумуляторной батареи, встроенной в электронное устройство. В третьем варианте осуществления описание будет сделано на примере, когда аккумуляторная батарея не встроена в устройство, осуществляющее контроль процесса зарядки. Обратите внимание, что в приведенном ниже описании электронное устройство 400 отличается от второго варианта осуществления только тем, что управление процессом зарядки, осуществляемое секцией контроля, находящейся внутри электронного устройства 400, заменено на управление процессом зарядки, осуществляемое устройством 500 контроля зарядки, находящимся вне электронного устройства 400 и соединенным с ним через секцию 420 интерфейса. Далее в основном будут описаны только различия.
3-1. Описание устройства контроля зарядки
Ссылаясь на Фиг.11, устройство 500 контроля зарядки в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения предназначено для контроля зарядки аккумуляторной батареи, встроенной в электронное устройство 400. Электронное устройство 400 заряжает встроенную аккумуляторную батарею энергией, получаемой от внешнего источника 50 питания, под управлением устройства 500 контроля зарядки. В этом случае устройство 500 контроля зарядки может осуществлять управление зарядкой аккумуляторных батарей, встроенных в одно или несколько электронных устройств 400.
Далее, ссылаясь на Фиг.12, устройство 500 контроля зарядки соединено с электронным устройством 400 через секцию 520 интерфейса и управляет зарядкой аккумуляторной батареи 414, встроенной в электронное устройство 400. Устройство 500 контроля зарядки получает информацию о зарядке и разрядке аккумуляторной батареи 414 от электронного устройства 400 и определяет период времени зарядки и зарядный ток аккумуляторной батареи 414 исходя из полученной информации. Далее описана конфигурация, реализующая такую функцию.
3-2. Конфигурация устройства контроля зарядки
Устройство 500 контроля зарядки представляет собой устройство, предназначенное для управления зарядкой аккумуляторной батареи 414, встроенной в электронное устройство 400. Устройство 500 контроля зарядки в своей основе включает в себя секцию 518 контроля и секцию 520 интерфейса.
Секция 518 контроля
Секция 518 контроля предназначена для управления всей деятельностью устройства 500 контроля зарядки. Например, секция 518 контроля реализована в виде центрального процессора или ему подобного устройства. Секция 518 контроля выполняет функции секции 5181 сбора информации, секции 5183 установки зарядной емкости, секции 5184 определения режима зарядки, секции 5186 определения периода времени зарядки и секции 5188 установки зарядного тока, а также функции секции контроля, осуществляющей управление всей работой каждой из этих функций.
Секции 5181 сбора информации
Секция 5181 сбора информации предназначена для сбора информации, необходимой для управления зарядкой аккумуляторной батареи 414, т.е. информации о зарядке и разрядке аккумуляторной батареи 414. Секция 5181 сбора информации может получать информацию о зарядке и разрядке, содержащую информацию 4022 об истории зарядки, от электронного устройства 400. Кроме того, секция 5181 сбора информации может получать не только информацию о зарядке и разрядке определенной аккумуляторной батареи 414, но также информацию от другого электронного устройства 400 или различных видов устройств в сети. Здесь «информация о зарядке и разрядке аккумуляторной батареи», которую получает секция 5181 сбора информации, может включать в себя историческую информацию о зарядке и разрядке аккумуляторной батареи, информацию о величине заряда аккумуляторной батареи или плановую информацию о зарядке и разрядке аккумуляторной батареи. Например, если электронным устройством 400 является электрическое транспортное средство, информация о плане выездов, хранящаяся на ПК пользователя, может являться информацией о зарядке и разрядке. Т.е. информация о зарядке и разрядке аккумуляторной батареи может включать в себя информацию о графике использования электронного устройства, приводимого в движение от аккумуляторной батареи.
Далее, секция 5181 сбора информации может собирать информацию об источнике питания, используемом для питания аккумуляторной батареи. Например, информацией об источнике питания, используемом для зарядки аккумуляторной батареи, может быть информация о приоритетном временном интервале, преимущественно используемом для зарядки аккумуляторной батареи. В Японии тариф на электроэнергию в ночное время ниже, чем в дневное время. Соответственно, при установке ночного времени в качестве приоритетного времени зарядки, зарядка может осуществляться по более низким тарифам. Далее, в случае если имеется несколько различных источников питания, секция 5181 сбора информации может собирать информацию об их видах и информацию о количестве энергии, производимой ими. Например, в последние годы широкое распространение получили станции производства энергии из энергии солнца, и может собираться информация о количестве энергии, производимой солнечной генераторной станцией.
Секция 5183 установки зарядной емкости
Секция 5183 установки зарядной емкости предназначена для оценки величины разрядки, до которой аккумуляторная батарея 414 затем заряжается исходя из информации, собираемой секцией 5181 сбора информации, и для установки ограниченной зарядной емкости, которая ограничена в соответствии с оцененной величиной разрядки. В случае, когда установлена ограниченная зарядная емкость, секция 518 контроля прекращает процесс зарядки, когда величина заряда аккумуляторной батареи 414 достигает ограниченной зарядной емкости.
Секция 5184 определения режима зарядки
В момент начала зарядки секция 5184 определения режима зарядки должна определить, какой из режимов зарядки должен использоваться: нормальный режим зарядки с использованием заранее заданного нормального зарядного тока, или медленный режим зарядки с использованием вычисленного ограниченного зарядного тока. Режим зарядки выбирается исходя либо из величины заряда аккумуляторной батареи 414, либо из информации 4022 об истории зарядки, либо из оперативной информации от пользователя.
Секция 5186 определения периода времени зарядки
Секция 5186 определения периода времени зарядки предназначена для определения периода времени зарядки, в течение которого аккумуляторная батарея 414 заряжается, основываясь на информации, собираемой секцией 5181 сбора информации. Секция 5186 определения периода времени зарядки, в дополнение к функции секции 1186 оценки тарифицируемого времени в соответствии с первым вариантом осуществления, имеет функцию определения периода времени в течение этого тарифицируемого времени, в течение которого действительно осуществляется зарядка. Т.е., секция 5186 определения периода времени зарядки выявляет период времени зарядки в пределах периода времени, когда аккумуляторная батарея 414 и зарядная секция 416 соединены друг с другом, период времени оценивается исходя из информации об истории зарядки. В частности, в случае если имеется несколько аккумуляторных батарей 414, зарядка которых должна контролироваться устройством 500 контроля, имеет место случай, при котором нежелательно использовать все тарифицируемое время для зарядки определенной аккумуляторной батареи 414. Соответственно, секция 5186 определения периода времени зарядки может определить период времени зарядки из тарифицируемого времени. В этом случае секция 5186 определения периода времени зарядки может определить период времени зарядки каждой аккумуляторной батареи 414 исходя из информации о зарядке и разрядке каждой из нескольких аккумуляторных батарей 414. В качестве альтернативы, секция 5186 определения периода времени зарядки может определять период времени зарядки исходя из информации об источнике энергии, от которого должна заряжаться аккумуляторная батарея 414. Например, в случае, когда вышеупомянутые ночные цены на электроэнергию ниже, чем цены в дневное время, секция 5186 определения периода времени. зарядки может устанавливать в качестве периода зарядки, наряду с тарифицируемым временем, предпочтительный временной период, в течение которого действует ночной тариф на электроэнергию.
Секция 5188 установки зарядного тока
Секция 5188 установки зарядного тока предназначена для установки в зарядной секции 416 зарядного тока, которым заряжается аккумуляторная батарея 414. Секция 5188 установки зарядного тока может устанавливать зарядный ток в зарядной секции 416 либо непосредственно, либо путем передачи сообщения, которое побуждает секцию 418 контроля электронного устройства 400 установить зарядный ток. Секция 5188 установки зарядного тока вычисляет ограниченный зарядный ток, которым осуществляется зарядка до достижения зарядной емкости в течение периода времени зарядки, определяемого секцией 5186 определения тарифицируемого периода времени, и устанавливает этот ограниченный зарядный ток в зарядной секции 416 в качестве зарядного тока, которым заряжается аккумуляторная батарея 414. В случае, когда устройство 500 контроля зарядки контролирует зарядку нескольких аккумуляторных батарей 414, секция 5188 установки зарядного тока может установить ограниченный зарядный ток таким образом, что суммарный зарядный ток нескольких аккумуляторных батарей становится более гладким. Далее, секция 5188 установки зарядного тока может установить зарядный ток, основываясь на информации об источнике энергии, от которого заряжается аккумуляторная батарея 414.
Секция 520 интерфейса
Секция 520 интерфейса является интерфейсом для подключения устройства 500 контроля зарядки к внешнему устройству. Например, секции 520 интерфейса может быть интерфейсом, предназначенным для подключения к секции 420 интерфейса электронного устройства 400 с помощью кабеля. Альтернативно секция 520 интерфейса может быть проводным или беспроводным связным интерфейсом для осуществления связи с внешним устройством.
3-3. Примеры полезных эффектов
Когда устройство 500 контроля зарядки в соответствии с третьим вариантом осуществления, описанное выше, подключено к нескольким электронным устройствам 400, каждое из которых имеет свою аккумуляторную батарею 414, устройство 500 контроля зарядки может контролировать зарядку каждой аккумуляторной батареи 414. В этом случае, контроль зарядки осуществляется исходя не только из информации о зарядке и разрядке каждой аккумуляторной батареи 414, но и основываясь на информации о зарядке и разрядке других устройств.
4. Четвертый вариант осуществления
Далее, со ссылкой на Фиг.13 и Фиг.14 описано устройство 600 контроля зарядки в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения.
4-1. Общее описание устройства контроля зарядки
Ссылаясь на Фиг.13, устройство 600 контроля зарядки подсоединено к одной или нескольким аккумуляторным батареям 614 и предназначено для контроля зарядки аккумуляторной батареи 614 энергией, получаемой от внешнего источника 50 питания.
4-2. Конфигурация устройства контроля зарядки
Ссылаясь на Фиг.14, устройство 600 контроля зарядки в своей основе включает в себя секцию 602 хранения, выходную секцию 604, оперативную секцию 606, секцию 608 сбора временной информации, измерительную секцию 612, соединительную секцию 622, зарядную секцию 616, секцию 618 контроля и секцию 620 интерфейса.
Из указанных выше секций детальное описание секции 602 хранения, выходной секции 604, оперативной секции 606, секции 608 сбора временной информации, измерительной секции 612, зарядной секции 616 будет опущено, так как они имеют такие же функции, как описано в первом варианте осуществления. Далее, что касается каждой из функций секции 618 контроля, которые совпадают с функциями секции 518 контроля третьего варианта осуществления, подробное описание также будет опущено. Ниже будут описаны только различия.
Соединительная секция 622
Соединительная секция 622 предназначена для соединения аккумуляторной батареи 614 с устройством 600 контроля. Соединительная секция 622 играет роль терминала, который электрически соединяет аккумуляторную батарею 614 с устройством 600 контроля.
Измерительная секция 612 может измерять величину заряда, которая представляет собой количество энергии, которой заряжена аккумуляторная батарея 614, через соединительную секцию 622. Далее, зарядная секция 616 может заряжать аккумуляторную батарею 614 энергией, поступающей от внешнего источника 50 энергии через соединительную секцию 622.
Секция 6181 сбора информации
Секция 6181 сбора информации предназначена для сбора информации для осуществления контроля зарядки аккумуляторной батареи 614. Секция 6181 сбора информации может собирать информацию о процессах внутри устройства 600 контроля, или о процессах вне устройства 600 контроля, поступающую через секцию 620 интерфейса. Характерными примерами информации, собираемой секцией 6181 сбора информации, являются такие, как фрагменты информации, собираемые секцией 5181 сбора информации, описанной в третьем варианте осуществления.
4-3. Примеры применений
Далее описаны характерные примеры осуществления контроля зарядки с помощью устройства 600 контроля зарядки со ссылкой на Фиг.15 и Фиг.16. На Фиг.15 представлена пояснительная схема, показывающая пример информации, используемой для контроля зарядки в случае, когда аккумуляторная батарея используется для приведения в движение электрического транспортного средства.
В верхней части Фиг.15 показана водительская история электрического транспортного средства в период с 1 по 8 марта в отношении силы разрядного тока и времени. Обратите внимание, что водительская история транспортного средства показана здесь на примере разрядного тока, но не ограничивается этим. Например, может быть использована информация о величине пробега. Далее, в нижней части Фиг.15 показана информация о подключении и отключении источника питания к транспортному средству.
Используя данные, характеризующиеся какой-либо тенденцией в информации об истории разрядки, например период времени, в течение которого подсоединен источник питания, водительскую историю транспортного средства и т.п., секция 618 контроля может осуществлять контроль посредством секции 6183 установки зарядной емкости, устанавливая зарядную емкость на таком уровне, что старение батареи замедляется. Например, в результате непрерывного сбора информации, показанной на Фиг.15, в случае если выявлена тенденция, что пользователь электрического транспортного средства ежедневно с понедельника по среду проезжает около 10 км, а в четверг и в пятницу не использует электрическое транспортное средство, контроль может осуществляться с понедельника по среду таким образом, что зарядка будет осуществляться только до достижения зарядной емкости, достаточной для обеспечения проезда около 10 км. Что касается четверга и пятницы, то ввиду того, что по этим дням электрическое транспортное средство не используется, контроль в этот период может осуществляться таким образом, чтобы зарядка преимущественно производилась в периоды, когда действует ночной тариф, или используя энергию, произведенную из солнечной энергии.
Далее, в случае если можно ожидать, что в выходные будет осуществляться дальняя поездка, например, если из информации о водительской истории электрического транспортного средства видно, что по субботам обычно часто совершаются поездки на дальние расстояния, или если информация, свидетельствующая о дальних поездках получена от планировщика ПК или навигационного устройства пользователя, секция 618 контроля может осуществить контроль таким образом, что зарядка будет произведена до достижения полной зарядной емкости. В качестве альтернативы, такие действия могут быть выполнены по команде пользователя. Далее, в случае если можно ожидать, что в выходные будет осуществляться дальняя поездка, и в случае если электрическое транспортное средство не подсоединено к источнику питания, секция 618 контроля может выдать предупреждение пользователю. Могут использоваться следующие способы предупреждения: подача звукового сигнала, отображение сообщения на экране или отправка сообщения на электронный адрес зарегистрированного пользователя.
Далее, такой контроль зарядки может быть применен также при зарядке бытовой аккумуляторной батареи, вспомогательной аккумуляторной батареи и т.п., которые используются в интеллектуальных энергосистемах. Устройство 600 контроля зарядки может определять зарядный ток и время зарядки любой аккумуляторной батареи, основываясь на информации о зарядке и разрядке батареи. Кроме того, устройство 600 контроля зарядки вычисляет количество энергии, которое должно быть аккумулировано в каждой бытовой аккумуляторной батарее и вспомогательной аккумуляторной батарее, основываясь на исторической информации о потребляемом количестве энергии от бытовой батареи и вспомогательной батареи, таким образом обеспечивая эффективную зарядку с меньшей нагрузкой на батареи.
Например, при зарядке трех батарей А, В и С, устройство 600 контроля зарядки обобщает профили соответствующих батарей и может осуществлять контроль таким образом, что зарядка соответствующих батарей распределяется по времени и потребление энергии от линии электропередачи сглаживается. В состоянии, в котором ожидается, что разрядка батарей А, В и С будет происходить, как показано на графиках (а), (b) и (с) на Фиг.16, секция 618 контроля может установить временные периоды зарядки соответствующих батарей, как показано на Фиг.16. В этом случае секция 6186 определения периода времени зарядки секции 618 контроля завершает зарядку до момента начала разрядки каждой из батарей и может установить период времени зарядки таким образом, что процессы зарядки соответствующих батарей оказываются распределенными, т.е., на примере, приведенном на Фиг.16, таким образом, что периоды зарядки всех трех батарей А, В и С не перекрываются.
Например, в случае использования на заводе нескольких роботов со вспомогательными батареями, устройство 600 контроля зарядки может создать профиль из состояния использования и частоты использования каждого робота и может осуществлять контроль таким образом, что зарядка будет улучшать ситуацию с использованием. В то же время, для того чтобы сделать нагрузку на вспомогательную батарею равномерной в условиях, когда работа определенных устройств перекрывается по времени друг с другом, можно ввести информационную обратную связь от вспомогательной батареи, чтобы работа соответствующих устройств не перекрывалась, т.е. разнести работу устройств по времени.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения описаны выше со ссылкой на соответствующие чертежи и, в то же время, конечно, не ограничиваются приведенными примерами. Специалист в данной области техники может найти различные альтернативные варианты и модификации в рамках объема прилагаемой формулы изобретения, и следует понимать, что они, естественно, попадают в рамки технического объема настоящего изобретения.
Например, в описанных выше вариантах, при которых момент начала зарядки соответствует ежедневному периоду времени зарядки, всегда используется медленный режим зарядки, но настоящее изобретение не ограничивается этим. Например, даже если момент начала зарядки соответствует ежедневному периоду времени зарядки, в случае если тарифицируемое время мало, и ограниченный зарядный ток получается больше, чем нормальный зарядный ток, то может осуществляться нормальный режим зарядки.
Далее, например, в вариантах осуществления, описанных выше, оценка тарифицируемого времени осуществляется на основе информации об истории зарядки, но не ограничивается этим. Например, в случае если электронное устройство имеет функцию выдачи сигнала тревоги, то время выдачи сигнала тревоги может быть использовано в дополнение к информации об истории зарядки. Например, время выдачи сигнала тревоги может быть использовано для оценки окончания тарифицируемого времени.
Далее, например, в описанных выше вариантах осуществления сообщение, уведомляющее о режиме зарядки и ориентировочном времени окончания зарядки, отображается на экране, и переключение режима зарядки может быть выполнено путем щелчка кнопкой мыши по данному сообщению, но не ограничивается этим. Например, пользователь может быть уведомлен об изменении режима зарядки путем переключения индикации батареи между нормальным режимом зарядки и медленным режимом зарядки. Более того, уведомление о режиме зарядки не ограничивается экранным дисплеем, но может выполняться с помощью светоизлучающего прибора, такого как светодиод. Что же касается переключения режима зарядки, то может устанавливаться специальная кнопка или вводиться меню переключения в меню настроек.
Далее, например, во втором варианте осуществления, описанном выше, для простоты пояснения опущена обратная связь с алгоритмом вычисления тарифицируемого времени, однако она, безусловно, применима ко второму варианту осуществления.
Далее, во втором варианте осуществления в случае несоответствия ежедневному периоду времени зарядки, а также и в случае отклонения от ежедневной тенденции разрядки, зарядная емкость устанавливается на максимальную зарядную емкость, но настоящее изобретение не ограничивается этим. Например, даже если это ежедневный период времени зарядки, в случае отклонения от ежедневной тенденции разрядки зарядная емкость может быть установлена на максимальную зарядную емкость. Более того, это не обязательно должна быть максимальная зарядная емкость, до которой увеличивают зарядную емкость, главное, чтобы ее было достаточно для использования электронного устройства.
Далее, в описанных выше вариантах осуществления осуществляется оценка длительности подключения к внешнему источнику питания, но оценка может осуществляться путем сбора статистики о длительности подключения к подставке для подзарядки. Дополнительно может рассматриваться следующий вариант применения: оценка осуществляется путем сбора статистики о периоде времени использования пользователем, и в случае выполнения приложений, требующих высокой скорости обработки, таких как сканирование на предмет выявления вирусов или дефрагментация, они выполняются в периоды, не используемые пользователем.
Кроме того, в описанных вариантах осуществления алгоритм создания информации об истории зарядки использует уравнение 1, но не ограничивается этим. Например, можно использовать различные алгоритмы, такие как, например, способ вычисления, использующий стандартное отклонение.
Далее в описанных вариантах осуществления показан пример способа сбора истории зарядки каждый час, но варианты осуществления не ограничиваются этим. Например, сбор может осуществляться каждые 10 минут или каждые 30 минут и быть спроектирован соответственно этому.
Обратите внимание, что в настоящем описании этапы блок-схемы последовательности операций могут, конечно, выполняться в хронологической последовательности в соответствии с установленным порядком, но не обязательно должны выполняться в хронологической последовательности и могут выполняться индивидуально или параллельно. Нет нужды напоминать, что в случае выполнения этапов в хронологической последовательности, порядок следования этапов может быть изменен в зависимости от обстоятельств.
Перечень ссылочных позиций
100
Электронное устройство
102, 202
Секция хранения
104, 204
Выходная секция
106, 206
Входная секция
108, 208
Секция сбора временной информации
110, 210
Секция определения зарядной способности
112, 212
Измерительная секция
114, 214
Аккумуляторная батарея
116, 216
Зарядная секция
118, 218
Секция контроля
1182, 2182
Секция создания информации об истории зарядки
1184, 2184
Секция определения режима зарядки
1186, 2186
Секция определения тарифицируемого времени
1188, 2188
Секция установки зарядного тока
2181
Секция создания информации об истории разрядки
2183
Секция установки зарядной емкости.