专利名称：用于便携式电源的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明总地来说涉及便携式电源，并且更具体地涉及电荷消耗感应与相应的指示。
背景技术：
各种装置全部或部分地依赖于便携式电源，诸如一个或多个电池。在许多情况下，这些便携式电源是可重新充电的；也就是，在一些操作完整性的合理边界内，给定的便携式电源可被重新充电至等于或近似等于以前的充电水平。
一项现有技术方法使用单纯的重新充电过程对便携式电源进行重新充电，而不管便携式电源已经放电了多少。例如，一些重新充电过程使用所谓的常电流，常电压两段法，该方法使用相同的操作参数，而基本上不考虑便携式电源实际已经被全部或部分放电。
但是，已知在一方面的便携式电源的放电深度与另一方面的总寿命循环间存在重要的关系。上面提供的单片集成电路法实际上忽略了此关系并且提供单纯的充电解决方案，该解决方案常常不允许可提供改善的寿命循环性能的任何动态调整。
一项现有技术方法通过在电池重新充电期间使用不同的充电电压和/或不同的电流截止值试图完善此解决方案。例如，可在第一时间段期间利用第一充电电压重复对电池进行充电，然后在第二时间段期间利用第二充电电压重复对电池进行充电。通过建立第一与第二充电电压差，至少在某些操作环境下，人们期望利用该第二充电电压以与使用第一充电电压时不同(希望更好)的速率降低电池容量。
尽管在一些操作环境中这种方法提供可能的优势，但在其它方面不能满足某些用户的需求。例如，利用此方法，该电池将常常在充电过程后仅被部分地充电。只要用户不需要全部的容量性能，这种方法是可以接受的。然而，当用户出于任何原因需要电池的全部容量时，此方法很差地服务用户的要求。
通过提供用于下面详细说明的便携式电源的方法与装置，特别地是当结合附图进行研究时，可至少部分地满足上面的需要，在附图中图1包括根据本发明各种实施例的框图描述；图2包括根据本发明各种实施例的流程图；图3包括根据本发明各种实施例的详细流程图；图4至7包括说明性的视觉指示符的视图，该视觉指示符对应于是否应对给定便携式电源进行重新充电。
技术人员将明白，图中的元件仅出于简明的目的而说明，并不一定按比例绘制。例如，图中一些元件的尺度相对于其它元件可能夸大，以有助于提高对于本发明各种实施例的理解。另外，通常并未示出在商业可行的实施例中有用或者必要的常见或容易理解的元件，以免混淆本发明各种实施例的视图。
具体实施例方式
遵照这些各种实施例，具有便携式电源的装置通常来讲包括第一电荷消耗门限值和第二电荷消耗门限值，其中后者代表便携式电源的电荷消耗水平，其小于对应于第一电荷消耗门限值的电荷消耗水平。遵照一个实施例，这两个电荷消耗门限值可为预定的或是固定的。遵照另一实施例，至少第二电荷消耗门限值可至少在部分上作为该装置的电荷消耗历史水平的函数确定或者修改。然后将所选的电荷消耗门限值用于确定何时向该装置的用户提供表明该便携式电源应该被重新充电的信息。
由于如此配置，给定用户可被通知现在对给定便携式电源进行重新充电，尽管给定电源实际上还保存有储备电荷。具体地，当可以确定给定用户往往在电源消耗至例如约20％的储备电荷时对他们的电源进行重新充电时，第二电荷消耗门限值可用于表示此容量水平。此第二消耗门限值又可用于标记何时应当通知用户现在对电源进行重新充电。这允许现有技术的充电策略的优势，同时还通常确保电池一旦被充电，就将被充分完全充电。这又确保当以及如果用户需要电源的全部潜在的储备容量时，用户可利用该储备能量。
现在参考附图，并且具体地参考图1，一种说明性装置可包括便携式电源11，该电源用于向装置10的至少一些其它(示出的和未示出的)部件供电。该便携式电源11可包括一个或多个电池或电池单元，并可由任何合适的材料构成或者采用目前所知或将来开发的任何合适技术。这包括但不限于镍镉电池、密封铅酸电池、镍金属氢电池、锂离子电池以及锂聚合物电池，仅列举一些。通常，这样的便携式电池将优选地包括可重新充电平台，以更可能地获得这些方法的全部益处。
这样的装置10通常还包括控制器12。该控制器12将操作地耦合至便携式电源11，以允许后者对前者(至少部分地)供电。根据应用的需要，这样的控制器12可用于实现一种或多种功能或能力，以支持或实现装置本身的目的和意图。例如，如果装置包括蜂窝电话手持设备，则控制器12还可根据公知的现有技术来控制通信信令、功率管理、用户接口等等。
在优选实施例中，这样的控制器12还可用于辅助符合这些教导的某些动作。例如，可通过适当的编程等来容易地配置控制器12，以检测便携式电源的重新充电，当检测到这样的重新充电时确定便携式电源的当前消耗水平，并且便于使用确定的消耗水平来提供第二电荷消耗门限值，如上所述。当然，如果希望的话，可通过单独的部件提供这种功能并且/或者这种功能可分布于多个实现平台上。这样的结构选择和选项在本领域中很好理解，并且由于简明和目标集中的原因，此处不提供进一步的细节。
在优选实施例中，装置10还将包括存储器13。此存储器可包括离散的实体，如同图示所建议的那样，或者可包括另一部件的集成部分，例如控制器12。此外，可以理解，这种存储器13可由多个单独的离散存储器单元构成(以借此实现分布式存储器结构)并且/或者相对于装置10本身以部分或者完全远程的方式实现。再一次地，这种结构选项在本领域中很好理解，并且应当理解，这样的选项通常都与这些教导兼容。
在优选实施例中，装置10将包括至少第一和第二电荷消耗门限值，其中与第一电荷消耗门限值比较，后者对应于降低的电荷消耗量(即较小的消耗)。这样的电荷消耗门限值可存储在(例如)存储器13中。如下更详细的说明，当实现根据本发明的各种实施例时，这样的电荷消耗门限值可由例如控制器12访问并使用。遵照一个实施例，装置10可自动地选择使用哪一个电荷消耗门限值。作为对这种方法的替代，或者作为对它的补充，装置10还可以可选地包括选择器14。该选择器可用于允许用户具体地选择使用多个电荷消耗门限值中特定的一个。这样的选择器14可呈现为任何适当的用户接口形式，包括但不限于物理开关和其它可进行确定的机构、触摸屏、语音应答系统等等。
这种装置10还可以可选地包括显示器15(再一次地，该显示器可由任何已知的或者以后开发的显示技术构成，包括但不限于阴极射线管显示器、液晶显示器和其它象素化显示器平台、等离子显示器、投影显示器等等)。例如，这种显示器15可绘制对应于目前由装置10使用的任一电荷消耗门限值(和/或对应的放电监视技术)并且/或者标识可供装置10使用的候选电荷消耗门限值或方法的标记。例如如下所示，显示器15可提供对应于与第一电荷消耗门限值相比较的便携式电源11的电荷消耗水平的第一用户感知视觉标识符以及对应于与第二电荷消耗门限值相比较的电荷消耗水平的第二用户感知视觉标识符。
由于如此配置，这种装置10可以多种方式支持此处阐明的方法。例如在学习操作模式期间，这种装置10可检测便携式电源11何时由充电器16重新充电，并且当检测到这种事件时确定便携式电源11的相应的当前消耗水平。该消耗水平信息然后可用于提供相应的电荷耗尽消耗门限值或者另外影响相应的电荷消耗门限值的提供。这允许应用动态确定的和行为影响的门限值，这些门限值是给定用户如何对于装置10使用重新充电循环行为的表示。在正常操作期间，这种装置10可使用各种电荷消耗门限值向用户提供何时重新充电适于匹配用户历史(或者另外选择的)行为模式的指示。这又有助于影响便携式电源11的更长的整体寿命，同时还往往确保在充电循环完成时便携式电源11被完全充电。
现在参考图2，将讨论可有效利用这种平台10(以及其它平台)的过程20。此过程20提供第一电荷消耗门限值21和第二电荷消耗门限值22。遵照优选的方法，第二电荷消耗门限值代表对应的便携式电源的电荷消耗水平，该消耗水平低于对应于第一电荷消耗门限值的电荷消耗水平。例如，该第一电荷消耗门限值可对应于基本上完全的电荷消耗水平(例如100％的电荷消耗水平)，而第二电荷消耗门限值可对应于80％的电荷消耗水平。
遵照一个实施例，这两个电荷消耗门限值可包括静态预定值。然而遵照优选的方法，至少第二电荷消耗门限值包括从历史导出的电荷消耗门限值。也就是，可至少部分地作为所讨论的便携式电源的电荷消耗历史水平的函数提供第二电荷消耗门限值。暂时参考图3，例如，历史门限值确定过程30可以可选地包括在使用该装置确定何时向该装置的用户提供现在应该重新充电便携式电源的信息期间首先使用第一电荷消耗门限值(或者这样的其它值或者适合于给定应用的多个值)。过程30然后检测32由用户发起的重新充电事件，并且在检测到这样的重新充电时随后确定33便携式电源的对应消耗水平。然后该消耗水平可用于34提供第二电荷消耗门限值。
例如，如果过程30确定当便携式电源上的电荷消耗至30％时用户对该便携式电源进行重新充电，则选择70％的电荷消耗水平作为第二电荷消耗门限值。遵照优选实施例，过程30通过大量的重新充电事件重复其本身，以因此检测重新充电的多个实例并对于这些多次重新充电事件的至少一些确定对应的消耗水平。得到的多个确定的消耗水平然后用于提供可能与用户平均行为模式更好相关的第二电荷消耗门限值。例如，在确定第二电荷消耗门限值前可能需要五个这样的循环。在这样的实施例下，可对这五个值进行平均(以加权的方式或者不加权的方式，只要可适合于给定应用的需求)，以确定第二电荷消耗门限值。
再次参考图2，假设至少第一和第二电荷消耗门限值的可用，过程20然后确定一个这样的门限值的选择23。该选择过程可简单地包括检测用户输入(例如当对应的装置具有选择器功能时)以及使用该用户输入选择适当的对应门限值。遵照另一方法，或者在没有由用户进行的特定选择的情况下，该选择还可包括自动选择各个门限值中的特定一个。进行这种自动确定的基础可以是按照希望的。例如，特定门限值可被选择为用户身份、一天中的时间或一周中的一天、装置本身特定操作模式的检测等等中的一个或多个的函数。
作为自动选择的另一示例，过程20将第二电荷消耗门限的使用选择至少部分地基于这种第二电荷消耗门限值存在的函数。也就是，当过程20作为用户历史行为的结果得到这种门限值时，该相同的历史行为可用于使过程20选择对应的门限值。简单地说，当用户往往在电池仅(例如)约放电65％时对他们的电池进行重新充电时，那么过程20可提供对应的门限值，并且还可选择该对应的门限值，以当已经提供该门限值时供该过程使用。
当过程20选择23第一电荷消耗门限值时，那么过程20使用24该第一电荷消耗门限值，以评估(例如)何时应当通知用户重新充电包含即将到来的问题。作为一个可选而具体的示例，第一电荷消耗门限值可用于25提供对应的第一重新充电指示符(和/或目前的电荷指示)例如，暂时参考图4，可显示包括电池状图标40的第一视觉指示符，其中电池状图标40具有特定的填充色和/或图案41，其代表对应的便携式电源的当前电荷水平。例如，当图标40基本上如图4所示被颜色/图案41填充时，视觉指示符可指示便携式电源基本上被完全充电。随着电荷在使用过程中消耗，第一电荷消耗门限值可用于与当前电荷水平比较，以允许借助视觉指示符进行相应的显示。例如，如图5所示，填充色/图案41可降低至水平51，其对应于当前电荷水平与第一电荷消耗门限值比较的函数的相关水平。在图示中，降低的水平51等于约70％的电荷。并且，由于此示例中的第一电荷消耗门限值代表基本上完全的电荷消耗水平，因而该便携式电池本身目前实际上具有约70％的剩余电荷。换言之，在此实施例中，第一电荷消耗门限值用于辅助呈现代表便携式电源实际剩余电荷的剩余电荷指示。
再次参考图2，当处理器选择23第二电荷消耗门限值时(可以回想，与第一电荷消耗门限值相比较，它在优选实施例中对应于的降低的电荷消耗量)，过程20然后使用26第二电荷消耗门限值评估便携式电源的当前电荷水平。具体地，并且在优选实施例中，过程20可以可选地使用27对应于第二电荷消耗门限值的第二重新充电指示符。例如，并且暂时参考图6，可提供第二视觉指示符60表示使用第二电荷消耗门限值。
如果希望的话，第二视觉指示符60可具有与第一视觉指示符的相似性。例如如同所示，第二视觉指示符60可利用部分构成第一视觉指示符的相同的电池状图标40。然而在优选实施例中，第二视觉指示符将不同于第一视觉指示符，以允许用户辨别目前正在使用哪个电荷消耗门限值和/或电荷评估。为了使这样的差别在已经使用了类似的或相同的图标形式因子40时起作用，第二电荷消耗门限值可利用不同于第一视觉指示符的颜色/填充图案41的颜色/填充图案61。由于如此配置，用户可容易地辨别，(例如)过程何时使用标准电荷监视过程以及过程何时使用修改的电荷监视过程。
参考图7，如前，随着便携式电源的电荷水平在使用期间降低，视觉指示符将进行相应的记录。例如，如同所示，颜色/填充图案61可降低至对应的水平71。然而，当比较图5和图7中示出的说明性示例时，可以看出第二视觉指示符将便携式电源描述为比第一视觉指示符更大程度地消耗，但在此示例中，事实是这两种表示都与相同的电荷实际消耗水平相关。这种情况发生是因为第二电荷消耗门限值代表比第一电荷消耗门限值降低的电荷消耗水平并且因此实际上测量对于降低的范围的电荷的当前水平，使得第二视觉标识符按比例地显得便携式电源比实际更多地消耗。
由于如此配置，往往在用户的便携式电源通常仅消耗了，比如说约60％时，就对便携式电池进行重新充电的用户将被提供给视觉指示符，该指示符向用户提供信息指示，其代表当达到60％的消耗水平时便携式电源就需要重新充电。例如，视觉指示符的颜色/填充图案可在达到60％的放电水平时将电荷水平描绘为基本上完全被消耗。那么用户可通过用对便携式电源重新充电进行响应，以使后者返回至完全充电。这又促成了既与用户通常使用模式一致又进一步辅助提高便携式电源本身的总有效寿命的充电模式。
再次参考图2，有时用户可能不能(或者不愿意)对便携式电源进行重新充电，以响应经由过程20的这种指示。遵照可选的但是优选的实施例，过程20可进行监视，以确定28用户是否和何时消耗超过对应于第二电荷消耗门限值的便携式电源电荷水平。例如，第二电荷消耗门限值与73％的放电水平相关，但是用户可继续使用该装置，并将便携式电源放电至75％的放电水平。当这种情况发生时，过程20可自动地切换至使用不同的电荷消耗门限值。例如，当仅有第一和第二电荷消耗门限值可用时，过程20可如上所述切换至使用24第一电荷消耗门限值。当然，这可以包括切换至第一电荷消耗门限值的对应视觉指示符，同样如上所述。
由于如此配置，可以明白，装置可随着时间学习给定用户的重新充电行为。该信息可用于得到对应的门限值(或多个值)，以向该用户提供趋向于遵照并且实际上鼓励用户正常行为的重新充电建议。这又具有延长便携式电源有效寿命的潜在优势。此外，这种方法具有向用户提供完全充电的便携式电源的益处，使得如果当用户出于各种原因需要额外的电量时，这些电量是可用的。不同的视觉指示符可用于辅助用户识别正常的和替换的放电监视过程何时生效。这又可以辅助用户在视觉标识符有相反表示的情况，评估储备电荷何时可用。
在上面提供的说明性实施例中，仅提供了两个电荷消耗门限值。这有助于确保关于这些实施例的阐述的清楚性。但是读者将容易地理解，存在其它可能性，并且包含于相同的教导中。例如，可提供或者确定三个或更多的电荷消耗门限值，以适应给定装置、预期用户或者操作范例的各种需求。作为众多可用示例之一，该装置可具有预定的第一和第二电荷消耗门限值，并可适应附加的历史确定的电荷消耗门限值。例如，当没有足够的数据允许有用门限值的置信确定时，或者当历史数据包括与代表性的平均值相差超过允许的偏差程度的值时，过程可使用第二门限值代替第三门限值。
本领域的技术人员明白，在不超过本发明精神和范围的情况下，可对于上述各实施例进行各种修改、变化以及组合，并且这些修改、变化以及组合将视为处于本发明概念的范围之内。
权利要求
1.一种用于具有便携式电源的装置的方法，包括-提供第一电荷消耗门限值；-提供第二电荷消耗门限值，该第二电荷消耗门限值代表低于对应于所述第一电荷消耗门限值的电荷消耗水平的所述便携式电源的电荷消耗水平；-选择所述第一电荷消耗门限值和所述第二电荷消耗门限值中的一个，以提供选择的电荷消耗门限值；-利用所述选择的电荷消耗门限值来确定何时向所述装置的用户提供指出应当对所述便携式电源进行重新充电的信息。
2.如权利要求1所述的方法，其中提供第二电荷消耗门限值进一步包括至少部分地作为所述装置的历史消耗水平的函数来提供第二电荷消耗门限值。
3.如权利要求2所述的方法，其中，至少部分地作为所述装置的历史消耗水平的函数来提供第二电荷消耗门限值进一步包括-选择所述第一电荷消耗门限值，以当确定何时向所述设备的用户提供指出应当对所述便携式电源进行重新充电的信息时使用；-检测对所述便携式电源的重新充电；-确定所述便携式电源的消耗水平；-利用所述消耗水平以提供所述第二电荷消耗门限值。
4.如权利要求3所述的方法，其中-检测对所述便携式电源的重新充电进一步包括检测所述便携式电池的重新充电的多个实例；以及-确定所述便携式电源的消耗水平进一步包括为所述多个实例中的至少多个的每一个确定所述便携式电源的消耗水平。
5.如权利要求1所述的方法，其中选择所述第一电荷消耗门限值和所述第二电荷消耗门限值中的一个以提供选择的电荷消耗门限值进一步包括自动选择所述第一电荷消耗门限值和所述第二电荷消耗门限值中的一个以提供选择的电荷消耗门限值。
6.一种装置，包括-便携式电源；-操作耦合至所述便携式电源的电力容量检测器；-第一电荷消耗门限值；-第二电荷消耗门限值，与所述第一电荷消耗门限值比较，该第二电荷消耗门限值对应于降低的电荷消耗量。
7.如权利要求6所述的装置，其中所述第一电荷消耗门限值包括至少基本上完全的电荷消耗水平。
8.如权利要求6所述的装置，其中所述第二电荷消耗门限值包括从历史得到的电荷消耗门限值。
9.如权利要求8所述的装置，并且进一步包括用于下列步骤的装置-检测对所述便携式电源的重新充电；-当对所述便携式电源重新充电时，确定所述便携式电源的消耗水平；-利用所述消耗水平以提供所述第二电荷消耗门限值。
10.如权利要求9所述的装置，其中所述用于下列步骤的装置进一步用于确定所述便携式电源的多个消耗水平，以及用于利用所述多个消耗水平以提供所述第二电荷消耗门限值，其中每一消耗水平对应于多个重新充电事件。
全文摘要
一种具有便携式电源(11)的装置(10)可利用多个不同的电荷消耗门限值(和对应的剩余电荷指示符，在优选实施例中)确定在便携式电源(11)中剩余什么样的电荷水平。这又允许该视觉指示符提出的重新充电建议，以更好地记录和加强给定用户的普通重新充电行为。由于如此配置，可以延长便携式电源的总寿命，同时还确保当完成每一充电循环时便携式电源被完全充电。
文档编号G01R31/36GK1890671SQ200480036027
公开日2007年1月3日 申请日期2004年12月2日 优先权日2003年12月5日
发明者约瑟夫·帕蒂诺, 兰德尔·S·弗雷泽 申请人:摩托罗拉公司