CN108135268A - 电子蒸气提供系统 - Google Patents

Abstract

一种电子蒸气提供系统，其包括控制单元，该控制单元包括：电池，用于向用于产生蒸气的加热器提供电功率；以及控制器。控制器被配置为在电子蒸气提供系统的用户操作期间收集关于以下项的信息：(i)由于加热器产生蒸气的操作而导致的电池的功率消耗，以及(ii)电池的再充电。控制器被进一步配置为，维护由电子蒸气提供系统消耗的电池的功率、以及对电池再充电的时间的模型，其中根据所述收集的信息形成和/或更新所述模型。模型被进一步配置为根据模型预测在估计的下一次再充电时间之前，由电子蒸气提供系统消耗的电池的估计功率消耗是否将使电池放电至电荷阈值水平，并且如果是，响应于所述预测执行用户通知和/或缓解动作。

Description

电子蒸气提供系统

技术领域

本公开涉及一种电子蒸气提供系统，例如，电子烟，并且涉及用于该系统的控制单元。

背景技术

诸如电子烟和其他电子尼古丁递送系统的电子蒸气提供系统通常包含筒，以提供通常含有尼古丁的待蒸发液体的储存器。当用户在装置上吸气时，控制单元操作电池向加热器提供功率。这激活加热器蒸发少量液体，所述液体然后由用户吸入。

因此，该类型的电子烟通常包含两种消耗品，首先是待蒸发的液体，并且其次是电池中的功率。关于前者，一旦液体储存器已经耗尽，含有筒的装置的至少一部分可以被丢弃以允许用新的筒替换。关于后者，电子烟通常提供某种形式的电连接器以从外部充电装置接收功率，从而允许对电子烟内的电池再充电。

大多数电子烟由可再充电的锂离子电池(或电池单元)供电，所述电池可用于非常广泛的装置中，而不仅仅是电子烟。(注意，术语“电池”和“电池单元”将在本文中可互换地使用，这是因为由于电子烟内的有限空间，该种电子烟中的电池通常仅包括单个电池单元)。用于电子烟的常规锂离子电池通常具有70mAh-3500mAh的能量存储容量，这取决于装置的尺寸等。此类电池产生随着电池放电而趋于下降的电压输出，例如，从完全充电时约4.2V，在完全放电之前下降到约3.6V，即下降约14％。此外，由于给定加热电阻器R两端的功率输出为V²/R，这意味着通常会有相应的功率输出下降，使得最终操作功率输出(在3.6V的电压下)仅为初始功率输出的73％(在4.2V的电压下)。由电池提供给加热器的功率从完全充电到几乎放电的这种变化因此可以显著影响蒸发的液体量，并因此影响被用户吸入的量。

一些电子烟可试图补偿电压的损失，例如通过从电池中汲取额外的电流(诸如通过使用脉宽调制PWM)。然而，这种方法可能更快地耗尽电池，从而用户意外地和不方便地遭遇电子烟的完全放电。

发明内容

本公开在随附权利要求中进行了限定。

电子蒸气提供系统包括控制单元，所述控制单元包括用于向用于产生蒸气的加热器提供电功率的电池，以及控制器。控制器被配置为在电子蒸气提供系统的用户操作期间收集关于以下项的信息：(i)由于加热器产生蒸气的操作而导致的来自电池的功率消耗，以及(ii)电池的再充电。控制器被进一步配置为：维护由电子蒸气提供系统消耗的电池的功率、以及对电池再充电的时间的模型，其中根据所收集的信息形成或更新所述模型。模型被进一步配置为根据模型，预测在估计的下一次再充电时间之前，由电子蒸气提供系统消耗的电池的估计的功率消耗是否将使电池放电至电荷的阈值水平，并且如果是，则响应于所述预测执行用户通知和/或缓解动作。

在一些实施例中，模型可以在外部装置(诸如智能电话或服务器)上运行。

附图说明

将仅参考以下附图通过示例的方式详细地描述本发明的各种实施例。

图1是根据本公开的一些实施例的电子烟的示意性(分解)图示。

图2是根据本公开的一些实施例的图1的电子烟的主体的示意性图示。

图3是根据本公开的一些实施例的图1的电子烟的雾化器的示意性图示。

图4是根据本公开的一些实施例的图1的电子烟的某些电气部件的示意性图示。

图5是示出根据本公开的一些实施例用于记录、分析和利用使用数据的多种方法的一组流程图。

图6是根据本公开的一些实施例的使用数据的分析的部分的示例。

具体实施方式

如上所述，本公开涉及电子蒸气提供系统，诸如电子烟。贯穿以下描述使用术语“电子烟”。然而，该术语可与电子蒸气提供系统、电子气雾剂递送系统和其他类似术语可互换地使用。

图1是根据本发明的一些实施例的电子烟10(未按比例)的示意性(分解)图示。电子烟具有沿着由虚线LA指示的纵向轴线延伸的大致柱形形状，并且包括两个主要部件，即主体20和雾化器30。雾化器包括内部腔室，所述内部腔室包含液体的储存器、蒸发器(诸如加热器)和嘴件35。储存器中的液体通常包括适当溶剂中的尼古丁，并且可以包括其他成分，例如用于帮助气雾剂形成和/或用于附加的调味剂。储存器可以包括泡沫基质或者用于保持液体直到需要将其递送到蒸发器为止的任何其他结构。雾化器30可进一步包括芯(wick)或类似装置，以将来自储存器的少量液体传送到加热器上或附近的加热位置。控制单元20包括为电子烟10提供功率的可再充电电池单元或电池以及用于总体控制电子烟的电路板。当加热器从由电路板控制的电池接收功率时，加热器蒸发来自芯的液体，并且该蒸气然后通过嘴件35被用户吸入。

如图1所示，控制单元20和雾化器30可通过在平行于电子烟的纵向轴线(LA)的方向上分开而从彼此分离，但是当装置10在使用中时通过在图1中示意性示为25A和25B的连接件接合在一起，诸如卡口或螺钉装配。该连接提供主体20和雾化器30之间的机械连接和电气连接。当主体从雾化器30分离时，主体20上的用于连接到雾化器的电连接器还可用作用于连接充电装置(未示出)的插座。充电装置的另一端可以插入USB插座中以对电子烟的控制单元中的电池再充电。在其他实施例中，可以提供电缆以用于主体上的电连接器和USB插座之间的直接连接。在其他实施例中，控制单元中的电池的再充电可以经由电子烟10的末端225(即与嘴件35相对的端部)来执行。

控制单元被提供有用于空气入口的一个或多个孔(图1中未示出)。这些孔通过控制单元连接到空气通道到达通过连接器25提供的空气通道。然后，该空气通道通过雾化器30联接到空气路径到达嘴件35。当用户通过嘴件35吸气时，空气通过一个或多个进气孔被吸入控制单元中，所述一个或多个进气孔适当地位于电子烟外侧上。该气流(或所导致的压力改变)被压力传感器检测，并且所述压力传感器继而激活加热器以蒸发来自储存器的液体(经由芯)。气流从控制单元通过蒸发器，在所述蒸发器中与蒸气结合，并且气流和(尼古丁)蒸气的该组合然后通过雾化器并从嘴件35流出，以被用户吸入。可以将雾化器30与主体20分离并且在液体供应耗尽时被处置，并且如果需要的话用另一个雾化器替换。(因此，雾化器30可以被称为一次性部件，并且控制单元20可以被称为可重复使用部件)。

将理解的是，图1所示的电子烟10是通过示例的方式给出的，并且可以采用各种其他的实施例。例如，在一些实施例中，雾化器30被提供作为两个可分离的部件，即包括尼古丁储存器和嘴件(当来自储存器的液体被耗尽时可被替换)的烟弹，以及包括加热器的蒸发器(其一般被保留)。作为另一个示例，充电设施可以连接到附加或替代的电源，诸如汽车点烟器。

图2是根据一些实施例的图1的电子烟的控制单元20的示意性(简化)图示。通常可将图2视为穿过电子烟的纵向轴线LA的平面的横截面。注意，为了清楚起见，已经从图2中省略了多种部件和细节，例如布线和更复杂的成形。

如图2所示，控制单元20包括用于为电子烟10供电的电池210，以及用于控制电子烟10的安装有芯片的印刷电路板(PCB)202，诸如专用集成电路(ASIC)或微控制器。PCB 202可以位于电池210的旁边或一端。在图2所示的配置中，PCB位于电池210和连接器25B之间。控制单元还包括传感器单元215以检测嘴件35上的吸气。在图2所示的配置中，传感器单元215位于电池210和末端225之间，但是在其他实施例中，传感器单元215可以位于在PCB 202上或附近(其可以如图2所示地那样定位或者在一些其他位置中)。响应于这样的吸入检测，传感器单元215通知PCB 202上的芯片，其继而开始功率从电池210到雾化器中的加热器的流动。

控制单元20的末端225包括用于密封和保护电子烟的远离端(远端)的帽。在盖内或附近提供有进气孔，以便当用户在嘴件35上吸气时，允许空气进入主体并流过传感器单元215。因此该气流允许传感器单元215检测用户的吸气。在一些实现中，末端225可被提供有灯，诸如响应于通过传感器单元225进行的吸入检测而被芯片点亮的发光二极管(LED)。末端225还可以(或替代地)被提供有电触点(图2中未示出)，以提供用于对电池210再充电的附加连接。

在主体20相对末端225的相对端处是连接器25B，以用于将控制单元20接合到雾化器30。如上所述，连接器25B在控制单元20和雾化器30之间提供机械连接和电气连接。如图2所示，连接器25B包括主体连接器240，其是金属的(在一些实施例中是镀银)以用作电连接(正或负)到雾化器30的一个端子。连接器25B进一步包括电触头250，以提供第二端子，以用于将相反极性的雾化器30电连接到第一端子，即主体连接器240。连接器240通常具有圆环形状，而触头250位于该环的中心(当在与电子烟10的纵向轴线LA垂直的平面中查看时)。

电触头250安装在螺旋弹簧255上。当控制单元20附接到雾化器30时，雾化器上的连接器25A以这样的方式推压电触头250，使得在轴向方向上压缩螺旋弹簧，即在与纵向轴线LA平行(共同对准)的方向上。考虑到弹簧255的弹性性质，该压缩偏置弹簧255膨胀，这具有将电触头250牢固地推靠在连接器25A上的效果，从而有助于确保控制单元20与雾化器30之间的良好电气连接。主体连接器240和电触头250由支架260分开，所述支架260由非导体(诸如塑料)制成，以在两个电端子之间提供良好的绝缘。支架260被成形为辅助连接器25A和25B的相互机械接合。

图3是根据本发明的一些实施例的图1的电子烟的雾化器30的示意性图示。图3可通常被视为包括电子烟的纵向轴线LA的平面的横截面。注意，为了清楚起见，已经从图3中省略了各种部件和细节，例如布线和更复杂的成形。

雾化器30包括空气通路355，所述空气通路沿雾化器30的中心(纵向)轴线从嘴件35延伸到连接器25A，以将雾化器接合到控制单元20。在空气通路355周围提供液体的储存器360(通常在溶剂中含有尼古丁)。该储存器360可例如通过提供浸有液体的棉花或泡沫来实现。雾化器还包括加热器365，以用于响应于用户在电子烟10上的吸气而加热来自储存器360的液体，以产生蒸气以流过空气通路355并通过嘴件35流出。加热器通过线路366和367供电，所述线路366和367继而经由连接器25A连接到电池210的相反极性(正和负，或者反之亦然)。(如上所述，从图3中省略电源线366和367与连接器25A之间的布线细节)。

连接器25A包括内部电极375，所述内部电极375可以是镀银的或由其他合适的金属制成。当雾化器30连接到控制单元20时，内部电极375接触控制单元20的电触头250，以在雾化器和控制单元之间提供第一电气路径。具体地，当连接器25A和25B接合时，内部电极375推压电触头250以压缩螺旋弹簧255，从而有助于确保内部电极375和电触头250之间的良好电接触。

内部电极375被绝缘环372包围，所述绝缘环372可以由塑料、橡胶、硅树脂或任何其他合适的材料制成。绝缘环被雾化器连接器370包围，所述雾化器连接器370可以是镀银的或由一些其他合适的金属或导电材料制成。当雾化器30连接到控制单元20时，雾化器连接器370接触控制单元20的主体连接器240，以在雾化器和控制单元之间提供第二电气路径。换句话说，内部电极375和雾化器连接器370用作正极端子和负极端子(反之亦然)，以用于根据需要经由供给线路366和367将来自控制单元中的电池210的功率供应到雾化器中的加热器365。

雾化器连接器370被提供有两个突出部或突片380A、380B，所述两个突出部或突片在相反方向上延伸远离电子烟的纵向轴线。这些突片用于提供与主体连接器240结合的卡口装配，以用于将雾化器30连接到控制单元20。该卡口装配在雾化器30和控制单元20之间提供安全且牢固的连接，以使得雾化器和控制单元相对于彼此保持在固定位置中而没有摆动或挠曲，并且任何意外断开的可能性是非常小的。同时，卡口装配通过插入后旋转以进行连接，并且通过旋转(在反方向上)后撤回以断开连接，来提供简单和快速的连接和断开。应该理解的是，其他实施例可使用控制单元20和雾化器30之间的不同形式的连接，诸如卡扣配合或螺纹连接。

图4是根据本公开的一些实施例的图1的电子烟的某些电气(包括电子)部件的示意性图示。这些部件通常位于控制单元20中，因为这是可重复使用的(而不是一次性的)部分。然而，在一些实施例中，电气部件中的至少一些可以位于雾化器30中。

如图4所示，控制单元20包括电气(和机械)连接器25B(如上所讨论)、电源开关212、电池210、处理器或(微)控制器555、非易失性存储器218(例如ROM)、通信接口217、定时器(时钟)219、扬声器558和传感器单元215。控制器555位于PCB 202上，其也可以适当地用于安装其他部件，例如，传感器单元215、电源开关212和/或通信接口217，这取决于控制单元202的特定内部配置。可选地，这些部件可位于一个或多个其他PCB上(或其他形式的安装)。

图4示出不同部件之间的一些电连接，但不一定是全部。例如，传感器单元215可以经由其到控制器555的连接从电池210接收功率，或者替代，可以存在从电池210直接到传感器单元215(未示出)的单独功率连接。

传感器单元215位于通过控制单元20从空气入口到空气出口(到蒸发器)的空气路径中或附近。传感器单元包括压力传感器562和温度传感器563(也在该空气路径中或与所述空气路径相邻)。注意，在一些实施例中，可存在附加的传感器(图4中未示出)；而且，压力传感器562和温度传感器563可以被提供作为不同的装置(而不是被组合成单个传感器单元)。压力传感器562可通过测量由嘴件35上的吸气引起的压力下降来检测气流(或者替代地，压力传感器562可通过直接测量气流来检测吸气，类似于风速计测量风)。

控制器555包括处理器，诸如CPU和存储器(ROM和RAM)。控制器555和其他电子部件(诸如压力传感器562)的操作通常至少部分地由在处理器上(或适当地在其他电子部件上)运行的软件程序控制。此类软件程序可以被存储在非易失性存储器218中，所述非易失性存储器218可以被集成到控制器555自身中，或者被提供作为单独的部件(例如在PCB 202上)。处理器可以在需要时访问ROM以加载和执行各个软件程序。控制器555还包含用于与其他装置交互的合适的接口(和控制软件)，诸如与传感器单元215交互。

控制器555利用扬声器58作为输出装置来产生音频信号，以指示电子烟内的条件或状态，诸如低电量警告。可以通过利用不同音高和/或持续时间的音调或蜂鸣声以及/或者通过提供多个此类蜂鸣声或音调，来提供用于信号通知不同状态或条件的不同信号。作为扬声器58的代替方式，可以提供其他形式的输出装置。例如，如上所述，末端225可以被提供有可以用于信号发送和/或装饰的发光二极管(LED)。在电子烟10上的一个或多个其他位置处也可以(或者替代地)存在光输出。

通信接口217可以是有线或无线连接以允许电子烟10与外部装置通信。例如，通信接口217可以支持蓝牙、Wi-Fi(IEEE802.11族)和/或近场通信(NFC)中的一个或多个以建立无线通信。替代地或附加地，通信链路可以潜在地经由连接器25B和/或一些其他通信设施来支持有线通信。通信接口尤其可用于允许外部装置提供和更新电子烟10上的控制设置，以及/或者从电子烟检索状态和使用信息。

如上所述，电子烟10提供从空气入口通过电子烟10，经过压力传感器562和加热器365(在蒸发器中)到达嘴件35的空气路径。因此，当用户在电子烟的嘴件上吸气时，控制器555基于来自压力传感器的信息来检测该种吸入。响应于该种检测，CPU从电池或电池单元210向加热器365供应功率，由此加热并蒸发来自芯的液体，以供用户吸入。

电池210经由电源开关212和连接器25B(加上雾化器30上的连接器25A)连接到加热器365。电源开关212支持从电池210供应的相对较大的电流的流动(以及接通/断开)，以便为加热器365供电，这通常为1安培或更大的量级。电源开关212由控制器555控制。例如，控制器555可响应于压力传感器562感测通过电子烟10的气流而闭合电源开关212，从而允许功率从电池流动到加热器。相反，控制器555可以响应于压力传感器562感测到通过电子烟10的气流现在已经结束而打开电源开关212，从而终止从电池到加热器的功率流动。另外，如上所述，控制器555可以使用开关212来实现PWM方案，以在吸气期间调节从电池210供应到加热器365的功率的量。

应该理解，图4中所示的电气配置仅通过示例的方式提供，并且本领域技术人员将意识到许多潜在的变型。例如，一些电子烟10可不具有通信接口217，而在其他实施例中，通信接口217可以至少部分地与控制器555组合。

控制器555的功能可以分布在作为控制器组合起作用的一个或多个部件上。例如，可以存在与电池210组合提供的PCB，以控制对电池的再充电，诸如用于检测并由此防止电压或电流过载和/或过长充电，并且同样地控制电池的放电，例如使得电池没有被过度放电至损坏点。

图5是示出根据本公开的一些实施例的电子烟10的某些方面的流程图。该图示的左手部分(图5A)示出一处理过成功，所述处理涉及控制器检测事件(操作610)，从定时器219获得事件的时间戳(除非这与事件本身一起提供)(操作615)，并且然后将关于该事件的信息(包括时间戳和事件的性质)保存到日志中(620)，所述日志可被维护在非易失性存储器218中。然后，该部分处理作为返回到开始的循环被显示在图5A中，以指示该事件记录的持续、连续性质。

电子烟10可以将多种不同类型的事件记录到日志中。例如，电子烟10可将吸入视为事件，并记录关于事件的各种信息，例如，吸入的开始时间、吸入的持续时间以及在吸入期间从电池利用的用于给加热器供电的总能量。后一个参数(能量)可以例如根据吸入周期期间电压乘以电流的积分来确定，这继而可以根据吸入期间对电流和电压的一系列快速测量来获得。替代地，例如，可以至少部分地基于吸入的持续时间、任何输出水平控制的设置等来估计用于吸入的能量的量。

类似地，电子烟还可以向存储器218记录关于再充电事件的大致类似的信息，例如，再充电的开始时间、再充电的持续时间以及通过再充电供应给电池的能量(这可再次通过一系列电压和电流测量来确定，或者只是估计)。注意，一个或多个时间可以反映实际再充电的时间，而不是当装置插入外部电源时的时间(因为一旦对电池完全充电，再充电本身将结束)。

注意，另一个选项在于将开始和停止视为单独的事件，例如，指示再充电开始的第一事件和指示再充电完成的第二事件，而不是记录事件的开始时间和持续时间。定时器219还可以提供日期信息和/或某周的某日信息。

电子烟10还可以在预定时间(例如)记录电池210的电池输出水平。另外，电子烟可以将多种进一步类型的事件和/或参数记录到日志中，诸如错误状态、操作温度等。这些其他的事件/参数类型与本应用的处理不那么相关，并且在本文将不进行描述。

表1

表1是可被存储到日志中的信息的示例，如在存储器中维护的那样。该信息以便于理解的表格形式示出，但日志可基于任何合适的数据结构。表的每行对应于事件，并且与唯一的事件编号以及指示日期和时间的时间戳关联。一般而言，对于每种类型的事件都有不同的代码，但对于理解中的每种，表1中记录的每个事件被给予描述性名称。第一事件是结束充电，表示充电的终止。第二事件是电池电荷水平的测量。此类测量(并且将它们记录到日志中)可以在预定的时间尺度上执行，例如每15分钟和/或响应于各种其他事件。例如，可以在每次充电终止之后(如上表1所示)测量电池电荷水平，并且还可以每当装置解锁时进行测量，如下所述。

第三事件和第四事件(以及第五事件和第六事件等)分别是对吸入开始和吸入结束的检测。应当理解，在一天中可存在这些事件对中的许多。表2还记录了被锁定的装置，如果在此期间未使用装置(例如，在此期间未检测到吸入)，则这可会在超时后自动发生。附加地或替代地，用户可以明确地锁定电子烟，诸如通过按下特定的按钮(或按钮的组合)。随后可以通过一些适当的操纵(这例如对于儿童来说可难以执行)，或者可能通过将合适的代码输入到智能电话中来执行解锁，所述智能电话然后发送授权信号来经由通信接口217解锁电子烟。

上表中的最后一列可用于存储辅助信息，例如，与特定事件关联的参数(如果有的话)，注意，所存储的事件信息的类型通常取决于事件的类型。例如，电荷读取事件的参数可以指示电池的当前电压或电荷水平。开始吸入事件的参数可对应于功率设置(这可用于控制对于给定吸入强度产生多少蒸气)。结束吸入事件的参数可以对应于吸入的空气量，其可以由(例如)传感器单元215测量或至少由传感器单元215估计。

应该理解，表中所示的日志结构仅用于说明目的，并且对于本领域技术人员来说许多变化是显而易见的。例如，吸入可被记录为单个事件，其中该种事件的参数提供关于吸入的开始时间和持续时间的信息。如果不需要，也可以省略事件编号，例如，时间戳可以唯一地标识每个事件(可能与事件类型组合)。

图5的中间部分(被表示为图5B)示出在存储器218中创建的日志的一种潜在用途。具体地，从日志中读出事件数据(包括参数等)(操作640)并且所述事件数据用于更新由控制器维护的模型(操作645)。该模型更新可以连续或定期地进行，以及/或者在某些特定事件之后发生，例如，当对电子烟再充电以避免耗尽电池210上的电荷时(并且因为事件速率可更低)，控制器可有助于更新模型。在大多数装置中，图5B的处理将重复地运行，但在连续运行之间存在中断(与图5A的持续的循环相反)。该模型可以是单个整体模型，或者可以由多个部件模型组成。

在一些实现中，事件数据在生成时可以以持续基础被直接应用，以更新模型(而不是从日志中读回)。注意，然而事件数据仍然可被记录到日志中，这是因为这可(例如)仍然提供有用的信息，即用于在电子烟10发生某种形式故障的情况下的诊断。此外，记录事件与模型分离可有助于减少将新事件保存到日志以及更新和利用模型之间的数据访问冲突。例如，一种可能性在于可能在低活动时间(例如在夜间)将最近的事件从日志复制到模型，并且因此具有对日志的持续操作的最小中断，以记录新的事件。这然后允许日志和模型在其他时间并行使用而不发生冲突。另一种可能性在于日志和模型在不同的装置上运行，如下面更详细的描述。

根据本公开的一些实施例，图5的右手部分(即图5C)涉及基于来自日志的(更新的)数据开发模型。模型运行(操作660)，并且然后测试模型的输出以查看是否检测到特定触发，即特定情况(操作665)。如果不是，则处理循环返回到模型运行的下一次(这可以以持续或间歇为基础)。然而，如果检测到触发或条件，则可以执行与该触发或条件关联的合适的动作(或者一个或多个动作)(操作670)。处理然后可以再次循环到模型运行的下一次。

操作670的动作可以包括使得(例如)信息对用户可用，无论是主动还是被动(在前者中，用户接收信息变得可用的明确通知；在后者中，如果用户在正确的地方观看，则信息可用，这当然对于他们可为已知的)。动作还可以包括修改装置的一个或多个操作参数或特性，无论是在全自动的基础上还是受到某种形式的用户确认。

在一些实现中，模型本身可以位于另一个装置上(不在电子烟本身上)。在这种情况下，将理解的是，图5中所示的操作中的一部分(而不是全部)将在电子烟上执行，而剩余的操作相反地在另一个装置上执行。此外，在一些实现中，图5A的处理可以与图5B和图5C的处理并行地运行，然而，如果更新模型和运行模型是分离的、不同的操作，则图5B和图5C的处理可以是替代方案。图5B和图5C的处理可以根据一系列标准来启动。例如，可在预定时间(或定期以一些其他时间间隔)每日将数据从日志复制到模型，或者通过在日志中累积一定数量的新事件来触发所述数据。如果模型不在电子烟本身上，那么只要电子烟连接到负责模型的装置，则另一个示例将运行图5B的处理。类似地，图5C的处理可以在预定时间(或定期以一些其他时间间隔)每日运行，或者可还存在一些其他启动因素，诸如电子烟和负责模型的装置之间的连接。启动因素的另外的示例可以是功率水平下降到某个量以下，或者根据图5B的处理进行的模型更新的完成。

图6是根据本公开的一些实施例的使用数据的分析的部分的示例。可作为通过新的使用数据更新模型的部分在图5B中在操作645处执行该数据分析(操作645)。替代地，可以推迟分析直到模型在操作660处运行，在这种情况下，更新模型可以例如包括将新的使用数据加载到模型中，但是可以在模型在操作660处运行之前不分析该新的使用数据。另一种可能性是分解分析，使得在更新模型时执行初始部分(操作645)，并且然后在模型运行时执行剩余部分(操作660)。

具体地，图6A示出每日平均活动的两种类型，其中以24小时制沿着x轴线表示一天中的时间。图6A中的黑色实线示出再充电，更具体地，示出装置在给定时间处再充电的天数百分比。换句话说，根据包含在日志中的事件信息，针对每天，所述分析在每小时基础上确定此时电子烟被再充电的天数(并且相反地，此时电子烟未被再充电的天数)。将理解的是，这些结果可以从上表中记录的事件信息以直接方式导出(这是因为事件记录充电开始和停止的日期和时间)。

图6A中的结果被示为百分比(如以y轴表示)，指示电子烟在给定时间处再充电的天数比例。例如，在上午8点至下午5点(17:00)的天数据的主要部分期间，装置相对不太可能被再充电，通常仅在天数的约5％至15％的之间。另一方面，在晚上大约1点到4点之间，装置以天数的更高比例再充电(通常为70％-80％)。

图6A还指示每单位时间周期吸入的次数，如通过短虚线表示，注意，该线是根据关于y轴的任意缩放，而不是被标记用于再充电数据的百分比缩放示出。再次，将理解的是，通过在相关时间间隔内对开始和停止吸入的相应事件对进行计数，可以容易地从上表中所示的日志信息获得该信息。通常，可以看出，夜间使用水平低，白天使用水平中等，并且晚上使用水平更高。

根据操作660，图6A所示的图可用于运行电子烟的使用模型。作为说明，可使用再充电信息来估计直到再充电发生的最可能时间。例如，如果当前时间是正午(12)，则可以估计下一次再充电将不会到晚上10点(22:00)，因为仅在此时再充电的概率上升到50％，其中概率直接基于历史频率信息。(这是估计下一次再充电时间的相当基本的方法；下面将讨论更多细化的方法)。此外，图6A的吸入信息可用于估计在接下来10小时内，即当前时间与再充电的估计时间之间的吸入次数。该估计的吸入次数可以被转换为预期的总功率使用，例如，基于每次吸入的预定标准能量使用或每次吸入的测定的能量使用。模型可然后确定电池上的剩余电荷是否足以提供该预期的总功率使用。

如果电池上的剩余电荷大于预期的总功率使用(通常为阈值量)，则图5C中的操作665处的触发检测将具有负结果，这通常表示正常的可接受的情况。然而，如果预期的总功率使用大于(或不那么适当地小于)电池上的剩余电荷，则图5C中的操作665处的触发检测将具有正面结果，从而导致在操作670执行触发动作。

触发动作包括由触发检测产生的一个或多个动作。在该情况下，一种可能的行动是向用户发出预测电池不具有针对可能的使用的足够电荷的通知或警告。注意，这与传统的“低电量”警告不同，因为后者通常发生在电池剩余电荷低于指定量时。相反，如果预计到下一次预测的再充电存显著的时间间隔，则可发生电池针对可能的使用的不具有足够电荷的警告，同时电池上仍存在大量电荷(高于传统“低电量警告”的水平)。

通知可以采取任何适当的形式，这取决于电子烟的可用设施。例如，电子烟可经由扬声器558提供特定音频警告(一个或多个蜂鸣声)，或者设置一个或多个指示灯。另一种可能性在于设置内部状态，例如可通过使用智能电话上的应用程序在通信接口217内检测所述内部状态，并且所述应用程序然后将相关通知提供给用户。注意，通知的形式可根据电子烟耗尽电荷的严重程度或估计的可能性而改变。例如，如果预期的使用显著高于电池电荷水平，则相比预期的使用少量地低于电池电荷水平而更加竭力地推送通知，例如，使得警告状态在两种情况下都对智能电话应用程序可用，但是仅在前者情况下提供关于电子烟本身的音频或灯通知，其中预期的使用显著高于电池电荷水平。响应于通知或警告，用户可选择一些适当的行动，例如，主动地寻找对电子烟再充电的更早机会，以及/或者按比例缩减他们对电子烟的使用。

在操作670处的另一种形式的触发动作在于降低功率消耗水平，可以代替上述用户通知或者除了上述用户通知之外采用所述触发动作。该功率消耗水平的降低可以由控制器555本身执行，或者由外部机构(诸如智能电话应用程序)指示，或者通过两者的组合来指示。另外，功率消耗水平的降低可被自动执行，或者可至少部分地首先要求来自用户的确认或指示。降低功率消耗的机制的示例是：如果电子烟在吸入期间照明，则关闭这种照明，或者减少照明的周期和/或强度；减少吸入期间供应给加热器的功率水平，和/或减少供应功率的时间。此外，如果电子烟具有通常较低功率消耗水平的“睡眠”模式，则电子烟可以更快地转换到该较低水平功率模式(在不使用的较短时间段之后)。

应当理解的是，上述用于功率使用的模型相对简单，并且可以容易地采用更复杂的模型，例如，通过具有基于概率的模型。例如，我们可以将t定义为从当前时间到下一次再充电开始的时间间隔，其中0<t<T，其中T是直到下一次再充电的最大可能时间。我们为t定义概率(密度)分布，表示为p(t)，其中0和T之间的∫p(t)dt为1(假设电子烟一定会在时间T内被再充电)。因此，p(t)表示在下一次再充电之前必须等待时间t(不多于、不少于)的概率。

我们可以使用图6A的图得出p(t)分布的估计。注意，该分配通常取决于当前时刻，例如，再充电可能会在傍晚比早上更早开始(具有更低的t值)。估计p(t)分布的另一种方式(而不是使用图6A的数据)将仅仅关注表示充电开始的事件的时间(诸如由上表中的最终事件表示)。例如，如果当前时间是下午3点(15:00)，我们可以每天查看事件，并计算下一次开始再充电事件在下午3点的1小时内(t＝1)、下一次开始再充电事件在下午3点的1-2小时内(t＝2)、下一次开始再充电事件在下午3点的2-3小时内(t＝3)等等的天数(不考虑下午3点已经正在进行再充电的日子)。然后我们可以将该相对频率信息转换成概率分布p(t)。

一旦我们有p(t)，一种方法是根据积分极限0和T之间的∫p(t).t dt估计直到下一次再充电的时间，这是t的期望值的标准公式(表示为E[t])。假设我们等待一段时间E[t]直到下一次再充电，那么我们可以按照上述方法确定在该期间E[t]内的预期功率使用是否超过电池中剩余的电荷容量。

进一步的改进在于我们可以直接使用概率分布p(t)，而不是使用期望值E[t]来评估电池耗尽的风险。因此，如果电池上的总电荷水平当前为C，并且下一时间t(从当前时间开始)的预期功率使用为E[P(t)]，则可以确定电池损耗的概率(Prob)为：

Prob＝∫p(t).k dt(0<t<T时的积分)

其中如果E[P(t)]>C，则k＝1，否则k＝0。注意，由于E[P(t)]相对于t增加(电子烟仅消耗功率)必然是递增(或至少非递减)函数，因此如果我们将t’定义为t的值，其中E[P(t)]>C，则上述表达式可以被重写为：

Prob＝∫p(t)dt(对于0<t<t’)

在这种情况下，我们可以将模型考虑为合并下一次再充电的开始时间分布和预期使用率(基于吸入)，考虑为源自日志数据，包括对当前时间的依赖性。模型然后被提供有当前状态参数(即当前时间和电池电荷水平)，其作为模型的输入用于确定以上指定的概率。如果确定的概率超过某个阈值，则操作665的触发检测可以然后产生正面结果。一种可能性是可能具有“交通灯”系统，其中30％或更少的概率被认为是“绿色”，30％和65％之间的电池损耗概率被认为是“琥珀色”，其中可能向用户提供适当的通知，并且将65％以上的电池损耗概率视为“红色”，其中向用户发出更显著(例如更频繁或直接的)通知，并且可能如以上所讨论的那样自动执行节电措施。

因此，本领域技术人员将理解，尽管图6A中示出的吸入信息实际上仅描绘了平均值或均值，但完整的日志数据允许确定各种概率分布(和/或其多个参数)。例如，虽然图6A指示在(例如)上午8点平均发生一定数量的吸入，但可以使用日志数据来推导该平均值附近的分布(什么是最小值、最大值、扩散等)。这然后允许估计的功率能量使用被表示为概率分布。在这种情况下，k现在可以表示估计的功率使用(根据观察到的来自日志事件的分布)超过剩余电荷(对于每个指定的t值)的概率，而不是如果E[P(t)]>C，则k＝1，否则k＝0。

此外，吸入的持续时间(以及因此每次吸入所消耗的功率)本身可根据分布而变化(并且分布可随着一天中的时间等变化)。同样，日志信息允许确定这样的分布，并且这再次允许开发和利用估计的功率使用的更复杂的概率模型。

将理解的是，上述分析只是基于所收集的信息的模型的一些示例，并且许多其他示例将是可用的。例如，图6A所示的使用模式可特定于工作日，并且可以针对周末开发单独的模型(或者针对周六和周日单独开发模型)。

图6B再次提供了根据本公开的一些实施例的使用数据的分析的部分的示例。图6B示出与图6A相同的数据，但补充了表示电池的(平均)测量的电荷水平的线，用大的虚线表示。(该线在图6B中被绘制为连续曲线而不是离散块，仅仅为了便于与图6A的两条线在进行视觉区分；本领域技术人员将选择在给定情况下数据的任何最合适的表示)。同样，测量的电荷水平可以直接从上面呈现的日志事件表中获得。在实践中，电荷水平在一夜之间趋于上升(最常见的再充电时间)，并且然后在白天下降(最常见的使用时间)。至于吸入数字，图6B中示出的电池电荷水平线指示平均值，但在不同天的测量中存在潜在分布，并且该分布也可以用于任何分析中。

应当理解的是，被示出为完全电池水平的百分比的平均电荷水平大大地取决于再充电时间和吸入两者，因此在图6B中描绘的三条线之间存在密切的相互关系(电池电荷水平还受到电子烟内的其他电气操作的影响，但是通常被供应到加热器用于吸入的功率是最显著的使用因素)。因此，模型可基于这些参数中的任何两个，而不是全部的三个(尽管使用全部的三个将有助于提供最好的准确性)。

本文描述的模型可以基于各种复杂度的统计和计算结构，诸如主成分分析(PCA)、相关模型、神经网络等。例如，模型可以根据使用数据显示吸入数量(或持续时间和/或强度)不仅与时间相关，而且与一周中的特定天以及电子烟的不久之前的使用相关，例如，下午的使用较多(相比平均)可往往在晚上使用较少(相比平均)。然后，这些相关可以被模型利用，以针对预期能量使用的(分布)给出更加准确的估计。

注意，模型可随着装置使用的增多而细化其自身。例如，在给定的时间点，模型可以预测设置时间段内的某种预期使用。然后可以访问该时间段(随后记录在日志中)的实际使用并将其与预测进行比较。如果预测与实际使用不符，则这可以通过任何合适的机器学习技术来帮助细化和改进模型。

如上所述，模型可以在电子烟自身上和/或在诸如智能电话或平板电脑的外部装置上实现。外部装置经由接口217连接到电子烟以读取日志数据(操作640)，以相应地更新模型(操作645)。在外部装置上运行模型的结果可以直接从装置呈现给用户(将理解的是，诸如智能电话的装置的用户界面通常比电子烟更强大，例如具有触摸屏界面等，并且该类装置通常也具有更多的处理能力)。运行模型的结果也可以以指令的形式加载回到电子烟，以采取节电措施。

另一种可能性是，模型本身被维护在可由外部装置(和/或可能地由电子烟)经由因特网或其他适当网络访问的服务器上。在这种情况下，可以将使用数据上传到服务器以进行分析和建模(有些类似于上传来自GPS装置的位置跟踪数据以进行分析)。

为了解决各种问题并且使该领域更先进，本公开通过说明的方式示出了各种实施例，其中可实践要求保护的一个或多个发明。本公开的优点和特征仅是实施例的代表性样品，并且不是详尽的和/或排外的。它们仅呈现为协助理解并且教导所要求保护的一个或多个本发明。应理解，本公开的优点、实施例、示例、功能、特征、结构和/或其他方面不视为限制由权利要求限定的本公开或者限制权利要求的等同物，并且在不背离权利要求的范围的情况下，可利用其他实施例且可做出变形。各种实施例可适当包括公开的元件、部件、特征、部分、步骤、装置等的各种组合，由公开的元件、部件、特征、部分、步骤、装置等的各种组合组成，或者基本上由公开的元件、部件、特征、部分、步骤、装置等的各种组合组成，而不是本文具体描述的那些。本公开可包括目前未要求保护的其他发明，但是其可在未来被要求保护。

Claims (31)

1.一种用于电子蒸气提供系统的控制单元，所述控制单元包括：电池，向用于产生蒸气的加热器提供电功率；以及控制器，所述控制器被配置为：

在所述电子蒸气提供系统的用户操作期间收集与以下项相关的信息：(i)由于所述加热器产生蒸气的操作而导致的所述电池的功率消耗；以及(ii)所述电池的再充电；

维护由所述电子蒸气提供系统消耗的来自所述电池的功率消耗、以及对所述电池再充电的时间的模型，其中根据所收集的信息形成和/或更新所述模型；

根据所述模型，预测在所述电池的估计的下一次再充电时间之前，由所述电子蒸气提供系统消耗的所述电池的估计的功率消耗是否将使所述电池放电至电荷的阈值水平，并且如果是，则：

响应于所述预测而执行用户通知和/或缓解动作。

2.根据权利要求1所述的控制单元，其中，所述信息被收集在事件的日志中。

3.根据权利要求2所述的控制单元，其中，所述事件监测至少(i)吸入和(ii)再充电的开始时间和停止时间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制单元，其中，所述模型提供直到下一次再充电的时间的期望值。

5.根据权利要求4所述的控制单元，其中，所述模型进一步提供直到下一次再充电的时间的概率分布。

6.根据权利要求4或5所述的控制单元，其中，所述模型使用所收集的关于再充电的开始时间的信息，以确定直到下一次再充电的时间的期望值。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的控制单元，其中，所述模型提供在所述电池的所估计的下一次再充电时间之前的预期的功率消耗。

8.根据权利要求7所述的控制单元，其中，所述模型进一步提供直到所述电池的所估计的下一次再充电时间的功率消耗的概率分布。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的控制单元，其中，所估计的功率消耗和所估计的下一次再充电时间中至少一个被提供为概率分布。

10.根据权利要求9所述的控制单元，并且其中，通过对所估计的消耗和/或下一次充电时间的概率分布求和或积分来确定所述预测。

11.根据权利要求9或10所述的控制单元，其中，所述预测针对多个不同的给定放电水平中的每个而提供所述电池被放电至给定放电水平的概率。

12.根据权利要求11所述的控制单元，其中，评估所述电池是否将被放电至所述阈值水平考虑所述电池将被放电至所述阈值水平的预测概率。

13.根据权利要求12所述的控制单元，其中，基于所述电池的电荷水平以及放电至该电荷水平的预测概率的组合而给定所述阈值水平。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的控制单元，其中，所述模型被提供有当前时间，以进行所述预测。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的控制单元，其中，所述模型被提供有所述电池的当前电荷水平，以进行所述预测。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的控制单元，其中，电荷的所述阈值水平被设置为最大电池电荷水平的约20％、10％或5％。

17.根据权利要求1至15中任一项所述的控制单元，其中，电荷的所述阈值水平被设置为使得所述电池的电荷被耗至低于允许所述加热器产生蒸气的最小电荷水平。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的控制单元，其中，关于所述加热器产生蒸气的操作导致的所述电池的功率消耗的所收集的信息包括：关于使用所述电子蒸气提供系统的吸入的信息。

19.根据权利要求18所述的控制单元，其中，关于吸入的所收集的信息指明每次吸入的持续时间。

20.根据权利要求18或19所述的控制单元，其中，关于吸入的信息指明针对每次吸入的强度或供应的功率。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的控制单元，其中，响应于所述预测的所述缓解动作是为所述电子蒸气提供系统启动一个或多个节电措施。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的控制单元，其中，所述阈值水平为至少电荷的第一阈值水平和第二阈值水平，并且其中所述用户通知和/或缓解动作根据所述电池是否被预测为放电至所述第一阈值水平或所述第二阈值水平而改变。

23.根据权利要求22所述的控制单元，其中，所述第一阈值水平在电荷水平上高于所述第二阈值水平，并且仅当所述电池被预测为放电至所述第二阈值水平时执行缓解动作。

24.一种电子蒸气提供系统，包括权利要求1至23中任一项所述的控制单元。

25.一种包括电子蒸气提供系统和外部装置的系统，其中：

所述电子蒸气提供系统具有控制单元，所述控制单元包括：电池，向用于产生蒸气的加热器提供电功率；以及控制器，所述控制器被配置为在所述电子蒸气提供系统的用户操作期间收集与以下项相关的信息：(i)由于所述加热器产生蒸气的操作而导致的所述电池的功率消耗，以及(ii)所述电池的再充电；并且

所述外部装置被配置为维护由所述电子蒸气提供系统消耗的所述电池的功率消耗、以及对所述电池再充电的时间的模型，其中根据所收集的信息形成和/或更新所述模型，并且根据所述模型，预测在所述电池的估计的下一次再充电时间之前，由所述电子蒸气提供系统消耗的来自所述电池的估计的功率消耗是否将使所述电池放电至电荷的阈值水平；

其中，所述系统被配置为响应于所述预测而执行用户通知和/或缓解动作。

26.根据权利要求25所述的系统，其中，所述外部装置包括智能电话。

27.根据权利要求25所述的系统，其中，所述外部装置包括经由智能电话或其他中间装置从所述电子烟访问的服务器。

28.一种操作用于电子蒸气提供系统的控制单元的方法，所述控制单元包括：电池，向用于产生蒸气的加热器提供电功率；以及控制器，所述控制器执行以下操作：

在所述电子蒸气提供系统的用户操作期间收集与以下项相关的信息：(i)由于所述加热器产生蒸气的操作而导致的所述电池的功率消耗，以及(ii)所述电池的再充电；

维护由所述电子蒸气提供系统消耗的来自所述电池的功率消耗、以及对所述电池再充电的时间的模型，其中，根据所收集的信息形成和/或更新所述模型；

根据所述模型，预测在所述电池的估计的下一次再充电时间之前，由所述电子蒸气提供系统消耗的来自所述电池的估计的功率消耗是否将使所述电池放电至电荷的阈值水平，并且如果是，则：

响应于所述预测而执行用户通知和/或缓解动作。

29.一种大体上如参考附图而在本文定义的用于电子蒸气提供系统的控制单元。

30.一种大体上如参考附图而在本文定义的电子蒸气提供系统。

31.一种大体上如参考附图而在本文定义的方法。