CN111109687A - 气雾剂吸入器的电源单元及其控制方法和控制程序 - Google Patents

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Abstract

用于气雾剂吸入器的电源单元包括：电源，其能够将电力释放到负载以从气雾剂源生成气雾剂；控制单元，其被配置为控制电源。控制单元基于电源的内部电阻来获取电源的劣化状态或故障状态。

Description

气雾剂吸入器的电源单元及其控制方法和控制程序
技术领域
本发明涉及一种用于气雾剂吸入器的电源单元，以及该电源单元的控制方法和控制程序。
背景技术
专利文献1中公开的气雾剂生成装置在该气雾剂生成装置的使用过程中，对电能供给源的端子之间的电压进行测量，并且通过将电压与阈值电压进行比较来监视电压是否在任意时间点低于阈值。但是，仅通过测量电压降，无法确定是否正好需要对电池充电，或者是否电池已经严重退化以至于需要更换。为此，专利文献1中公开的气雾剂生成装置从使用记录的状态追踪电压降，并在需要更换电池时向用户发出信号。
专利文献1：JP-A-2017-514463
专利文献1中公开的气雾剂生成装置需要很多时间来确定电池的劣化。因此，需要一种在更短时间内进行电池的劣化或故障的确定的控制方法。
本发明的一个目的是提供一种用于气雾剂吸入器的电源单元，以及该电源单元的控制方法和控制程序，其能够在更短的时间适当地掌握电源的劣化状态或故障状态。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于气雾剂吸入器的电源单元，该电源单元包括：电源，其能够向负载放电以从气雾剂源生成气雾剂；以及控制单元，其被配置为控制电源，其中，控制单元基于电源的内部电阻来获取电源的劣化状态或故障状态。
附图说明
图1是配备有本发明实施例的电源单元的气雾剂吸入器的透视图。
图2是图1的气雾剂吸入器的另一透视图。
图3是图1的气雾剂吸入器的剖视图。
图4是电源单元的透视图。
图5是电源单元的框图。
图6是气雾剂吸入器的电路图。
图7是当开关断开时图6的气雾剂吸入器的简单电路图。
图8是示出当开关接通时与图6的气雾剂吸入器的电路等效的电路的图。
图9是示出开路电压、闭路电压与电源的剩余量之间的关系的图。
图10是用于说明开路电压与闭路电压之间的差与内部电阻之间的关系的说明图。
图11是劣化诊断控制的控制流程图。
图12是图11的劣化诊断控制的时序图。
图13是第一变形例的劣化诊断控制的控制流程图。
图14是第二变形例的劣化诊断控制的控制流程图。
图15是第三变形例的劣化诊断控制的控制流程图。
具体实施方式
在下文中，将描述根据本发明实施例的用于气雾剂吸入器的电源单元。首先，将参照图1至图3描述配备有电源单元的气雾剂吸入器。
(气雾剂吸入器)
气雾剂吸入器1是用于在不燃烧的情况下吸入香味的设备，并且具有沿一定方向(以下称为纵向方向A)延伸的棒状。气雾剂吸入器1包括电源单元10、第一药筒(a firstcartridge)20和第二药筒30，它们沿纵向方向A按顺序排列。第一药筒20可以附接到电源单元10上，也可以从电源单元10上拆下，并且，第二药筒30可以附接到第一药筒20上，也可以从第一药筒20上拆下。换句话说，第一药筒20和第二药筒30可以单独更换。
(电源单元)
如图3和图4所示，本实施例的电源单元10在圆柱形电源单元壳体11中包括电源12、充电器13、控制单元50、各种传感器等。电源12是可充电的蓄电池、双电层电容器等，并且优选地是锂离子电池。
在位于纵向方向A的一端侧(第一药筒(20)侧)的电源单元壳体11的顶部11a上，设置有放电端子41。放电端子41设置成从顶部11a的顶表面朝向第一药筒20突出，并且被配置成能够电连接到第一药筒20的负载21。
此外，在顶部11a的顶表面的靠近放电端子41的部分上，设置有用于向第一药筒20的负载21供应空气的空气供应部42。
在位于纵向方向的另一端侧(与第一药筒20相反的一侧)的电源单元10的底部11b上，设置有能够电连接到能够对电源12进行充电的外部电源60(参见图6)的充电端子43。充电端子43设置在底部11b的侧面上，使得USB端子、微型USB端子、和Lightning端子中的至少一个可以与其连接。
然而，充电端子43可以是能够以非接触方式从外部电源60接收电力的电力接收部。在这种情况下，充电端子43(电力接收部)可以由电力接收线圈构成。无线电力传输系统可以是电磁感应型，或者可以是磁共振型。另外，充电端子43可以是能够在没有任何接触点的情况下从外部电源60接收电力的电力接收部。作为另一示例，充电端子43可以被配置为使得可以将USB端子、微型USB端子和Lightning端子中的至少一个与其连接并且上述电力接收部被包括在其内。
另外，在电源单元壳体11的顶部11a的侧面上设置有用户可操作的操作单元14，以将相反侧面对着充电端子43。更具体地，操作单元14和充电端子43相对于连接操作单元14和充电端子43的直线与电源单元10在纵向方向A上的中心线L的交点对称。操作单元14由按钮型开关、触摸面板等构成，并且用于根据用户的使用意图来执行诸如激活和关闭控制单元50以及各种传感器的过程的各种过程。在操作单元14的附近，设置有控制单元50和用于检测抽吸动作(puff action)的吸入传感器15。
充电器13布置在充电端子43附近，并且控制来自充电端子43的充电电力以输入到电源12。充电器13包括用于将在连接到充电端子43的充电电缆上的从用于将交流转换成直流而设置的逆变器61等(参见图6)施加的直流转换成具有不同幅度的直流的转换器、电压表、电流表、处理器等等。
如图5所示，控制单元50连接到诸如用于检测抽吸(吸入)动作的吸入传感器15、用于测量电源12的电压的电压传感器16、和温度传感器17的各种传感器设备、操作单元14、以及用于存储抽吸动作的次数、已经向负载21施加电力的时间等的存储器18，并且对气雾剂吸入器1执行各种控制。吸入传感器15可以配置有电容器麦克风、压力传感器等。控制单元50具体地是处理器(计算机)。更具体地，该处理器的结构是通过组合诸如半导体元件的电路元件而配置的电路。下面将描述控制单元50的细节。
此外，在电源单元壳体11中，形成用于吸入空气的进气口(图中未示出)。进气口可以形成在操作单元14周围，或者可以形成在充电端子43周围。
(第一药筒)
如图3所示，第一药筒20包括用于储存气雾剂源22的贮存器(reservoir)23、用于雾化气雾剂源22的电负载21、用于从贮存器23向负载21抽吸气雾剂源的芯子(wick)24、用于通过雾化气雾剂源22而生成的气雾剂流向第二药筒30的气雾剂通道25、用于储存第二药筒30的一部分的端盖(end cap)26。
贮存器23形成为围绕气雾剂通道25，并保存气雾剂源22。在贮存器23中，可以存储诸如树脂网或棉的多孔构件，并且可以用气雾剂源22浸渍该多孔构件。气雾剂源22包括诸如甘油、丙二醇、或水的液体。
芯子24是用于利用毛细(capillarity)作用将气雾剂源22朝向负载21吸引的液体保存构件，并且被配置有例如玻璃纤维、多孔陶瓷等。
负载21通过经由放电端子41从电源12供应的电力来不燃烧地雾化气雾剂源。负载21被配置有以预定节距缠绕的加热线(线圈)。然而，负载21仅需要是能够雾化气雾剂源22从而生成气雾剂的元件，并且例如是加热元件或超声波发生器。加热元件的示例包括加热电阻器、陶瓷加热器、感应加热型加热器等。
气雾剂通道25设置在电源单元10的中心线L上负载21的下游侧。
端盖26包括用于存储第二药筒30的一部分的药筒存储部26a和用于连接气雾剂通道25和药筒存储部26a的连接通道26b。
(第二药筒)
第二药筒30保存香味源31。第二药筒30在第1药筒(20)侧的端部被存储在设置于第1药筒20的端盖26中的药筒存储部26a中，以便能够被移除。第二药筒30在与第一药筒(20)侧相反的一侧的端部被配置为用户的吸入口32。然而，吸入口32并不一定要与第二药筒30一体地配置，以免与第二药筒分离，而可以被配置为能够附接到第二药筒30上或从第二药筒30上拆下。如果吸入口32如上所述地与电源单元10和第一药筒20分开地配置，则可以保持吸入口32的卫生。
第二药筒30通过使气雾剂通过香味源31而向由负载21通过使气雾剂源22雾化而生成的气雾剂中添加香味。作为构成香味源的原料片，可以使用将烟丝或烟草原料形成为颗粒状而制成的成形体。香味源31可以配置有除烟草以外的植物(诸如薄荷或中药，或草药)。可以将诸如薄荷醇的芳香剂添加到香味源31。
本实施例的气雾剂吸入器1可以通过气雾剂源22、香味源31和负载21生成含有香味的气雾剂。换言之，可以将气雾剂源22和香味源31称为用于生成气雾剂的气雾剂生成源。
可以在气雾剂吸入器1中使用的气雾剂生成源的配置不限于其中气雾剂源22和香味源31分开配置的配置，并且可以是其中气雾剂源和香味源31一体形成的配置、其中省略了香味源31且气雾剂源22包含可以包含在香味源31中的物质的配置、其中气雾剂源22包含药物等而不是香味源31的配置等。
在如上所述配置的气雾剂吸入器1中，如图3中的箭头B所示，从形成在电源单元壳体11中的进气口(图中未示出)进入的空气穿过空气供应部42，并且经过第一药筒20的负载21附近。负载21使由芯子24从贮存器23抽出的气雾剂源22雾化。通过雾化生成的气雾剂与从进气口进入的空气一起流经气雾剂通道25，并且通过连接通道26b向第二药筒30供应。供应到第二药筒30的气雾剂通过香味源31，从而添加香味，并且被供应到吸入口32。
另外，在气雾剂吸入器1中，设置有用于通知各种信息的通知单元45(见图5)。通知单元45可以配置有发光元件，或者可以配置有振动元件，或者可以配置有声音输出元件。可替换地，通知单元45可以是发光元件、振动元件、和声音输出元件中的两个或更多个元件的组合。通知单元45可以设置在电源单元10、第一药筒20、和第二药筒30中的任何一个中；然而，优选地，通知单元设置在电源单元10中。例如，操作单元14周围的区域被配置为具有半透明性以允许由诸如LED的发光元件发射的光通过。
(电子电路)
现在，将参照图6描述电源单元10的电路。
电源单元10包括：电源12；构成放电端子41的正极侧放电端子41a和负极侧放电端子41b；构成充电端子43的正极侧充电端子43a和负极侧充电端子43b；控制单元50，其连接在电源12的正极侧与正极侧放电端子41a之间以及电源12的负极侧与负极侧放电端子41b之间；电压传感器16，其测量电源12的电压；充电器13，其布置在充电端子43和电源12之间的电力传输路径上；以及开关19，其布置在电源12和放电端子41之间的电力传输路径上。开关19被配置有例如MOSFET，并且通过控制单元50对栅极电压的控制来打开和关闭。控制单元50可以例如基于在控制单元50中流动的小电流的变化来确定外部电源60连接到充电端子43。
在图6所示的电源单元10的电路图中，控制单元50和电压传感器16是分开的部分。可替代地，控制单元50可以具有测量电源12的电压的功能。另外，在图6所示的电源单元10的电路中，开关19设置在电源12的正极侧和正极侧放电端子41a之间。代替这种所谓的正控制型，开关19可以是负控制型，其设置在负极侧放电端子41b与电源12的负极侧之间。
(控制单元)
现在，将更详细地描述控制单元50的配置。
如图5所示，控制单元50包括气雾剂生成请求检测单元51、电源状态诊断单元52、功率控制单元53、和通知控制单元54。
气雾剂生成请求检测单元51基于吸入传感器15的输出结果来检测对气雾剂生成的请求。吸入传感器15被配置为输出由用户通过吸入口32吸入而引起的电源单元10中的压力变化值。吸入传感器15例如是压力传感器，该压力传感器用于根据按照从进气口(图中未示出)向吸入口32吸入的空气的流动(即用户的抽吸动作)而变化的大气压力对输出值(例如，电压值或电流值)进行输出。
电源状态诊断单元52获取电源12的劣化状态(健康状态)或故障状态。除了电源12的劣化状态或故障状态之外，电源状态诊断单元52还可以获取存储在电源12中的电量(充电状态)。下面将描述电源状态诊断单元52的劣化诊断控制和故障诊断控制。
通知控制单元54控制通知单元45，使得通知单元通知各种信息。例如，通知控制单元54可以基于电源状态诊断单元52对电源12的劣化的诊断，来控制通知单元45以使得通知单元通知更换电源12的时刻，或者可以基于电源状态诊断单元52对电源12中存储的电量的诊断，来控制通知单元45以使通知单元通知对电源12充电的时刻。可替换地，通知控制单元54可以响应于检测到更换第二药筒30的时刻来控制通知单元45，使得通知单元通知更换第二药筒30的时刻。通知控制单元54基于存储在存储器18中的抽吸动作的次数和已经向负载21供电的累积时间，来通知更换第二药筒30的时刻。
如果气雾剂生成请求检测单元51检测到气雾剂生成请求，则功率控制单元53通过接通和断开开关19来控制通过放电端子41对电源12的放电。
功率控制单元53进行控制，以使得通过负载21雾化气雾剂源而生成的气雾剂量落在期望的范围内，即，使得从电源12供给至负载21的电量落在预定范围内。具体地，功率控制单元53通过例如PWM(脉冲宽度调制)控制来控制开关19的接通和断开。可替代地，功率控制单元53可以通过PFM(脉冲频率调制)控制来控制开关19的接通和断开。
如果在开始向负载21供应电力之后经过预定时段，则功率控制单元53可以停止从电源12向负载21供应电力。换句话说，即使在用户实际上正在执行抽吸动作时，如果抽吸时段超过某一时段，则功率控制单元53停止从电源12向负载21的电力供应。对该某一时段进行确定以抑制用户抽吸时段的变化。功率控制单元53根据存储在电源12中的电量来控制开关19对于一次抽吸动作的开/关占空比。例如，功率控制单元53控制从电源12向负载21供电的ON时间之间的间隔(参见图12中的脉冲间隔T1)以及控制从电源12向负载21供电的每个ON时间的长度(参见图12中的脉冲宽度T2)。
此外，功率控制单元53检测充电端子43与外部电源60之间的电连接，并控制通过充电端子43对电源12的充电。
这里，在气雾剂吸入器1中使用的电源12中，如果重复进行充电和放电，则内部电阻增大，从而电源12劣化。如果电源12劣化，则电源12的完全充电容量(full chargecapacity)可能减小，并且可能无法存储足够的功率以吸入气雾剂。因此，需要适当地掌握电源12的劣化状态。
(劣化诊断控制)
因此，电源状态诊断单元52通过下述的劣化诊断控制来获取电源12的劣化状态。通常，电源12的劣化状态表示为电源处于劣化状态时的电源的完全充电容量与电源是全新时的电源的完全充电容量之比。但是，难以准确地获取电源12的完全充电容量。因此，在由电源状态诊断单元52执行的劣化诊断控制中，基于电源12的内部电阻获取电源12的劣化状态。但是，以下将描述的某些类型的劣化诊断控制等可以被配置为可以执行它们、并且可以被读取到电源单元10中并被电源单元10执行的程序。
首先，将参考图7至图10，以电源12为锂离子电池的情况为例，描述电源12的内部电阻R。
图7是简单地示出当开关19断开时图6的气雾剂吸入器1的电路的视图。当开关19断开时电压传感器16的测量值，即开路电压OCV等于电源12的电动势EBatt。
图8是示出当开关19接通时(当电路构成开路时)与图6的气雾剂吸入器1的电路等效的电路的图。附图标记“CBatt”表示与电源12具有相同的电动势的电容器，附图标记“Rimp”表示当锂离子在电极之间移动时施加于锂离子的电极之间的电极间内部电阻，附图标记“CEDL”表示在电极界面处具有双电层电容的电容器，以及附图标记“REDL”表示当锂离子在电极与电解液之间的界面中移动时的反应电阻。反应电阻REDL和双电层电容器CEDL并联设置于电容器CBatt、电极间内部电阻Rimp的下游侧，从而电极间内部电阻Rimp构成直流(DC)分量，且反应电阻REDL构成主要延迟(AC)分量。
当开关19接通时电压传感器16的测量值，即闭路电压CCV是通过从电源的电动势12减去由电极间内部电阻Rimp引起的损耗和由反应电阻REDL引起的损耗而获得的值。
因此，如图9所示，对于电源12的相同剩余量，建立了开路电压OCV大于闭路电压CCV的关系。图9示出了根据在LITHIUM COBALT SPINEL OXIDE:A STRUCTURAL ANDELECTROCHEMICAL STUDY(ERIKA MEZA等人，J.Chil.Chem.Soc,53，第2期(2008)，第1494-1497页)中公开的使用尖晶石型Li1+xCo2O4作为其正极活性物质的锂离子蓄电池的放电的开路电压OCV与闭路电压CCV之间的关系。纵轴表示开路电压OCV和闭路电压CCV的电压值，并且随着其上升，电压值增加。横轴表示正极活性物质中的锂的量，并且其越向右，则锂的量增加。换句话说，随着其向右移动，剩余的蓄电容量减小，并且放电的累计值增大。
该关系表示为图10的曲线图，其纵轴表示电压，横轴表示时间。图8所示的等效电路中的闭路电压CCV的时间变化可以表示为下面的表达式1和表达式2。
Figure BDA0002255711750000091
Figure BDA0002255711750000092
在表达式2中，Rload表示负载21的电阻值。
紧接在接通开关19之后，作为主要延迟分量的反应电阻REDL可以忽略。换句话说，紧接在开关19接通之后，即，当t为0时，开路电压OCV和闭路电压CCV之间的差取决于由电极间内部电阻Rimp引起的电压降。
这可以表示为来自表达式1和表达式2的表达式3。
Figure BDA0002255711750000093
同时，在t足够大于表达式1和表达式2中的主要延迟分量缓解时间(时间常数)REDL和CEDL的乘积的情况下，开路电压OCV和闭路电压CCV之间的差可归因于电极间内部电阻Rimp引起的电压降与反应电阻REDL引起的电压降之和。
这可以表示为来自表达式1和表达式2的表达式4。
Figure BDA0002255711750000094
顺便说一下，通常，REDL和CEDL是足够小的值。因此，应当注意，在闭合开关19之后的相对较早的时刻处(近似地)建立表达式4的关系。
电源状态诊断单元52基于电源12的开路电压OCV和电源12的闭路电压CCV获取内部电阻R。闭路电压CCV例如是由电压传感器16获得的实际测量值。
闭路电压CCV可以是在电路闭合之后经过足够的时间(t＝t1)时获得的实际测量值，或者可以是在电路闭合之后经过足够的时间之前(t<t1)所获得的实际测量值。在将在电路闭合之后经过足够的时间之前(t＜t1)获得的实际测量值用作闭路电压CCV的情况下，可以更早地获取闭路电压CCV。在这种情况下，电源状态诊断单元52使用仅基于由作为DC分量的电极间内部电阻Rimp引起的电压降而设置的阈值作为与获取的内部电阻R相比较的阈值，而不考虑作为闭路电压CCV的主要延迟分量的反应电阻REDL。在本实施例中，作为示例，可以使用紧接在电路闭合之后获得的闭路电压CCV。
同时，在将电路闭合之后经过足够的时间时(t＝t1)获得的实际测量值用作闭路电压CCV的情况下，可以精确地获取闭路电压CCV。在这种情况下，电源状态诊断单元52考虑到作为闭路电压CCV的主要延迟分量的反应电阻REDL，使用基于由电极间内部电阻Rimp引起的电压降和由反应电阻REDL引起的电压降之和设置的阈值作为与获取的内部电阻R相比较的阈值。但是，闭路电压CCV不限于实际测量值，也可以使用估计值。通过估计闭路电压CCV，有可能不需要实际测量闭路电压CCV。由于闭路电压CCV用作主要的延迟系统，因此花费很长时间才能完全稳定下来。为了方便起见，在本实施例中，可以使用在电路闭合之后经过缓解时间或者经过缓解时间和预定值之和的时间时获得的闭路电压CCV。
此外，电源状态诊断单元52可以使用比向负载21放电以生成气雾剂时的电流小的电流来获取闭路电压CCV，或者可以使用常数作为电流值以导出内部电阻R。在使用实际测量值作为电流值的情况下，可以使用电流传感器(图中未示出)来测量电流值。如果使用小电流获取闭路电压CCV，则可以减小实际电流值和在表达式3和表达式4中被视为常数的I之间的偏差。而且，可以抑制在获取闭路电压CCV期间生成气雾剂。
如果为了获得闭路电压CCV而施加了比向负载21放电以生成气雾剂时的电流小的小电流，则可以降低用于获取闭路电压的CCV的功耗。另外，如果将常数用作电流值以便导出内部电阻R，则不需要实际测量电流值。例如，通过在恒定电流控制的过程中获取闭路电压CCV，可以将常数用作电流值。结果，不需要电流传感器。因此，可以减小气雾剂吸入器1的尺寸、重量和成本。
现在，将参考图11和图12描述劣化诊断控制的控制流程。
首先，气雾剂生成请求检测单元51基于吸入传感器15的输出结果来检测气雾剂生成的请求(步骤S1)。通过响应于用户的气雾剂生成请求获取电源12的劣化状态，可以使用户识别劣化确定结果。
在气雾剂生成请求检测单元51已经检测到气雾剂生成请求的情况下，获取开路电压OCV(步骤S2)；然而，在气雾剂生成请求检测单元51未检测到气雾剂生成请求的情况下，重复步骤S1的处理。在步骤S2中获取开路电压OCV之后，接通开关19(步骤S3)，并且获取闭路电压CCV(步骤S4)，以及获取电流值(步骤S5)。然而，可以在步骤S5之后执行步骤S4。
在获取电流值之后，从表达式1或表达式2导出内部电阻R(Rimp或Rimp与REDL之和)，并将得出的内部电阻R与阈值Th1比较(步骤S6)。在内部电阻R小于阈值Th1的情况下(步骤S6中为“是”)，电源状态诊断单元52确定电源12处于正常状态(步骤S7)，并且电源控制单元53执行PWM控制以生成气雾剂(步骤S8)。同时，在内部电阻R等于或大于阈值Th1的情况下(步骤S6中为“否”)，电源状态诊断单元确定电源12已经劣化(步骤S9)，并且通知控制单元54通知用户需要更换电源12。
如果在步骤S4中获取的闭路电压CCV是紧接在开关19接通之后即在t为0时获取的闭路电压，则内部电阻R为电极间内部电阻Rimp。因此，阈值Th1是基于由电极间内部电阻Rimp引起的电压降而设定的阈值。同时，如果所获取的闭路电压CCV是在经过缓解时间时即在t为t1时所获得的闭路电压CCV，则内部电阻R是电极间内部电阻Rimp和反应电阻REDL的和。因此，阈值Th1是基于由电极间内部电阻Rimp引起的电压降与由反应电阻REDL引起的电压降之和设定的阈值。
对电源12的这种劣化诊断控制是在生成气雾剂之前响应于用户的生成气雾剂的请求而执行的。因此，可以避免使用劣化的电源12。此外，在步骤S3中接通开关19以获取闭路电压CCV还用于其他目的(这里，用于用于向负载21施加闭路电压CCV的PWM控制)。因此，可以防止电流在仅用于对电源12劣化诊断的电路中流动。
在下文中，将描述上述劣化诊断控制的变形例；然而，将不再描述与图11相同的步骤。
(第一变形例的劣化诊断控制)
此外，电源状态诊断单元52可以使用常数作为电流值，以便如上所述导出内部电阻R。在使用常数作为电流值的情况下，如图13所示，在步骤S4中获取了闭路电压CCV之后，可以不执行获取电流值的步骤S5而进行下一处理(步骤S6a)。另外，在不进行电流值的获取的情况下，可以导出内部电阻R，或者也可以不导出内部电阻R。
在导出内部电阻R的情况下，基于通过将开路电压OCV和闭路电压CCV之间的差除以常数而获得的值来导出内部电阻R，并且类似地在图11的步骤S6中，将导出的内部电阻R与阈值Th1进行比较。
同时，在不导出内部电阻R的情况下，可以比较开路电压OCV和闭路电压CCV之间的差以及通过将电流值与阈值Th1相加而获得的阈值Th2。这样，即使不导出内部电阻R，也可以基于电源12在其放电时的电参数(闭路电压CCV)和电源12在其不放电时的电参数(开路电压OCV)来获取电源12的劣化状态。即使在这种情况下，也可以适当地掌握电源12的劣化状态。此外，为了获取闭路电压CCV，可以预先测量电源12放电时的电流值，并使用为常数。
阈值Th2可以是通过将仅在电源12处于劣化状态的情况下内部电阻R可以取的值乘以被认为是电流值的常数而获得的值。如果将如上所述设置的阈值Th2预先记录在存储器18中，则步骤S6中的除法处理变得不必要。因此，可以提高步骤S6a的处理速度。
(第二变形例的劣化诊断控制)
此外，由于内部电阻R取决于温度，所以电源状态诊断单元52可以从温度传感器17获取电源12的温度，并基于与电源12的温度有关的信息来设置阈值。在图14所示的实施例中，在步骤S2中获取开路电压OCV之后，在步骤S3中接通开关19之前获取温度TBatt(步骤S21)。然而，电源12的温度的获取不限于此，并且可以在任何时间执行。在获取电源12的温度之后，在步骤S6b中，比较导出的内部电阻R和基于电源12的温度设置的阈值Th3。换句话说，由于内部电阻R随着电源12的温度降低而增加，所以阈值Th3随着电源12的温度降低而被设置为更大。如果如上所述考虑内部电阻R的温度依赖性，则可以更适当地获取电源12的劣化。
在本实施例中，使用温度TBatt校正阈值Th3。可替代地，可以校正在步骤S6b中导出的内部电阻R。作为示例，当电源12的温度低时，可以通过设置大电流值I或将内部电阻R乘以小于1的预定系数来执行校正。优选地，内部电阻R的校正量随着电源12的温度降低而增加。换句话说，优选的是，随着电源12的温度降低，增大电流值I或减小内部电阻倍增的系数。
另外，优选地，温度传感器17被布置为靠近电源12；然而，温度传感器可以布置成远离电源12。在这种情况下，可以通过考虑电源12与温度传感器17之间的距离来校正温度传感器17的测量值来获得电源12的温度TBatt。
(第三变形例的劣化诊断控制)
另外，电源状态诊断单元52可以将获取的开路电压OCV和获取的闭路电压CCV中的至少一个用于其他目的。这里，以使用获取的开路电压OCV和获取的闭路电压CCV来确定电源12中存储的电量(SOC)的情况为例。在图15所示的实施例中，在步骤S2中获取开路电压OCV之后，将所获取的开路电压OCV与阈值Th4(参见图9)进行比较，阈值Th4是需要充电的值(步骤S20)。在开路电压OCV等于或小于阈值Th4的情况下(步骤S20中为“否”)，通知控制单元54通知用户需要对电源12充电(步骤S11)。
此外，在步骤S4中获取了闭路电压CCV之后，将所获取的闭路电压CCV与阈值Th5(见图9)进行比较，阈值Th5是需要充电的值(步骤S40)。在闭路电压CCV等于或小于阈值Th5的情况下(步骤S40中为“否”)，通知控制单元54通知用户需要对电源12充电(步骤S11)。这样，可以进行存储的电量的确定以及电源12的劣化的确定。另外，在图15所示的实施例中，示出使用获取的开路电压OCV和获取的闭路电压CCV来确定存储在电源12中的电量的情况为例。然而，它们中的仅任何一个可以用于确定存储在电源12中的电量，或者它们可以用于其他目的。
作为其他目的的示例，所获取的开路电压OCV和所获取的闭路电压CCV可以用于设置上述PWM控制的占空比或PFM控制中的OFF时间。
(故障诊断控制)
另外，电源状态诊断单元52不仅可以诊断电源12的劣化，而且可以诊断电源12的故障。如上所述，随着电源12的劣化的进行，内部电阻值增大。顺便说一下，如果电源12发生故障，则电源12的内部电阻可能显示出极大或极小的值。例如，如果电源12短路，则由于可能流过过大的电流，因此内部电阻显示出极小的值。另外，作为另一示例，如果电源12的电解液减少或用尽，则由于电流很少流动，所以电源12的内部电阻显示出极大的值。
使用该现象，电源状态诊断单元52可以通过检测小于当电源12是全新的时其可以取的内部电阻值的内部电阻值来检测由于短路等引起的电源12的故障。而且，电源状态诊断单元52可以通过检测足够大于用于劣化检测的阈值的内部电阻值来检测由于电解液等的减少或耗尽引起的电源12的故障。
通知控制单元54可以基于通过电源状态诊断单元52对电源12的故障的检测来控制通知单元45，使得通知单元通知更换电源12的时刻。
然而，本发明不限于上述实施例，并且可以适当地进行修改、改进等。
在本说明书中，至少公开了以下发明(1)至(22)。
(1)一种用于气雾剂吸入器的电源单元，所述电源单元包括：
能够向负载放电以用于从气雾剂源生成气雾剂的电源；以及
控制单元，其被配置为控制电源，其中
控制单元基于电源的内部电阻获取电源的劣化状态或故障状态。
根据(1)，利用电源的内部电阻随着电源的劣化的进行而增加来获取电源的内部电阻。因此，可以在更短的时间内适当地掌握电源的劣化状态或故障状态。
(2)根据(1)所述的电源单元，其中，
控制单元基于电源的开路电压和电源的闭路电压获取内部电阻。
根据(2)，由于获取了电源的开路电压和电源的闭路电压，因此可以容易地导出电源的内部电阻。
(3)根据(2)所述的电源单元，其中
闭路电压是实际测量值。
根据(3)，由于使用了由电压表获取的电源的闭路电压，因此与使用估计值的情况相比，可以提高内部电阻的导出的精度。
(4)根据(3)所述的电源单元，其中
闭路电压是在闭路之后经过预定时间时获得的实际测量值。
根据(4)，因为在闭路电压稳定之后测量闭路电压，所以可以精确地获取闭路电压。
(5)根据(3)所述的电源单元，其中
控制单元基于内部电阻与阈值之间的比较来获取电源的劣化状态或故障状态，该阈值的设置不考虑闭路电压的主要延迟分量。
根据(5)，由于甚至在闭路电压稳定之前设定了用于进行劣化确定或故障确定的阈值而无需考虑闭路电压的主要延迟分量，因此能够更早、更准确地获得电源的劣化状态或故障状态。
(6)根据(3)所述的电源单元，其中
控制单元基于内部电阻与仅基于内部电阻的DC分量设置的阈值之间的比较来获取电源的劣化状态或故障状态。
根据(6)，由于基于内部电阻与仅基于内部电阻的DC分量设置的阈值之间的比较来进行劣化确定或故障确定，因此能够更早、更准确地获得电源的劣化状态或故障状态。
(7)根据(3)至(6)中任一项所述的电源单元，其中
控制单元使用小于向负载放电以生成气雾剂时的电流的电流来获取闭路电压。
根据(7)，由于使用了小电流，因此可以减少用于获取闭路电压的功耗。另外，可以抑制在获取闭路电压时生成气雾剂。
(8)根据(2)所述的电源单元，其中，
所述闭路电压是估计值。
根据(8)，由于估计了闭路电压，因此不需要实际测量闭路电压。因此，虽然可以减少功耗，但是可以抑制在获取闭路电压时生成气雾剂。
(9)根据(2)至(8)中任一项所述的电源单元，其中
控制单元基于通过将开路电压和闭路电压之间的差除以常数而获得的值导出内部电阻，或者
所述控制单元基于所述开路电压与所述闭路电压之间的差与仅在所述电源处于劣化状态或故障状态的情况下内部电阻可取的值乘以常数所得的值之间的比较，来获取所述电源的劣化状态或故障状态。
根据(9)，由于将常数用作导出内部电阻的电流值，因此不需要实际测量电流值。因此，不需要电流传感器。因此，可以减少气雾剂吸入器的重量、成本和尺寸。此外，可以更快地进行内部电阻的导出等。
(10)根据(9)所述的用于气雾剂吸入器的电源单元，其中：
所述常数是基于获取所述闭路电压时所述电源放电的电流值来设定的。
根据(10)，由于基于获取闭路电压时电源放电的电流值来设定所述常数，所以能够更准确地进行内部电阻的导出等。
(11)根据(1)至(10)中任一项所述的电源单元，其中
控制单元响应于对气雾剂生成的请求获取劣化状态或故障状态。
根据(11)，由于响应于用户的气雾剂生成请求而获取电源的劣化状态，因此可以使用户识别劣化确定的结果。另外，可以在适当的时机执行劣化确定，同时抑制可能由过度的劣化确定而引起的功耗。
(12)根据(1)至(11)中任一项所述的电源单元，其中
控制单元在气雾剂生成之前获取劣化状态或故障状态。
根据(12)，由于在气雾剂生成之前获得劣化状态或故障状态，所以可以防止使用处于劣化状态的电源。
(13)根据(1)至(12)中任一项所述的电源单元，其中
控制单元基于所述内部电阻和基于所述电源的温度而设置的阈值之间的比较，或者基于阈值和基于所述电源的温度而校正的所述电源的内部电阻之间的比较，来获取所述电源的劣化状态或故障状态。
根据(13)，由于考虑到内部电阻的温度依赖性，所以可以更适当地获取电源的劣化状态或故障状态。
(14)根据(13)所述的电源单元，其中，
随着电源温度的降低，基于电源温度校正内部电阻的校正量或基于电源温度设置的阈值增加。
根据(14)，由于随着电源温度的降低，用于劣化确定或故障确定的阈值或校正量增加，因此考虑到温度较低时内部电阻增加可以更适当地获取电源的劣化状态或故障状态。
(15)根据(2)至(9)中的任一项所述的电源单元，其中，
控制单元将开路电压和闭路电压中的至少一个用于另一目的。
根据(15)，由于所获取的开路电压和/或所获取的闭路电压被用于另一目的，因此可以防止电流仅针对电源的劣化确定或故障确定而流动。
(16)根据(15)所述的电源单元，其中
另一目的是确定电源中存储的电量。
根据(16)，由于将获取的开路电压和/或获取的闭路电压用于确定电源中存储的电量，因此可以与对电源的劣化的确定一起进行存储量的确定。
(17)根据(15)所述的电源单元，其中，
另一目的是用于向负载放电以生成气雾剂的PWM控制或PFM控制。
根据(17)，由于在用于向负载放电的PWM控制或PFM控制中使用闭路电压，因此可以防止电流仅针对电源的劣化判定或故障判定而流动。
(18)一种用于气雾剂吸入器的电源单元的控制方法，所述电源单元包括能够向负载放电以从气雾剂源生成气雾剂的电源，所述控制方法包括：
基于电源的内部电阻获取电源的劣化状态或故障状态。
根据(18)，由于电源的内部电阻是利用电源的内部电阻随着电源的劣化的进行而增大来导出的，因此能够在更短的时间内适当地掌握电源的劣化状态或故障状态。
(19)一种用于气雾剂吸入器的电源单元的控制程序，该电源单元包括能够向负载放电以从气雾剂源生成气雾剂的电源，该控制程序使计算机运行：
基于电源的内部电阻来获取电源的劣化状态或故障状态的控制步骤。
根据(19)，由于电源的内部电阻是使用电源的内部电阻随着电源的劣化的进行或由于电源故障而增加来导出的，因此可以在更短的时间内适当地掌握电源的劣化状态或故障状态。
(20)一种用于气雾剂吸入器的电源单元，所述电源单元包括：
能够向负载放电以从气雾剂源生成气雾剂的电源；以及
控制单元，其被配置为控制电源，其中
控制单元基于在电源被放电时电源的电参数与在电源不放电时电源的电参数之间的差来获取电源的劣化状态或故障状态。
根据(20)，由于基于电源放电时电源的电参数和电源不放电时电源的电参数之间的差来获取电源的劣化状态或故障状态，因此，可以适当地掌握电源的劣化状态或故障状态。
(21)一种用于气雾剂吸入器的电源单元的控制方法，所述电源单元包括能够向负载放电以从气雾剂源生成气雾剂的电源，所述控制方法包括：
基于在电源放电时电源的电参数与在电源不放电时电源的电参数之间的差来获取电源的劣化状态或故障状态。
根据(21)，由于基于电源放电时电源的电参数和电源不放电时电源的电参数之间的差来获取电源的劣化状态或故障状态，因此，可以适当地掌握电源的劣化状态或故障状态。
(22)一种用于气雾剂吸入器的电源单元的控制程序，该电源单元包括能够向负载放电以从气雾剂源生成气雾剂的电源，该控制程序使计算机运行：
基于在电源放电时电源的电参数与在电源不放电时电源的电参数之间的差来获取电源的劣化状态或故障状态的控制步骤。
根据(22)，由于基于电源放电时电源的电参数和电源不放电时电源的电参数之间的差来获取电源的劣化状态或故障状态，因此，可以适当地掌握电源的劣化状态或故障状态。
根据(1)、(18)至(23)，因为基于电源的内部电阻获取电源的劣化状态或故障状态，或者基于电源放电时电源的电参数和电源不放电时电源的电参数之间的差来获取电源的劣化状态或故障状态，所以可以适当地掌握电源的劣化状态或故障状态。因此，可以在适当的时间提示用户等更换电源。因此，具有节能效果，其中可以最大化无需更换全新的电源来使用电源的时间。
根据本发明，基于随着电源的劣化电源的内部电阻增加，导出电源的内部电阻等，从而可以在更短时间内适当地掌握电源的劣化状态或故障状态。

Claims (21)

1.一种用于气雾剂吸入器的电源单元，所述电源单元包括：
电源，其能够向负载放电以从气雾剂源生成气雾剂；以及
控制单元，其被配置为控制所述电源，其中
所述控制单元使用小于当向负载放电以生成气雾剂时的电流的电流，来测量所述电源的闭路电压，
所述控制单元基于所述闭路电压和所述电源的开路电压获取所述电源的内部电阻，以及
所述控制单元基于所述内部电阻获取所述电源的劣化状态或故障状态。
2.一种用于气雾剂吸入器的电源单元，所述电源单元包括：
电源，其能够向负载放电以从气雾剂源生成气雾剂；以及
控制单元，其被配置为控制所述电源，其中
所述控制单元基于所述电源的开路电压和所述电源的闭路电压获取内部电阻，
所述控制单元基于所述内部电阻获取所述电源的劣化状态和故障状态，以及
所述控制单元使用所述开路电压和所述闭路电压中的至少一个用于另一目的。
3.根据权利要求2所述的电源单元，其中
所述另一目的是确定所述电源中存储的电量。
4.根据权利要求2所述的电源单元，其中，
所述另一个目的是用于向负载放电以生成气雾剂的PWM控制或PFM控制。
5.一种用于气雾剂吸入器的电源单元，所述电源单元包括：
电源，其能够向负载放电以从气雾剂源生成气雾剂；以及
控制单元，其被配置为控制所述电源，其中
所述控制单元测量所述电源的闭路电压，
所述控制单元基于所述闭路电压和所述电源的开路电压获取所述电源的内部电阻，以及
所述控制单元基于所述内部电阻与不考虑所述闭路电压的主要延迟分量而设置的阈值之间的比较来获取所述电源的劣化状态或故障状态。
6.一种用于气雾剂吸入器的电源单元，所述电源单元包括：
电源，其能够向负载放电以从气雾剂源生成气雾剂；以及
控制单元，其被配置为控制所述电源，其中
所述控制单元测量所述电源的闭路电压，
所述控制单元基于所述闭路电压和所述电源的开路电压获取所述电源的内部电阻，以及
所述控制单元基于所述内部电阻与仅基于所述内部电阻的DC分量而设置的阈值之间的比较来获取所述电源的劣化状态或故障状态。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的电源单元，其中
所述控制单元基于在不考虑所述闭路电压的主要延迟分量的情况下设置的阈值与所述内部电阻之间的比较来获取所述电源的劣化状态或故障状态。
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的电源单元，其中，
所述控制单元基于仅基于所述内部电阻的DC分量而设置的阈值与所述内部电阻之间的比较来获取所述电源的劣化状态或故障状态。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电源单元，其中
所述控制单元基于通过将所述开路电压和所述闭路电压之间的差除以常数而获得的值来导出所述内部电阻，或者
所述控制单元基于所述开路电压和所述闭路电压之间的差与仅在所述电源处于劣化状态或故障状态的情况下所述内部电阻可取的值乘以常数所得的值之间的比较，来获取所述电源的劣化状态或故障状态。
10.根据权利要求9所述的电源单元，其中，
所述常数基于获取所述闭路电压时所述电源放电的电流值来设置。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的电源单元，其中，
所述控制单元在气雾剂生成之前获取劣化状态或故障状态。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的电源单元，其中
所述控制单元基于所述内部电阻与基于电源的温度而设置的阈值之间的比较，或者基于阈值与基于电源的温度而校正的所述电源的所述内部电阻之间的比较，来获取所述电源的劣化状态或故障状态。
13.根据权利要求12所述的电源单元，其中
随着电源的温度降低，基于电源的温度而校正所述内部电阻的校正量或基于电源的温度而设置的阈值增加。
14.一种用于气雾剂吸入器的电源单元的控制方法，所述电源单元包括能够向负载放电以从气雾剂源生成气雾剂的电源，所述控制方法包括：
使用小于向负载放电以生成气雾剂时的电流的电流来测量所述电源的闭路电压；
基于所述闭路电压和所述电源的开路电压获取所述电源的内部电阻；以及
基于所述内部电阻获取所述电源的劣化状态或故障状态。
15.一种用于气雾剂吸入器的电源单元的控制程序，所述电源单元包括能够向负载放电以从气雾剂源生成气雾剂的电源，所述控制程序使计算机执行以下控制步骤：
使用小于向负载放电以生成气雾剂时的电流的电流来测量所述电源的闭路电压；
基于所述闭路电压和所述电源的开路电压获取所述电源的内部电阻；以及
基于所述内部电阻获取所述电源的劣化状态或故障状态。
16.一种用于气雾剂吸入器的电源单元的控制方法，所述电源单元包括能够向负载放电以从气雾剂源生成气雾剂的电源，所述控制方法包括：
基于所述电源的开路电压和所述电源的闭路电压获取内部电阻，
基于所述内部电阻获取所述电源的劣化状态或故障状态，以及
将所述开路电压和所述闭路电压中的至少一个用于另一目的。
17.一种用于气雾剂吸入器的电源单元的控制程序，所述电源单元包括能够向负载放电以从气雾剂源生成气雾剂的电源，所述控制程序使计算机执行以下控制步骤：
基于所述电源的开路电压和所述电源的闭路电压获取内部电阻，
基于所述内部电阻获取所述电源的劣化状态或故障状态，以及
将所述开路电压和所述闭路电压中的至少一个用于另一目的。
18.一种用于气雾剂吸入器的电源单元的控制方法，所述电源单元包括能够向负载放电以从气雾剂源生成气雾剂的电源，所述控制方法包括：
测量所述电源的闭路电压，
基于所述闭路电压和所述电源的开路电压，获取所述电源的内部电阻，以及
基于所述内部电阻与不考虑所述闭路电压的主要延迟分量而设置的阈值之间的比较，来获取所述电源的劣化状态或故障状态。
19.一种用于气雾剂吸入器的电源单元的控制程序，所述电源单元包括能够向负载放电以从气雾剂源生成气雾剂的电源，所述控制程序使计算机执行以下控制步骤：
测量所述电源的闭路电压，
基于所述闭路电压和所述电源的开路电压，获取所述电源的内部电阻，以及
基于所述内部电阻与不考虑所述闭路电压的主要延迟分量而设置的阈值之间的比较，来获取所述电源的劣化状态或故障状态。
20.一种用于气雾剂吸入器的电源单元的控制方法，所述电源单元包括能够向负载放电以从气雾剂源生成气雾剂的电源，所述控制方法包括：
测量所述电源的闭路电压，
基于所述闭路电压和所述电源的开路电压，获取所述电源的内部电阻，以及
基于所述内部电阻与仅基于所述内部电阻的DC分量而设置的阈值之间的比较，来获取所述电源的劣化状态或故障状态。
21.一种用于气雾剂吸入器的电源单元的控制程序，所述电源单元包括能够向负载放电以从气雾剂源生成气雾剂的电源，所述控制程序使计算机执行以下控制步骤：
测量所述电源的闭路电压，
基于所述闭路电压和所述电源的开路电压，获取所述电源的内部电阻，以及
基于所述内部电阻与仅基于所述内部电阻的DC分量而设置的阈值之间的比较，来获取所述电源的劣化状态或故障状态。
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