CN111225573B - 防止气溶胶生成装置的加热器的超调的方法及用于实现该方法的气溶胶生成装置 - Google Patents

防止气溶胶生成装置的加热器的超调的方法及用于实现该方法的气溶胶生成装置 Download PDF

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Abstract

本发明的一实施例，公开一种控制供应到加热器的电力的方法，包括：第一方式控制步骤，以第一方式控制供应到所述加热器的电力，直至所述加热器的温度达到预热温度区间的上限值；及第二方式控制步骤，当所述加热器的温度达到所述上限值时，以第二方式控制供应到所述加热器的电力，直至达到更高于所述上限值的目标温度。

Description

防止气溶胶生成装置的加热器的超调的方法及用于实现该方 法的气溶胶生成装置
技术领域
本发明涉及一种防止气溶胶生成装置的加热器的超调的方法及用于实现该方法的气溶胶生成装置，更具体地，涉及一种不会发生气溶胶的加热器的超调且能够改善预热速度的方法及用于实现该方法的气溶胶生成装置。
背景技术
近来，关于用来克服普通卷烟的缺点的替代方法的需求日益增加。例如，针对不通过燃烧卷烟而是通过对卷烟内的气溶胶生成物质进行加热而生成气溶胶的方法的需求日益增加。因此，对于加热式卷烟或加热式气溶胶生成装置的研究日益活跃。
气溶胶生成装置通常包括加热气溶胶生成基质以生成气溶胶的加热器(heater)，并且，为了控制供应到加热器的电力，具有另设的主控制单元(Main Controller Unit，MCU)。
为了确保快速的预热速度，在短时间内向气溶胶生成装置的加热器提供高电力时，加热器的温度会急剧上升，从而发生加热器被以远远超出加热器的目标温度的温度加热的超调(overshoot)现象。超调现象不仅会损坏构成气溶胶生成装置的各种模块，还会向吸入气溶胶的使用者提供不愉快的吸烟经验。
一方面，通过比例积分微分(Proportional Integral Difference，PID)控制方式提升加热器的温度时，由于PID控制算法的特性，不会发生加热器的超调现象，但由非常缓慢的预热速度，存在使用者的等待时间变长的问题。
发明内容
发明要解决的问题
本发明要解决的技术问题在于，提供一种按不同区间分别控制加热器的温度，以防止气溶胶生成装置的加热器的超调的方法及用于实现该方法的气溶胶生成装置。
用于解决问题的手段
用于解决所述技术问题的本发明的一实施例的装置的特征在于，气溶胶生成装置包括：加热器，加热气溶胶生成基质以生成气溶胶，控制部，控制供应到所述加热器的电力；所述控制部，以第一方式控制供应到所述加热器的电力，直至所述加热器的温度达到预热温度区间的上限值，并且，以第二方式控制供应到所述加热器的电力，直至所述加热器的温度从所述上限值上升至目标温度。
用于解决所述技术问题的本发明的另一实施例的方法，控制供应到加热器的电力的方法，包括：第一方式控制步骤，以第一方式控制供应到所述加热器的电力，直至所述加热器的温度达到预热温度区间的上限值；及第二方式控制步骤，当所述加热器的温度达到所述上限值时，以第二方式控制供应到所述加热器的电力，直至达到更高于所述上限值的目标温度。
本发明的一实施例，可提供储存有用于实现所述方法的程序的计算机可读介质。
发明效果
根据本发明，不仅不会发生气溶胶生成装置的加热器的超调，并且，能够与仅用现有的PID控制方式控制供应到加热器的电力时相比，气溶胶生成装置的主控制单元能够确保更快的预热速度。
附图说明
图1至图3是示出卷烟插入气溶胶生成装置的一例的图。
图4是示出卷烟的一例的图。
图5是示意性示出本发明的气溶胶生成装置的一例的方框图。
图6示出用于说明按区间控制气溶胶生成装置的加热器的温度的方法的图表。
图7示出控制供应到本发明的加热器的电力的方法的一例的流程图。
图8示出控制供应到本发明的加热器的电力的方法的另一例的流程图。
图9示出控制供应到本发明的加热器的电力的方法的又一例的流程图。
图10示出用于说明按区间控制气溶胶生成装置的加热器的温度的方法的图表。
图11示出按区间控制本发明的气溶胶生成装置的加热器的温度的方法的一例的流程图。
图12示出控制部确定降温区间的长度的一例的流程图。
图13是示出控制部确定温度维持区间的长度的一例的流程图。
图14示出用于说明区分预热区间及维持区间来控制加热器的温度的方式的现有的不区分区间进行控制的方式的区别及区分区间进行控制的方式的问题的图表。
图15示出用于说明根据部分实施例的调节目标温度的一例的图表。
图16示出用于说明根据部分实施例的调节目标温度的另一例的图表。
图17示出用于说明根据部分实施例的随时间的流逝而累积的加热器的温度和目标温度的差值的累积值的图表。
图18示出用于说明根据部分实施例的基于累积值的变化来调节目标温度的一例的图表。
图19示出用于说明根据部分实施例的基于累积值的变化来调节目标温度的另一例的图表。
图20是用于说明根据部分实施例的控制加热容纳在气溶胶生成装置中的卷烟的加热器的温度的方法的流程图。
具体实施方式
用于解决所述技术问题的本发明的一实施例的装置中，气溶胶生成装置包括：加热器，加热气溶胶生成基质以生成气溶胶，控制部，控制供应到所述加热器的电力；所述控制部以第一方式控制供应到所述加热器的电力，直至所述加热器的温度达到预热温度区间的上限值，然后以第二方式控制供应到所述加热器的电力，直至所述加热器的温度从所述上限值上升至目标温度。
所述装置的特征在于，所述控制部以所述第一方式控制供应到所述加热器的电力，直至所述加热器的温度从所述预热温度区间的下限值达到所述上限值。
所述装置的特征在于，所述第一方式是，掌握电池的输出电压范围，并根据所述输出电压范围的上限值加热所述加热器直至所述预热温度区间的上限值的方式。
所述装置的特征在于，所述控制部以固定输出脉冲宽度调制(PWM)控制的方式来控制所述加热器被加热，直至达到所述输出电压范围的上限值。
所述装置的特征在于，所述第一方式是固定输出脉冲宽度调制(PWM)控制方式，所述第二方式是比例积分微分(PID)控制方式。
所述装置的特征在于，所述下限值是，在摄氏160度至220度中任意选择的温度值，所述上限值是，在摄氏250度至310度中任意选择的温度值。
所述装置的特征在于，相对于所述目标温度的所述上限值的比例为预先设定的值。
所述装置的特征在于，所述比例为在0.65至0.95之间任意选择的值。
所述装置的特征在于，所述控制部用计时器测量以所述第一方式控制供应到所述加热器的电力的时间，基于所述测量的结果，检测到所述加热器的温度达到所述上限值的预计时间的时间经过时，以所述第二方式控制供应到所述加热器的电力。
用于解决所述技术问题的本发明的另一实施例的方法中，控制供应到加热器的电力的方法包括：第一方式控制步骤，以第一方式控制供应到所述加热器的电力，直至所述加热器的温度达到预热温度区间的上限值；及第二方式控制步骤，当所述加热器的温度达到所述上限值时，以第二方式控制供应到所述加热器的电力，直至达到更高于所述上限值的目标温度。
所述方法的特征在于，还包括，掌握所述加热器的温度是否低于预热温度区间的下限值的加热器温度掌握步骤；所述第一方式控制步骤中，当所述加热器的温度低于所述下限值时，以所述第一方式控制供应到所述加热器的电力，直至所述加热器的温度达到所述上限值。
所述方法的特征在于，所述第一方式是，掌握电池的输出电压范围，并根据所述输出电压范围的上限值加热所述加热器直至达到所述预热温度区间的上限值的方式。
所述方法的特征在于，所述第一方式是，以固定输出脉冲宽度调制(PWM)控制的方式来控制所述加热器被加热，直至达到所述输出电压范围的最大值。
所述方法的特征在于，所述第一方式是固定输出脉冲宽度调制(PWM)控制方式，所述第二方式是比例积分微分(PID)控制方式。
所述方法的特征在于，所述下限值是在摄氏160度至220度中任意选择的温度值，所述上限值是在摄氏250度至310度中任意选择的温度值。
所述方法的特征在于，相对于所述目标温度的所述上限值的比例为预先设定的值。
所述方法的特征在于，所述比例为在0.65至0.95之间任意选择的值。
所述方法的特征在于，所述第一方式控制步骤中，用计时器测量以所述第一方式控制供应到所述加热器的电力的时间，所述第二方式控制步骤中，基于所述测量的结果，检测到所述加热器的温度达到所述上限值的预计时间的时间经过时，以所述第二方式控制供应到所述加热器的电力。
本发明的一实施例可提供一种储存有用于实现上述方法的程序的计算机可读介质。
本发明可实施多种变形，且可具有各种实施例，在附图中示出特定的实施例，并在具体实施方式中进行详细说明。本发明的效果、特征以及用于实现这些的方法，通过参照附图及详细记载的以下的实施例，会变得更加明确。然而，本发明不限于以下公开的各实施例，而是可以以不同方式实现。
下面，参照附图，对本发明的各实施例进行详细说明。在参照附图进行说明时，对相同或者相对应的部件使用了相同的附图标记，并省略了重复说明。
在以下的实施例中，第一、第二等术语并无限定含义，其使用目的在于，将一个部件与另一个部件区分开。
在以下的实施例中，在上下文中未明确区分说明的情况下，单数的表述包括复数的表述。
在以下的实施例中，“包括”或者“具有”等术语是指，存在说明书中记载的特征或部件，而并非排除附加一个以上的其他特征或部件的可能性。
在某一实施例能够通过其他方式来实现的情况下，特定的工序顺序可以与所说明的顺序不同。例如，相继说明的两个工序，实质上可以同时实施，也可以以与所说明的顺序相反的顺序实施。
下面，参照附图，对本发明的实施例进行详细说明。
图1至图3是示出卷烟插入在气溶胶生成装置的一例的图。
参照图1，气溶胶生成装置10包括电池120、控制部110及加热器130。参照图2及图3，气溶胶生成装置10还包括汽化器180。另外，气溶胶生成装置10的内部空间可插入卷烟200。
在图1至图3所示的气溶胶生成装置10中示出了与本实施例相关的各部件。因此，只要是本实施例相关技术领域的普通技术人员就能够理解，气溶胶生成装置10还可以包括除图1至图3所示的各部件之外的其他常用的部件。
另外，虽然图2及图3中示出了气溶胶生成装置10包括加热器130，但根据需要，可以省略加热器130。
图1中示出了电池120、控制部110及加热器130设置成一列。另外，图2中示出了电池120、控制部110、汽化器180及加热器130设置成一列。另外，图3中示出了汽化器180及加热器130并列设置。但是，气溶胶生成装置10的内部结构并不限于图1至图3中示出的结构。换言之，根据气溶胶生成装置10的设计情况，可以变更电池120、控制部110、加热器130及汽化器180的设置。
若卷烟200插入在气溶胶生成装置10，则气溶胶生成装置10可以使加热器130及/或汽化器180动作，从而由卷烟200及/或汽化器180产生气溶胶。借助加热器130及/或汽化器180产生的气溶胶，经由卷烟200并传递至使用者。
根据需求，即使卷烟200未插入在气溶胶生成装置10，气溶胶生成装置10也可以加热加热器130。
电池120供给用于使气溶胶生成装置10动作的电力。例如，电池120可以供电以使加热器130或者汽化器180加热，且可向控制部110供给动作所需的电力。另外，电池120可以向设置在气溶胶生成装置10的显示器、传感器、电机等供给动作所需的电力。
控制部110整体控制气溶胶生成装置10的动作。具体而言，控制部110除了控制电池120、加热器130及汽化器180之外，还控制包括在气溶胶生成装置10中的其他各部件的动作。另外，控制部110还可以确认气溶胶生成装置10的各部件的状态，来判断气溶胶生成装置10是否处于能够动作的状态。
控制部110至少包括一个处理器。处理器可以由多个逻辑门阵列实现，也可以通过通用的微处理器和存储有能够在该微处理器执行的程序的存储器的组合来实现。另外，只要是本实施例所属技术领域的普通技术人员就能够理解，还可以由其他形式的硬件来实现。
加热器130可由电池120供给的电力进行加热。例如，当卷烟插入气溶胶生成装置10时，加热器130可位于卷烟的外部。因此，加热后的加热器130可使卷烟内的气溶胶生成物质的温度上升。
加热器130可以是电阻式加热器。例如，加热器130可包括导电轨道(track)，当电流在导电轨道流动时，加热器130被加热。然而，加热器130不限于上述例子，只要能够加热到希望温度即可，并没有特殊限制。这里，希望温度可以在气溶胶生成装置10预先设定，或可以由使用者设定期望温度。
一方面，作为另一例，加热器130可以是感应加热式加热器。具体而言，加热器130可包括用于以感应加热方式加热卷烟的导电线圈，卷烟可包括能够被感应加热式加热器加热的基座。
例如，加热器130可包括管形加热部件、板形加热部件、针形加热部件或棒形加热部件，可根据加热部件的形状来加热卷烟200的内部或外部。
另外，气溶胶生成装置10可设置有多个加热器130。此时，多个加热器130可设置成能插入卷烟200的内部，还可设置在卷烟200的外部。另外，也可以在多个加热器130中的一部分设置成能够插入卷烟200的内部，而其他加热器设置在卷烟200的外部。另外，加热器130的形状不限于图1至图3所示的形状，还可制成其他多种形状。
汽化器180可加热液状组合物来生成气溶胶，所生成的气溶胶经由卷烟200能够传递至使用者。换言之，由汽化器180生成的气溶胶能够沿气溶胶生成装置10的气流通路移动，气流通路可构成为使由汽化器180生成的气溶胶经由卷烟传递至使用者。
例如，汽化器180可包括液体储存部、液体传送单元及加热部件，但不限于此。例如，液体储存部、液体传送单元及加热部件可作为独立的模块包括在气溶胶生成装置10中。
液体储存部能够储存液状组合物。例如，液状组合物可以为包括含有挥发性烟草香味成分的含烟草物质的液体，还可以为包括非烟草物质的液体。液体储存部可制成能够从汽化器180拆卸或安装于汽化器180，也可以与汽化器180制成一体。
例如，液状组合物可包括水、溶剂、乙醇、植物萃取物、香料、香味剂或维生素混合物。香料可包括薄荷醇、欧薄荷、绿薄荷油、各种水果香成分等，但不限于此。香味剂可包括能够向使用者提供多种香味或风味的成分。维生素混合物可以为混合有维生素A、维生素B、维生素C及维生素E中至少一种的物质，但不限于此。另外，液状组合物可包括如甘油或丙二醇的气溶胶形成剂。
液体传送单元能够将液体储存部的液状组合物传递到加热部件。例如，液体传送单元可以为如棉纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维、多孔陶瓷的芯材(wick)，但不限于此。
加热部件是用于加热由液体传送单元传送的液状组合物的部件。例如，加热部件可以为金属热线、金属热板、陶瓷加热器等，但不限于此。另外，加热部件可由如镍铬线的导电发热丝构成，可设置成缠绕在液体传送单元的构造。加热部件可通过所供给的电流来加热，并向与加热部件接触的液体组合物传递热量，来加热液体组合物。其结果，能够生成气溶胶。
例如，汽化器180也可称为电子烟(cartomizer)或雾化器(atomizer)，但不限于此。
一方面，气溶胶生成装置10还可包括除电池120、控制部110、加热器130及汽化器180之外的其他常用的各部件。例如，气溶胶生成装置10可包括能够输出视觉信息的显示器及/或用于输出触觉信息的电机。另外，气溶胶生成装置10可包括至少一个传感器(抽吸检测传感器、温度检测传感器、卷烟插入检测传感器等)。另外，气溶胶生成装置10可制成即使在插入卷烟200的状态下也能使外部空气流入或使内部气体流出的结构。
虽然在图1至图3中没有示出，但气溶胶生成装置10可以与另设的托架一同构成系统。例如，托架可用于对气溶胶生成装置10的电池120进行充电。或者，在托架与气溶胶生成装置10相结合的状态下，也可以对加热器130进行加热。
卷烟200可以是与普通燃烧型卷烟类似的卷烟。例如，卷烟200可划分为包括气溶胶生成物质的第一部分和包括滤嘴等的第二部分。或者，卷烟200的第二部分也可包括气溶胶生成物质。例如，可以将以颗粒或胶囊形式制成的气溶胶生成物质插入第二部分。
气溶胶生成装置10的内部可插入整个第一部分，第二部分可暴露在外部。或者，气溶胶生成装置10的内部可仅插入第一部分的一部分，也可插入第一部分的整体及第二部分的一部分。使用者可以在将第二部分叼在嘴的状态下吸入气溶胶。此时，外部空气经由第一部分时生成气溶胶，所生成的气溶胶经由第二部分传递至使用者的嘴部。
作为一例，外部空气可通过形成在气溶胶生成装置10的至少一个空气通路流入。例如，形成在气溶胶生成装置10的空气通路的开闭及/或空气通路的大小，可由使用者来调节。由此，使用者能够调节雾化量、吸烟感等。作为另一例，外部空气可经由形成在卷烟200的表面的至少一个孔(hole)流入至卷烟200的内部。
下面，参照图4，对卷烟200的一例进行说明。
图4是示出卷烟的一例的图。
参照图4，卷烟200包括烟草棒210及过滤棒220。参照图1至图3所述的第一部分210包括烟草棒210，第二部分220包括过滤棒220。
图4中示出的过滤棒220为单一段结构，但不限于此。换言之，过滤棒220可由多个段构成。例如，过滤棒220可包括用于冷却气溶胶的第一段及用于过滤包括在气溶胶内的规定成分的第二段。另外，根据需求，过滤棒220还可包括执行其他功能的至少一个段。
卷烟200至少可以用一个包装纸240包装。包装纸240形成有外部空气流入或内部气体流出的至少一个孔(hole)。作为一例，卷烟200可用一个包装纸240包装。作为另一例，卷烟200可用两个以上的包装纸240重叠包装。例如，烟草棒210可以被第一包装纸包装，过滤棒220可以被第二包装纸包装。并且，被单个包装纸包装的烟草棒210及过滤棒220相结合，而且将卷烟200整体用第三包装纸再包装。如果烟草棒210或过滤棒220分别由多个段构成，则可将各段分别用单个包装纸包装。并且，可以将由分别用单个包装纸包装的各段结合而成的卷烟200的整体，用其他包装纸进行再包装。
烟草棒210可包括气溶胶生成物质。例如，气溶胶生成物质可包括甘油、丙二醇、乙二醇、二丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇及油醇中的至少一种，但不限于此。另外，烟草棒210可含有如调味剂、湿润剂及/或有机酸(organic acid)的其他添加物质。另外，可以以向烟草棒210喷射的方式，对烟草棒210添加薄荷醇或者保湿剂等调味液。
烟草棒210可以以多种方式制得。例如，烟草棒210可由薄片(sheet)材料、丝状(strand)材料制成。另外，烟草棒210可通过将烟草片切细而得的烟叶制得。另外，烟草棒210可被导热物质包围。例如，导热物质可以为如铝箔的金属箔，但不限于此。作为一例，包围烟草棒210的导热物质能够均匀分散传递到烟草棒210热量，以提高施加到烟草棒的导热率，由此能够提高烟草的味道。另外，包围烟草棒210的导热物质可发挥被感应加热式加热器加热的基座的功能。此时，虽然图中没有示出，但烟草棒210除包括包围外部的导热物质之外，还可包括其他基座。
过滤棒220可以为醋酸纤维素过滤嘴。一方面，过滤棒220的形状没有限制。例如，过滤棒220可以为圆柱型(type)棒，还可以为内部中空的管型(type)棒。另外，过滤棒220可以为半隐蔽型(type)棒。如果过滤棒220由多个段构成，则多个段中的至少一个可制成不同的形状。
过滤棒220可制成能够生成香味。作为一例，可向过滤棒220喷射调味液，也可另外向过滤棒220的内部插入涂有调味液的纤维。
另外，过滤棒220可包括至少一个胶囊230。这里，胶囊230能够发挥生成香味的功能，也能够发挥生成气溶胶的功能。例如，胶囊230可以是用被膜将含香料的液体包裹而成的结构。胶囊230可具有球形或者圆筒形的形状，但不限于此。
如果过滤棒220包括用于冷却气溶胶的段，则冷却段可由高分子物质或生物降解性高分子物质制得。例如，冷却段可仅由纯聚乳酸制得，但不限于此。或者，冷却段可由开有多个孔的醋酸纤维素过滤嘴制得。但是，冷却段不限于上述例子，只要能够执行能冷却气溶胶的功能即可，没有特殊限制。
一方面，尽管未在图4中示出，但一实施例的卷烟200还可包括前端过滤器。前端过滤器在烟草棒210中位于与过滤棒220相对的一侧。前端过滤器能够防止烟草棒210向外部脱离，而且在吸烟过程中，能够防止液化的气溶胶从烟草棒210流入到气溶胶生成装置(图1至图3的10)。
图5是示意性示出本发明的气溶胶生成装置的一例的方框图。
参照图5可知，本发明的气溶胶生成装置10包括：控制部110、电池120、加热器130、脉冲宽度调制处理部140、显示部150、电机160、储存装置170。
控制部110整体控制包括在气溶胶生成装置10中的电池120、加热器130、脉冲宽度调制处理部140、显示部150、电机160、储存装置170。尽管在图5中未示出，但根据不同实施例，控制部110还可包括接收使用者的按键输入或触摸输入的输入接收部(未图示)及能够与如使用者终端的外部通信装置执行通信的通信部(未图示)。尽管在图5中未示出，但控制部110还可进一步包括对加热器130执行比例积分微分控制(PID)的模块。
电池120向加热器130供给电力，利用控制部110，能够调节供给到加热器130的电力的大小。
加热器130在施加电流时借助固有电阻发热，当气溶胶生成基质接触(结合)到被加热的加热器时，能够生成气溶胶。
脉冲宽度调制处理部140，通过向加热器130传递脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation，PWM)信号的方式，使控制部110能够控制供给到加热器130的电力。根据不同实施例，脉冲宽度调制器处理部140还可以以包括在控制部110中的方式实现。
显示部150以视觉方式输出在气溶胶生成装置10中产生的各种警报信息(Alarmmessage)，以使使用气溶胶生成装置10的使用者能够确认。使用者通过确认输出到显示部150的电池电力不足信息或者加热器的过热警告信息等，能够在气溶胶生成装置10停止动作或者气溶胶生成装置10破坏之前采取适当的措施。
电机160被控制部110驱动，能够使使用者通过触觉识别气溶胶生成装置10已完成使用前准备动作。
储存装置170储存各种信息，这些各种信息用于使控制部110适当地控制供给到加热器130的电力，以向使用气溶胶生成装置10的使用者提供多种风味。例如，下述的第一方式或第二方式作为控制部110用于控制供应到加热器的电力的控制方式之一，储存在储存装置170中，通过控制部110的调用传送到控制部110。另一例，储存在储存装置170中的信息，可预先储存控制部110为了随时间的流逝而适当地加减控制加热器的温度而参照的温度廓线(temperature profile)、下述的控制基准比例、比较控制值等，再通过控制部110的请求将该信息发送到控制部110。储存装置170可以由如快闪存储器(flash memory)之类的非易失性存储器组成，而且为了确保更快的数据输入/输出(I/O)速度，还可以由仅在通电时临时存储数据的易失性存储器组成。
为了说明的便利，将在图6中说明根据本发明的控制部110控制供应到加热器130的电力的方式，。
图6示出用于说明按区间控制气溶胶生成装置的加热器的温度的方法的图表。
参照图6，可知，图6包括：表示预热温度区间的区间界线610a、610b；根据现有的PWM控制方式的加热器的温度变化曲线630；根据现有的PID控制方式的加热器的温度变化曲线650及本发明的加热器的温度变化曲线670。图6中，横轴代表秒(second)，竖轴代表摄氏度(Celsius Temperature)。
首先，表示预热温度区间的区间界线610a、610b分别表示本发明中的预热温度区间的下限值及上限值。参照图6，预热温度区间的下限值是190度，预热温度区间的上限值是280度，190度及280度是根据本发明的优选实施例的示例性数值，因此根据实施例，预热温度区间的下限值及上限值可能变化。例如，预热温度区间的下限值是在160度至220度之间选择的任意的温度，预热温度区间的上限值是在250度至310度之间选择的任意的温度。
接着，观察根据现有的PWM控制方式的加热器的温度变化曲线630可知，加热器的温度快速上升，在经过约7秒至8秒后，上升至约390度后，再逐渐下降。以这种固定的PWM向加热器供电时，存在的问题在于，加热器的温度在达到目标温度后，会发生超调。
一方面，观察根据现有的PID控制方式的加热器的温度变化曲线650可知，加热器的温度缓慢上升且没有发生超调，但相比于其他控制方式，加热器的温度需要更多的时间才能够到的作为加热器的目标温度的340度。
本发明的加热器的温度变化曲线670的特征在于，与仅用PID控制方式控制供应到加热器的电力时相比，具有更快的预热速度，且不会发生在仅用固定PWM控制方式控制供应到加热器的电力时发生的超调。
以下，参照图5及图6，详细说明本发明的按区间控制加热器的温度的气溶胶生成装置的动作过程。
首先，控制部110将加热器130的温度控制方式区分为预热温度区间、温度维持区间，并进行控制。
控制部110在预热温度区间以第一方式控制供应到加热器的电力。更具体地，控制部110在加热器的温度达到预热温度区间的上限值为止，以第一方式控制供应到加热器的电力。
根据实施例，控制部110可在加热器的温度从预热温度区间的下限值达到上限值为止，以第一方式控制供应到加热器的电力。根据本选择性实施例，控制部110从预热温度区间的下限值限定以第一方式控制加热器的起始点，从而具有能够明确控制部110以第一方式控制供应到加热器的电力的时间点的优点。预热温度区间作为由下限值及上限值构成的温度的范围，参照图6可知，预热温度区间的下限值可以为190度，预热温度区间的上限值可以为280度。根据实施例，预热温度区间的下限值及上限值可以为除上述的190度及280度之外的其他值。
这里，第一方式可以为固定输出脉冲宽度调制(PWM)控制方式。
作为选择性一实施例，控制部110可掌握电池120的输出电压范围，并根据输出电压范围的上限值加热至加热器的预热温度区间的上限值。电池120具有输出电压范围根据故障与否或蓄电量而变化的特性，控制部110掌握电池120的输出电压范围，并根据输出电压范围的上限值以最快速度加热加热器，从而能够进行控制，以确保比常规已知的加热器控制方法更快的预热速度。
控制部110检测到加热器的温度达到预热温度区间的上限值时，以第二方式控制供应到加热器的电力，直至加热器的温度从预热区间的上限值达到目标温度。
这里，目标温度是加热器直接/间接接触气溶胶生成物质以生成气溶胶所需的温度，是更高于预热温度区间的上限值的温度。参照图6可知，目标温度可为340摄氏度，且根据实施例，目标温度可以是更低于或更高于340度的值。
第二方式是指，与第一方式不同的控制供应到加热器的电力的方式。作为一例，当第一方式为脉冲宽度调制(PWM)控制方式时，则第二方式可以为比例积分微分(PID)控制方式。在如上所述的过程中，控制部110在接收储存在储存装置170中的温度廓线(temperature profile)及比例积分微分(PID)控制方式后，为了使快速上升到预热温度区间的上限值的加热器的温度以相对较慢的速度达到目标温度，执行比例积分微分控制。更具体地，为了以未发生加热器的超调(overshoot)的状态将加热器的温度上升至目标温度，控制部110能够适当地调节比例项、积分项和微分项的增益(gain)。
储存装置170中储存有用于执行比例积分微分控制所需的各种信息。储存在储存装置170中的各种信息，不仅包括用于比例积分微分控制的比例项、积分项、微分项的增益的示例性数值，还包括在特定时间点加热器达到特定温度时，用于在该时间点算出适宜的增益的逻辑(logic)或算法(algorithm)。
控制部110可通过温度传感器或计时器(timer)来了解加热器的温度达到预热温度区间的上限值。控制部110通过读取连接到加热器的温度传感器的值来了解加热器的温度达到预热温度区间的上限值。
另外，控制部110通过内置或以有线连接的计时器来测量以第一方式控制供应到加热器的电力的时间，基于测量的结果，当检测到加热器的温度达到上限值的预计时间的时间经过时，可将控制供应到加热器的电力的方式从第一方式变更为第二方式。例如，第一方式为固定的PWM控制方式，加热器为电阻率被众所周知的电阻体时，控制部110能够算出与供应到加热器的电力量构成比例上升的加热器的温度，就能够算出从加热器的当前温度达到预热温度区间的上限值所花费的时间。
作为选择性一实施例，控制部110以相对于目标温度的预热温度区间的上限值的比例为预先设定的值为基础，直至加热器的温度从预热温度区间的上限值达到目标温度，可以以第二方式控制供应到加热器的电力。例如，相对于目标温度的预热温度区间的上限值的比例(以下，称为“控制基准比例”)为0.8，预热温度区间的上限值为240度，控制部110能够通过第二方式控制供应到加热器的电力，直至加热器的温度从240度上升至300度。这里，将控制基准比例设置为0.8是根据本发明的优选实施例的示例性数值，可根据实施例不同，这同样适用于预热温度区间的上限值240度。例如，控制基准比例可以为0.65至0.95之间的值中的任意的值。
[数学式1]
数学式1是控制部110决定将控制方式从第一方式变更为第二方式的时间点时所使用的数学式的一例。在数学式1中，T2作为控制部110开始以第二方式控制供应到加热器的电力的时间点的加热器的温度，表示预热温度区间的上限值，T3是加热器的目标温度，a作为比例变量，具有1.5至2.5的范围。
在数学式1中，a是根据控制部110向加热器发送电力控制信号的控制信号发送周期而变化的变量。a是实验性确定的值，具有与控制信号发送周期成比例增大的特性，以对应于每一控制信号发送周期的表(table)的形式储存在储存装置170中，根据控制部110的调用而被调用，并用于计算T2。
假设，控制部110以10毫秒(milliseconds)间隔向加热器发送电力控制信号，为了加热器的快速的预热速度，以固定的PWM控制方式控制供应到加热器的电力，则实验性地发生相对于目标温度的10％的超调。作为一例，当具有目标温度为300度的加热器时，向该加热器以10ms周期发送PWM控制方式的电力控制信号时，会发生超调，超调的最大温度为330度。因此，为预先防止加热器的超调，控制部110需要在加热器达到目标温度之前，提前变更对加热器的电力控制方式。
例如，控制部110向加热器发送电力控制信号的间隔为10毫秒时，比例变量a确定为2，若加热器的目标温度为300度，则控制部110变更电力控制方式的时间点是根据数学式1的加热器的温度达到240度的时间点。比例常数a具有正比于控制信号发送周期增大的特性，因此控制信号发送周期越长，控制部110将电力控制方式从第一方式变更为第二方式的时间点就会变为加热器的温度更低于240度时的时间点。作为另一例，若控制信号发送周期为100毫秒时的比例常数为2.5，则控制部110可在225度下将对加热器的电力控制方式从第一方式变更为第二方式。
如上所述，根据本发明，控制部110以第一方式控制供应到加热器的电力，并在加热器的温度达到预热温度区间的上限值时，将电力控制方式切换为第二方式后，执行对加热器的电力控制直至目标温度，从而不仅能够确保比常规已知的方法更快的预热速度，迅速地向使用者提供充分量的气溶胶，还随着预防加热器的超调，能够事先防止由介质(气溶胶生成基质)的炭化现象引起的使用者的不愉快的吸烟经历。
尤其，在将对于加热器的电力控制方式从第一方式切换为第二方式中，如数学式1，同时考虑控制部发送到加热器的电力控制信号的发送周期及目标温度的大小，包括在本发明的气溶胶生成装置中的控制部能够准确地掌握能够极大化快速的预热速度和防止加热器的超调两种优点的时间点。
图7示出控制供应到本发明的加热器的电力的方法的一例的流程图。
图7可通过图5的气溶胶生成装置10而实现，在下文中将参照图5说明，并且将省略通过图5及图6说明的内容重复的说明。
首先，当电池120开始向加热器130供应电力时，控制部110周期性地检测加热器的温度(S710)。
控制部110判断所检测的加热器130的温度是否小于预热区间的下限值(S720)，如果加热器130的温度小于预热区间的下限值，则以第一方式加热加热器130，并开始提升加热器130的温度(S730)。
根据实施例，步骤S710及S720可被省略，在这种情况，控制部110从加热器130开始被加热的时间点起以第一方式控制供应到加热器的电力。
接着步骤S730，控制部110掌握加热器130的当前温度是否达到预热区间的上限值(S740)，如果加热器130的当前温度达到预热区间的上限值，则将供应到加热器130的电力的控制方式从第一方式切换为第二方式，并控制成加热器130持续被加热(S750)。如上所述，在步骤S750中，第一方式也可以为固定输出PWM控制方式，第二方式也可以为PID控制方式。
控制部110掌握加热器130的当前温度是否达到目标温度(S760)，如果加热器130的当前温度达到目标温度时，通过第二方式控制加热器130的温度持续维持目标温度(S770)。
图8示出控制供应到本发明的加热器的电力的方法的另一例的流程图。
图8可通过图5的气溶胶生成装置10而实现，因此，在下文中将参照图5说明，并且将省略与在图5及图6中说明的内容重复的说明。图8是用于说明控制部110以计时器为基础确定加热器的电力控制方式的选择性实施例的流程图，而不是以温度传感器为基础。
首先，当电池120开始向加热器130供应电力时，控制部110周期性地检测加热器的温度(S810)。
控制部110判断所检测的加热器130的温度是否小于预热区间的下限值(S820)，如果加热器130的温度小于预热区间的下限值，则以第一方式加热加热器130，并开始提升加热器130的温度(S830)。
根据实施例，步骤S810及S820可被省略，在这种情况，控制部110从加热器130开始加热的时间点起以第一方式控制供应到加热器130的电力。
接着，控制部110掌握当前温度和预热温度区间的上限值的差异，并算出从当前温度达到预热温度区间的上限值的时间(以下，称为“上限值达到时间”)(S840)。
控制部110掌握是否经过上限值达到时间(S850)，如果经过上限值达到时间，则将供应到加热器130的电力的控制方式从第一方式切换为第二方式，并持续加热加热器130以将加热器130的温度提升至目标温度(S860)。在步骤S860中，控制部110能够算出达到预热温度区间的上限值的加热器130的温度达到目标温度所花费的时间(以下，称为“目标温度达到时间”)。
控制部110掌握是否经过目标温度达到时间(S870)，如果经过目标温度达到时间，则通过第二方式持续将加热器的温度维持在目标温度(S880)。在步骤S880中，如果第二方式为PID控制方式，则控制部110能够适当调节，以使达到目标温度前后的PID增益(比例项、积分项、微分项)变化。
图9示出控制供应到本发明的加热器的电力的方法的又一例的流程图。
图9是用于说明在图7中的控制部110确定用于将电力控制方式切换为第二方式的预热温度区间的上限值中，如数学式1，利用目标温度和比例变量或利用特定比例的过程。
首先，控制部110以第一方式加热加热器130(S730)，并算出加热器130的当前温度和加热器130的目标温度的比例(S910)。
控制部110掌握加热器130的当前温度和加热器130的目标温度的比例是否与预先设定的值相同(S920)，如果加热器130当前温度和加热器130的目标温度的比例与预先设定的值相同，则将供应到加热器的电力的控制方式从第一方式切换为第二方式，并控制电池120，以能够持续加热加热器130，从而提升加热器的温度(S750)。在步骤S920中，预先设定的值可以为0.8，也可以为根据数学式1确定的特定值。
如果加热器130的当前温度和加热器130的目标温度的比例与预先设定的值不同，则控制部110控制加热器130以第一方式加热，使得能够充分提升加热器130的温度(S930)。
图10示出用于说明按区间控制气溶胶生成装置的加热器的温度的方法的图表。
参照图10，可知，图10包括：用于区分说明按加热器的温度区分的各区间的区间界线1010a、1010b、1010c；根据常规方式的加热器的温度变化曲线1030；本发明的加热器的温度变化曲线1050。在图10中，横轴代表秒(second)，竖轴代表摄氏度(CelsiusTemperature)。
根据常规方式，为了防止加热器的温度在预热过程中升高至过高的温度，控制部具有利用比例积分微分控制的倾向。当控制部通过比例积分微分控制控制加热器的温度时，通过比例积分微分的固有的反馈算法(Feedback Algorithm)，加热器的温度逐渐增加，加热器只有在经过设为0秒至20秒的预热区间a之后，才能够达到作为加热器的目标温度的300度。当加热器的温度达到300度时，控制部进入到为了将加热器的温度维持在300度的维持区间a，但在常规方式中，并不是在预热区间a及温度维持区间a间的分界点存在控制部的电力控制方式的切换，根据比例积分微分控制自身的特性，通过调节比例项、积分项、微分项的增益(gain)的方式，来控制加热器的温度。
观察根据常规方式的加热器的温度变化曲线1030可知，根据上述说明，加热器的温度在预热区间a中持续增加，并在20秒时，达到作为目标温度的300度，从而进入到温度维持区间a。根据加热器的材质及电池的输出电压等，加热器到达目标温度的时间(20秒)可能会变化，且根据气溶胶生成基质，加热器的目标温度(300度)也会变化，这是显而易见的。
相反，观察本发明的加热器的温度变化曲线1050可知，加热器的温度在预热区间b中快速增加，在4秒时，达到作为目标温度的300度，并进入到降温区间。在本发明中，控制部110可在预热区间b中不利用比例积分微分控制方式，而是利用具有固定的输出等级的脉冲宽度调制(PulseWidth Modulation，PWM)方式。
这里，降温区间是在根据常规方式的加热器的温度变化曲线1030中不体现的区间，是指在迅速到达目标温度的加热器中发生超调导致加热器的温度超过目标温度时，为将加热器的温度重新降到目标温度，控制部110控制供应到加热器的电力的区间。根据常规方式，由于在加热器中不会发生超调，因此不存在降温区间，但根据本发明，具有包括用于迅速去除加热器的超调现象的控制部110的电力控制过程的特征。
接着，经过降温区间，加热器的温度重新回到目标温度水准时，为了保持加热器的温度的恒定，控制部110会进入到温度维持区间b。如上所述，根据本发明，能够显著地缩短预热时间，能够尽早确保用于提供给使用者的足够量的气溶胶。
以下，参照图5及图10，详细说明本发明的按区间控制加热器的温度的气溶胶生成装置的动作过程。由于各控制方式或区间特性彼此不同，预热区间、降温区间、温度维持区间可以被统称为第一步骤、第二步骤、第三步骤或第一区间、第二区间、第三区间。
首先，控制部110将加热器130的温度控制方式分为预热区间、降温区间及温度维持区间并进行控制。
这里，预热区间是指加热器的温度低于预设的目标温度的情况，被定义为，当使用者在关闭气溶胶生成装置100的电源的状态下维持，或，即使打开了气溶胶生成装置100的电源，经过一定时间后，不再向加热器供应电力，导致加热器的温度低于目标温度，从而将其重新加热的区间。
控制部110可在预热区间，根据电池的状态(status)利用最大输出，快速地向加热器供应电力。这里，电池的状态是指，整体包括对电池供应到加热器的电力的电量产生直接影响的要素，如电池的输出电压水准、电池的蓄电量等。在预热区间中，控制部110在控制向加热器供应电池的电力时，可通过固定的大小的脉冲宽度调制(PWM)方式控制，使加热器的温度迅速提升。另外，在图6中示出，本发明的气溶胶生成装置100的预热区间b为4秒，但根据包括在气溶胶生成装置100中的具体结构，预热区间b的长度可能会增加或缩短。
接着，当加热器的温度达到目标温度时，控制部110可将控制供应到加热器的电力的方式从对应于预热区间的方式切换为对应于降温区间的方式。此时，对应于预热区间的方式及对应于降温区间的方式作为一种对于加热器的温度廓线，储存在储存装置170中并可以通过控制部110的调用传送到控制部110。降温区间是指，加热器的温度超过目标温度并产生超调时，控制部110进行控制，以降低加热器的温度的区间，发生超调的加热器需要降低的温度则成为目标温度，参照图10，可以为300度。
在如上所述的过程中，控制部110接收储存在储存装置170中的温度廓线及比例积分微分(PID)控制方式，并执行将提升的加热器的温度将至目标温度的比例积分微分控制，更具体地，为了降低已超过目标温度的加热器的温度，可执行适当调节微分项的增益的方式的控制。用于储存在储存装置170中的比例积分微分控制的比例项、积分项、微分项的增益，除实验性地预先数值化的值以外，对于用于在特定时间点的加热器的特定温度下算出适宜的增益的比例积分微分控制的增益算出模块(未图示)可包括在储存装置170中。
为了区分预热区间及降温区间，控制部110包括周期性或非周期性测量加热器的温度的温度传感器，还包括用于测量预热区间及降温区间的时间长度的计时器(timer)。控制部110收集的加热器的温度和预热区间及降温区间的时间长度首次被储存在储存装置170后，由控制部110的调用再次读取后，被用于控制部110算出特定的控制参数(controlling parameter)。
最终，当发生超调的加热器在降温区间期间降至目标温度时，控制部110进行控制，使得加热器的温度维持在目标温度，如上所述的控制部110将加热器的温度维持在目标温度的区间可被定义为温度维持区间。将加热器的温度维持在目标温度的期间，控制部110可利用比例积分微分控制方式来控制供应到加热器的电力，当经过预设时间时，识别为温度维持区间结束，并进行控制以使切断供应到加热器的电力。
控制部110用预热区间、降温区间及温度维持区间的时间长度中的至少两种以上算出控制基准比例，并基于控制基准比例控制供应到加热器的电力。
[数学式2]
数学式2是控制部110能够算出的控制基准比例的一例的数学式。在数学式2中，k1指控制基准比例，t1指预热区间的时间长度，t2指降温区间的时间长度。控制部110根据数学式2算出控制基准比例，可基于算出的控制基准比例，适当地调节降温区间的时间长度。
[数学式3]
K1＜C1
数学式3是控制部110比较控制基准比例和预设的比较控制值的一例的数学式。在数学式3中，k1是根据数学式2算出的控制基准比例，C1指用于与控制基准比例进行比较而预设的比较控制值。比较控制值储存在储存装置170中，可根据控制部110的请求传递到控制部110，且可根据需求，进行更新。
作为一例，比较控制值可以为2。这里，比较控制值为2是指，联立数学式2及数学式3时，降温区间的时间长度要比预热区间的时间长度的一半长。当通过计时器及温度传感器确定预热区间的时间长度时，控制部110可基于以常数值固定的预热区间的时间长度，算出降温区间至少需要维持几秒钟。更具体地，控制部110在为了比例积分微分控制而确定比例项、积分项、微分项的增益时，可同时考虑降温区间的长度至少需要维持几秒钟。
当加热器的温度经过预热区间、降温区间进入到温度维持区间时，控制部110基于以确定的预热区间及降温区间的时间长度，重新算出控制基准比例并更新，并根据更新的控制基准比例来维持温度维持区间。
[数学式4]
数学式4是控制部能够算出的控制基准比例的另一例的数学式。更具体地，在数学式4中，k2是指接着k1更新的控制基准比例(以下，称为“更新控制基准比例”)，t2指降温区间的时间长度，t3指温度维持区间的时间长度。控制部110根据数学式4算出控制基准比例，可基于算出的控制基准比例，适当地调节温度维持区间的时间长度。
[数学式5]
数学式5是控制部能够算出的更新控制基准比例的另一例的数学式。在数学式5中所使用的k2指更新控制基准比例，t1至t3分别指预热区间、降温区间、温度维持区间的时间长度。控制部110根据数学式4或数学式5算出控制基准比例并更新，可基于更新的控制基准比例，适当地调节温度维持区间的时间长度。
[数学式6]
K2＜C2
数学式6是控制部110比较更新控制基准比例和预设的比较控制值的一例的数学式。在数学式6中，k2是根据数学式4或数学式5算出的更新控制基准比例，C2指为与更新控制基准比例进行比较而预设的比较控制值。比较控制值储存在储存装置170中，可根据控制部110的请求传递到控制部110，且可根据需求，进行更新。
作为一例，比较控制值可以为1。这里，比较控制值为1是指，联立数学式4及数学式6时，温度维持期间的时间长度要比降温区间的时间长度长。另外，通过数学式4算出更新控制基准比例时，比较控制值为1是指，温度维持期间的时间长度要比预热区间及降温区间的时间长度之和长。为适当地调节比例积分微分的增益，控制部110可根据数学式4或数学式5选择使用更新控制基准比例。
如上所述，通过根据预热区间及降温区间的时间长度适当地限制温度维持区间的长度，能够最小化以加热器的温度高的状态维持时发生的介质的炭化现象，根据本发明，不仅能够以短的预热时间迅速地向使用者提供充分量的气溶胶，由于能够最小化介质的炭化现象，能够向使用者提供吸入气溶胶的高满意度。
作为选择性一实施例，控制部可通过数学式2、数学式3、数学式4及数学式6来确定降温区间及温度维持区间的时间长度，并按区间控制加热器的温度。另外，作为选择性另一实施例，控制部可通过数学式2、数学式3、数学式5及数学式6来确定降温区间及温度维持区间的时间长度，并按区间控制加热器的温度。如上所述，降温区间及温度维持区间的长度依赖预热区间的时间长度，预热区间的时间长度可根据加热器的材质及加热器的初始温度而不同。
图11示出用于说明按区间控制气溶胶生成装置的加热器的温度的方法的一例的流程图。
图11的方法可通过图5的气溶胶生成装置10而实现，因此在下文中将参照图5说明，并且将省略与通过图5及图10说明的内容重复的说明。
首先，控制部检测加热器的温度(S1110)，并掌握所检测的加热器的温度是否小于预设的目标温度(S1120)。
当加热器的温度的大小小于目标温度的大小，则控制部进入预热区间并控制加热器进行加热(S1130)。
控制部通过温度传感器周期性或非周期性地监控加热器的温度提升，并掌握是否检测到加热器的超调(S1140)，当检测到加热器的超调时，以预热区间及降温区间的时间长度算出控制基准比例(S1150)。
控制部基于算出的控制基准比例，确定降温区间的时间长度，并在降温区间期间进行控制以使加热器的温度下降(S1160)。
作为选择性一实施例，控制部可基于控制基准比例与预设的比较控制值比较的结果，控制供应到加热器的电力，这已在图10中进行说明。
控制部通过加热器的温度或降温区间的时间经过掌握降温区间是否结束(S1170)，当降温区间结束时，基于预热区间、降温区间、温度维持期间中的至少两种以上算出控制基准比例(S1180)。在步骤S1180中，控制部为了掌握降温区间的结束，可利用温度传感器或计时器中的至少一个以上。
控制部以在步骤S1180中算出的控制基准比例更新在步骤S1150中算出的控制基准比例，基于更新的控制基准比例确定温度维持期间的时间长度后，根据其控制加热器的温度在温度维持期间维持目标温度(S1190)。
图12是示出控制部确定降温区间的长度的一例的流程图。
图12是用于说明图11的步骤S1140至步骤S1170的选择性一实施例的图，以下，为了便于说明，将参照图11进行说明。
当检测到加热器的超调时(S1140)，控制部以预热区间及降温区间的时间长度算出控制基准比例(S1150)。
控制部将在步骤S1150中算出的控制基准比例与作为比较控制值的2进行比较(S1210)。
在步骤S1210中，当控制基准比例大于2或等于2时，控制部通过调节比例积分微分控制的增益来变更降温区间的时间长度(S1220)。通过步骤S1220，控制基准比例经过步骤S1150可被重新算出。
在步骤S1210中，当控制基准比例小于2时，控制部进行控制，使得在基于算出的控制基准比例确定的降温区间期间，加热器的温度下降(S1160)。
图13是示出控制部确定温度维持区间的长度的一例的流程图。
图13是用于说明图11的步骤S1170至步骤S1190的选择性一实施例的图，以下，为了便于说明，将参照图11进行说明。
当检测到降温区间的结束时(S1170)，控制部基于预热区间、降温区间及温度维持期间的时间长度中的至少两种以上算出更新控制基准比例(S1180)。
控制部判断在步骤S1180中算出的更新控制基准比例是否小于1(S1310)。
当更新控制基准比例大于1或等于1时，控制部通过调节比例积分微分控制的增益来变更温度维持区间的时间长度(S1320)。通过步骤S1320，更新控制基准比例经过步骤S1180可被重新算出。
当更新控制基准比例小于1时，控制部在控制部算出的基于更新控制基准比例确定的温度维持区间期间控制加热器的温度，以持续维持目标温度(S1390)。
图14示出用于说明区分预热区间及维持区间来控制加热器的温度的方式的现有的不区分区间进行控制的方式的区别及区分区间进行控制的方式的问题的图表。
参照图14，示出了一个图表，其体现出了在区分预热区间和维持区间来控制加热器130的温度的方式及不区分预热区间和维持区间对整体区间控制加热器130的温度的方式中，随时间流逝的加热器130的温度变化。另外，示出了当区分预热区间和维持区间来控制加热器的温度时被设为一定值的加热器130控制的目标温度。
控制部110能够控制加热器130的温度以维持在基准温度。基准温度可指最适于从卷烟200生成气溶胶的温度。基准温度可根据卷烟200的种类设置为不同的值。例如，基准温度可设置为240℃以上，360℃以下。
控制部110可设置目标温度，还可控制加热器130的温度，以使加热器130的温度达到目标温度。目标温度可被设为和基准温度相同的值。然而，不限于此，为了更适当地控制加热器130的温度，目标温度还可被设为和基准温度不同的值。
就区分预热区间和维持区间来控制加热器130的温度的方式而言，在预热区间中，控制部110能够控制供应到加热器130的电力，以使加热器130的温度在基准温度以上。预热区间可指加热器130被加热为温度在基准温度以上的区间。参照图14所示的示例，基准温度被设为300℃，加热器130的温度高于基准温度的时间点之前的区间可以是预热区间。
在预热区间中，控制部110能够控制供应到加热器130的电力，以使加热器130的温度在短时间内达到基准温度以上。例如，控制部110可通过脉冲宽度调制将电池120供应到加热器130的电流脉冲的频率及占空比设为各自的最大值。
就区分预热区间和维持区间来控制加热器130的温度的方式而言，在维持区间中，控制部110以设置加热器130的目标温度的方式来控制供应到加热器130的电力，以使加热器130的温度维持在基准温度。维持区间可指加热器130的温度被加热到基准温度以上而预热区间结束的时间点之后的区间。参照图14所示的示例，加热器130的温度高于设为300℃的基准温度的时间点之后的区间可以是维持区间。
在维持区间中控制部110能够设定目标温度。具体地，控制部110能够在预热区间结束的时间点或维持区间开始的时间点设定目标温度。参照图14所示的示例，示出了目标温度，其设置在预热区间结束的时间点同时作为维持区间开始的时间点，并维持一定值。另外，还示出目标温度被设为与设定为300℃的基准温度相同的值。
在维持区间中，为了将短时间内上升至基准温度以上的加热器130的温度维持在基准温度，控制部110能够控制供应到加热器130的电力，以使加热器130的温度下降。具体地，为将加热器130的温度维持在基准温度，可通过控制部110设定能够执行降低加热器130的温度的控制的PID控制系数。参照图14所示的示例，示有通过预热区间上升至基准温度以上的加热器130的温度在维持区间降低的控制结果。
在维持区间中，通过设定使加热器130的温度降低的PID控制的系数，加热器130的温度下降至基准温度以下。在预热区间中，由于在短时间内将加热器130加热至基准温度以上，虽然能够缩短加热器130的温度达到基准温度以上的时间，但会伴随难以在维持区间中使加热器130的温度维持基准温度的问题。
参照图14所示的示例，示出随着吸烟进行，加热器130的温度可逐渐降低至基准温度以下。加热器130的温度下降至基准温度以下，会导致吸烟品质降低，这是因为卷烟200在基准温度中最适宜地产生气溶胶。
为了补偿降低至基准温度以下的加热器130的温度，控制部110能够调节目标温度。加热器130的温度的补偿可通过下述方式执行：增加加热器130的温度至加热器130的温度降低至基准温度以下的程度。
为了解决不调节目标温度并以一定值维持时发生的加热器130的温度降低至基准温度以下的问题，控制部110可以以多种方式调节目标温度。由此，控制部110补偿下降至基准温度以下的加热器130的温度，使加热器130的温度维持在接近于基准温度。
控制部110可在加热器130的温度下降至基准温度以下的温度降低区间中调节目标温度。控制部110可在加热器130的温度下降至基准温度以下的温度降低区间开始的时间点中调节目标温度。另外，控制部110可在比温度降低区间开始的时间点更早的时间点或更晚的时间点中调节目标温度。
控制部110能够实时调节目标温度。控制部110可基于加热器130的温度变化等来实时判断如何调节目标温度。然而，不限于此，控制部110可以仅将目标温度改变为另一个值，仅限于一次。
通过控制部110调节目标温度来补偿加热器130的温度，加热器130的温度能够维持在基准温度邻域，由此，能够防止因温度降低引起的吸烟品质下降。因此，通过预热区间及维持区间被分离，能够缩短装置10向使用者提供气溶胶的准备时间，同时，通过加热器130在预热区间中短时间内被加热，能够解决在维持区间中加热器130的温度下降的问题。
参照图14，还示出不区分预热区间和维持区间而是对整体区间控制加热器130的温度的方式。不区分预热区间和维持区间时，虽然未发生随着吸烟进行时加热器130的温度下降的问题，但相比于区分预热区间和维持区间时，加热器130的温度达到基准温度所需的时间更长，由此，装置10向使用者提供气溶胶的准备时间会变长。参照图14所示的示例，示出了相比于区分预热区间和维持区间，不区分预热区间和维持区间时，加热器130的温度达到基准温度需要更长的时间。
图15示出用于说明根据部分实施例的调节目标温度的一例的图表。
控制部110通过变更一次目标温度，能够调节目标温度。参照图15所示的示例，示出目标温度在温度降低区间开始的时间点中变更为比当前值更大的值并维持，由此加热器130的温度被控制。
通过变更一次目标温度来调节目标温度时，与未调节目标温度时相比，加热器130的温度可维持更靠近基准温度。另外，由于控制部110调节目标温度的方式简单，可具有减少功耗且能够简化控制部110的回路结构的优点。
图16示出用于说明根据部分实施例的调节目标温度的另一例的图表。
控制部110通过线性变更目标温度，从而调节目标温度。参照图16所示的示例，示出在温度降低区间开始的时间点中目标温度线性增加，由此加热器130的温度被控制。
通过线性变更目标温度来调借目标温度时，与未调节目标温度时相比，加热器130的温度可维持更靠近基准温度。另外，由于控制部110调节目标温度的方式不复杂，可具有减少功耗及易于设计回路的优点。
通过图15及图16示例的方式，能够较简单地调节目标温度来补偿加热器130的温度，但由于持续长时间的吸烟时会产生加热器130的温度及基准温度的差异，还可提出更精致地调节目标温度的方式。在研究根据本公开的控制方法及装置10的过程中，提出了能够利用图17中作为示例示出的值来调节目标温度。
图17示出用于说明根据部分实施例的随时间的流逝而累积的加热器的温度和目标温度的差值的累积值的图表。
参照图17，示出随时间的流逝而累积的加热器130的温度及目标温度的差值的累积值。在加热器130的温度更高于目标温度的区间中，由于差值具有正值，因此累积差值的累积值可能会增加。在加热器130的温度低于目标温度的区间中，由于差值具有负值，累积值可能会减少。因此，图17所示的累积值最大的时间点可以是加热器130的温度下降至目标温度以下的时间点。
控制部110可基于随时间的流逝而累积的加热器130的温度及目标温度的差值的累积值来调节目标温度。控制部110可计算实时检测到的加热器130的温度及目标温度的差值，可累积差值来计算累积值，并且可从累积值调节目标温度。因此，差值、累积值及目标温度会彼此之前产生影响，并且可由控制部110实时计算而进行变更。
例如，控制部110可计算累积值从累积值的最大值减少的程度，将减小的程度乘以常数来将减小的值与初始值相加的方式来调节目标温度。初始值可以为与在维持区间中由控制部110设定的目标温度相同的值。目标温度可被调节为图17所示的累积值减少的部分以上下翻转的形式增加。随着具体的目标温度的调节方式及目标温度被调节而补偿的加热器130的温度在图6中示出。
图18示出用于说明根据部分实施例的基于累积值的变化来调节目标温度的一例的图表。
控制部110可基于累积值的变化连续调节目标温度。参照图18，示出基于累积值的变化来调节目标温度时的加热器130的温度变化及目标温度不被调节而是以一定值维持的情况的加热器130的温度变化。
即使随着控制部110基于累积值的变化来调节目标温度进行吸烟时，加热器130的温度也能够维持在接近基准温度。因此，即使时间流逝，装置10也能够从卷烟200发生均匀的气溶胶，且没有吸烟品质的下降。
图19示出用于说明根据部分实施例的基于累积值的变化来调节目标温度的另一例的图表。
参照图19，示出了基于累积值的变化调节目标温度的另一示例。与图18的情况相同，控制部110能够计算随时间的流逝而累积的加热器130的温度及目标温度的差值的累积值，与图19的情况相同，能够基于累积值的变化来调节目标温度。
然而，与控制部110基于累积值的变化来连续调节目标温度的图18的情况不同，控制部110还能够基于累积值的变化不连续地调节目标温度。依靠被不连续地调节的目标温度时，加热器130的温度也能够维持接近基准温度。
控制部110基于累积值的变化来连续调节目标温度的方式，相比于不连续地调节的方式，能够提供精细的加热器130的温度补偿。然而，控制部110基于累积值的变化不连续地调节目标温度时，相比于连续调节的情况，能够减少控制部110的计算量的同时，还可以适当地补偿加热器130的温度。
图20是用于说明根据部分实施例的控制对容纳在气溶胶生成装置中的卷烟进行加热的加热器的温度的方法的流程图。
参照图20，控制对容纳在气溶胶生成装置10中的卷烟进行加热的加热器的温度的方法，由在图1所示的气溶胶生成装置10中以时间序列处理的步骤构成。因此，在下文中，即使是被省略的内容，在上文中描述的关于图1的气溶胶生成装置10的内容，也能够适用于图8的控制对卷烟进行加热的加热器的温度的方法。
在步骤s2010中，气溶胶生成装置10能够以使加热器的温度高于被设为从卷烟适当地生成气溶胶的基准温度的方式控制供应到加热器的电力。
在步骤s2020中，气溶胶生成装置10能够以设置加热器的目标温度以使加热器的温度维持在基准温度的方式控制供应到加热器的电力。在步骤s2020中，当加热器的温度降低至基准温度以下时，气溶胶生成装置10能够调节目标温度，以补偿加热器的温度。
以上所说明的本发明的实施例，可以以在计算机上可通过多种部件执行的计算机程序的形式来实现，这种计算机程序可以记录在计算机可读介质中。此时，介质可包括专门构成为储存和执行程序命令的硬件装置，例如，如硬盘、软盘及磁带等磁性介质，如CD-ROM及DVD等光学存储介质，如光磁软盘(floptical disk)等磁-光介质(magneto-opticalmedium)，以及ROM、RAM、闪速存储器等。
一方面，所述计算机程序可以是为了本发明特别设计并构成的，或者可以是计算机软件领域的技术人员公知且可使用的。计算机程序的例子不仅包括由编译器生成的机器代码，还可包括使用解释器等而由计算机可执行的高级语言代码。
在本发明中说明的各特定实施方案只是一实施例，不以任何方式限定本发明的范围。为了说明书的简洁性，关于常规的各电子结构、各控制系统、软件、各所述系统的其他功能性方面的记载，可能会被省略。另外，附图中所示的部件间的线的连接或连接构件，只是示例性地示出功能性连接及/或物理或电连接，而在实际装置中可以是可替代的或附加的多种功能性连接、物理连接或电连接。另外，当没有如“必要”、“重要”等具体的说明，也许不是为适用本发明而必需的部件。
在本发明的说明书(尤其在权利要求书)中，术语“所述”及与此类似的指示术语的使用，可适用于单数及复数。另外，在本发明中描述范围(range)时，应包括适用属于所述范围内的个别值的发明(如果没有与此相反的说明)，就等于在发明的详细说明中记载了构成所述范围的各个别值的实施例。最后，关于构成本发明的方法的各步骤，如果没有明确说明各步骤的顺序或没有相反的说明，则可以以适当的顺序执行所述各步骤，而并不以上述步骤的说明顺序来限定本发明。在本发明中所有例子或示例性术语(例如，等等)的使用，仅是为了详细说明本发明，除非由权利要求书限定，本发明的范围不会被所述例子或示例性术语限定。另外，只要是本领域技术人员就能够知道，在随附的权利要求书或与其等同的范畴内，根据设计条件及因素，可以进行多种修改、组合及变更。
产业上的可利用性
本发明的一实施例能够用于生产、实现向使用者提供吸烟感的电子烟装置。

Claims (17)

1.一种气溶胶生成装置，其特征在于，
包括：
加热器，加热气溶胶生成基质以生成气溶胶，
控制部，控制供应到所述加热器的电力；
所述控制部，以第一方式控制供应到所述加热器的电力，直至所述加热器的温度达到预热温度区间的上限值，
然后以第二方式控制供应到所述加热器的电力，直至所述加热器的温度从所述上限值上升至目标温度，
所述第一方式是固定输出脉冲宽度调制控制方式，
所述第二方式是比例积分微分控制方式。
2.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述控制部以所述第一方式控制供应到所述加热器的电力，直至所述加热器的温度从所述预热温度区间的下限值达到所述上限值。
3.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述第一方式是，掌握电池的输出电压范围，并根据所述输出电压范围的上限值加热所述加热器直至所述预热温度区间的上限值的方式。
4.根据权利要求3所述的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述控制部以固定输出脉冲宽度调制控制的方式来控制所述加热器被加热，直至达到所述输出电压范围的上限值。
5.根据权利要求2所述的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述下限值是在摄氏160度至220度中任意选择的温度值，
所述上限值是在摄氏250度至310度中任意选择的温度值。
6.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其特征在于，
相对于所述目标温度的所述上限值的比例为预先设定的值。
7.根据权利要求6所述的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述比例为在0.65至0.95之间任意选择的值。
8.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其特征在于，
所述控制部，用计时器测量以所述第一方式控制供应到所述加热器的电力的时间，基于所述测量的结果，检测到所述加热器的温度达到所述上限值的预计时间的时间经过时，以所述第二方式控制供应到所述加热器的电力。
9.一种控制供应到加热器的电力的方法，其特征在于，包括：
第一方式控制步骤，以第一方式控制供应到所述加热器的电力，直至所述加热器的温度达到预热温度区间的上限值，及
第二方式控制步骤，当所述加热器的温度达到所述上限值时，以第二方式控制供应到所述加热器的电力，直至达到更高于所述上限值的目标温度；
所述第一方式是固定输出脉冲宽度调制控制方式，
所述第二方式是比例积分微分控制方式。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
所述方法，还包括，
掌握所述加热器的温度是否低于预热温度区间的下限值的加热器温度掌握步骤；
所述第一方式控制步骤中，当所述加热器的温度低于所述下限值时，以所述第一方式控制供应到所述加热器的电力，直至所述加热器的温度达到所述上限值。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
所述第一方式是，掌握电池的输出电压范围，并根据所述输出电压范围的上限值加热所述加热器直至达到所述预热温度区间的上限值的方式。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，
所述第一方式是，以固定输出脉冲宽度调制控制的方式来控制所述加热器被加热，直至达到所述输出电压范围的最大值。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，
所述下限值是，在摄氏160度至220度中任意选择的温度值，
所述上限值是，在摄氏250度至310度中任意选择的温度值。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
相对于所述目标温度的所述上限值的比例为预先设定的值。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，
所述比例为在0.65至0.95之间任意选择的值。
16.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
所述第一方式控制步骤中，用计时器测量以所述第一方式控制供应到所述加热器的电力的时间，
所述第二方式控制步骤中，基于所述测量的结果，检测到所述加热器的温度达到所述上限值的预计时间的时间经过时，以所述第二方式控制供应到所述加热器的电力。
17.一种计算机可读介质，其特征在于，
储存有用于实现权利要求9至16所述的任一项的方法的程序。
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