JP2020099353A - Power supply unit for aerosol inhaler, method and program for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エアロゾル吸引器用の電源ユニット、その制御方法及び制御プログラムに関する。 The present invention relates to a power supply unit for an aerosol inhaler, a control method therefor, and a control program.
特許文献１のエアロゾル発生装置では、エアロゾル発生装置の使用中の電気エネルギー供給源の端子間での電圧を測定し、これを電圧の閾値と比較して任意の時点で閾値電圧を下回っていないかどうかを監視する。しかしながら、電圧降下の測定のみでは、電池の再充電が単に必要なだけか、交換が要求されるほどに電池が劣化しているのか判断することができない。そのため、特許文献１のエアロゾル発生装置では、使用記録のステータスから電圧降下を追跡し、電池の交換が必要なときにユーザに発信することが記載されている。
In the aerosol generating device of
特許文献１に記載のエアロゾル発生装置では、電池の劣化判断に時間を要する。そのため、より短時間で電池の劣化判断又は故障判断を行う制御方法が求められていた。
In the aerosol generator described in
本発明の目的は、より短時間で電源の劣化状態又は故障状態を適切に把握することができるエアロゾル吸引器用の電源ユニット、その制御方法及び制御プログラムを提供する。 An object of the present invention is to provide a power supply unit for an aerosol inhaler capable of appropriately grasping a deterioration state or a failure state of a power supply in a shorter time, a control method thereof and a control program.
第一発明のエアロゾル吸引器用の電源ユニットは、
エアロゾル源からエアロゾルを発生させるための負荷へ放電可能な電源と、
前記電源を制御する制御部と、を備えるエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記制御部は、
前記電源の内部抵抗に基づいて前記電源の劣化状態又は故障状態を取得する。
The power supply unit for the aerosol inhaler of the first invention is
A power source that can discharge from an aerosol source to a load to generate aerosol,
A power supply unit for an aerosol inhaler comprising a control unit for controlling the power supply,
The control unit is
A deterioration state or a failure state of the power source is acquired based on the internal resistance of the power source.
本発明によれば、電源の劣化につれて電源の内部抵抗が増大することを利用して、電源の内部抵抗等を導出することで、より短時間で電源の劣化状態又は故障状態を適切に把握することができる。 According to the present invention, by utilizing the fact that the internal resistance of a power source increases as the power source deteriorates, the internal resistance of the power source or the like is derived, so that the degraded state or the fault state of the power source can be appropriately grasped in a shorter time. be able to.
以下、本発明の一実施形態のエアロゾル吸引器用の電源ユニットについて説明するが、先ず、電源ユニットが装着されたエアロゾル吸引器について、図１〜図３を参照しながら説明する。 Hereinafter, a power supply unit for an aerosol inhaler according to an embodiment of the present invention will be described. First, an aerosol inhaler equipped with a power supply unit will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
（エアロゾル吸引器）
エアロゾル吸引器１は、燃焼を伴わずに香味を吸引するための器具であり、所定方向（以下、長手方向Ａと呼ぶ）に沿って延びる棒形状を有する。エアロゾル吸引器１は、長手方向Ａに沿って電源ユニット１０と、第１カートリッジ２０と、第２カートリッジ３０と、がこの順に設けられている。第１カートリッジ２０は、電源ユニット１０に対して着脱可能であり、第２カートリッジ３０は、第１カートリッジ２０に対して着脱可能である。言い換えると、第１カートリッジ２０及び第２カートリッジ３０は、それぞれ交換可能である。
(Aerosol suction device)
The
（電源ユニット）
本実施形態の電源ユニット１０は、図３及び図４に示すように、円筒状の電源ユニットケース１１の内部に電源１２、充電器１３、制御部５０、各種センサ等を収容する。電源１２は、充電可能な二次電池、電気二重層キャパシタ等であり、好ましくは、リチウムイオン電池である。
(Power supply unit)
As shown in FIGS. 3 and 4, the
電源ユニットケース１１の長手方向Ａの一端側（第１カートリッジ２０側）に位置するトップ部１１ａには、放電端子４１が設けられる。放電端子４１は、トップ部１１ａの上面から第１カートリッジ２０に向かって突出するように設けられ、第１カートリッジ２０の負荷２１と電気的に接続可能に構成される。
A
また、トップ部１１ａの上面には、放電端子４１の近傍に、第１カートリッジ２０の負荷２１に空気を供給する空気供給部４２が設けられている。
An
電源ユニットケース１１の長手方向の他端側（第１カートリッジ２０と反対側）に位置するボトム部１１ｂには、電源１２を充電可能な外部電源６０（図６参照）と電気的に接続可能な充電端子４３が設けられる。充電端子４３は、ボトム部１１ｂの側面に設けられ、ＵＳＢ端子、ｍｉｃｒｏＵＳＢ端子、Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ端子の少なくとも１つが接続可能である。
The
なお、充電端子４３は、外部電源６０から送電される電力を非接触で受電可能な受電部であってもよい。このような場合、充電端子４３（受電部）は、受電コイルから構成されていてもよい。非接触による電力伝送（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）の方式は、電磁誘導型でもよいし、磁気共鳴型でもよい。また、充電端子４３は、外部電源６０から送電される電力を無接点で受電可能な受電部であってもよい。別の一例として、充電端子４３は、ＵＳＢ端子、ｍｉｃｒｏＵＳＢ端子、Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ端子の少なくとも１つが接続可能であり、且つ上述した受電部を有していてもよい。
The
また、電源ユニットケース１１には、ユーザが操作可能な操作部１４が、トップ部１１ａの側面に充電端子４３とは反対側を向くように設けられる。より詳述すると、操作部１４と充電端子４３は、操作部１４と充電端子４３を結ぶ直線と長手方向Ａにおける電源ユニット１０の中心線Ｌの交点について点対称の関係にある。操作部１４は、ボタン式のスイッチ、タッチパネル等から構成され、ユーザの使用意思を反映して制御部５０及び各種センサを起動／遮断する際等に利用される。操作部１４の近傍には、制御部５０及びパフ動作を検出する吸気センサ１５が設けられている。
Further, the power
充電器１３は、充電端子４３に近接して配置され、充電端子４３から電源１２へ入力される充電電力を制御する。充電器１３は、充電端子４３に接続される充電ケーブルに搭載された交流を直流に変換するインバータ６１等（図６参照）からの直流を大きさの異なる直流に変換するコンバータ、電圧計、電流計、プロセッサ等を含む。
The
制御部５０は、図５に示すように、パフ（吸気）動作を検出する吸気センサ１５、電源１２の電圧を測定する電圧センサ１６、温度センサ１７等の各種センサ装置、操作部１４、及びパフ動作の回数又は負荷２１への通電時間等を記憶するメモリー１８に接続され、エアロゾル吸引器１の各種の制御を行う。吸気センサ１５は、コンデンサマイクロフォンや圧力センサ等から構成されていてもよい。制御部５０は、具体的にはプロセッサ（コンピュータ）である。このプロセッサの構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路である。制御部５０の詳細については後述する。
As shown in FIG. 5, the
また、電源ユニットケース１１には、内部に外気を取り込む不図示の空気取込口が設けられている。なお、空気取込口は、操作部１４の周囲に設けられていてもよく、充電端子４３の周囲に設けられていてもよい。
In addition, the power
（第１カートリッジ）
第１カートリッジ２０は、図３に示すように、円筒状のカートリッジケース２７の内部に、エアロゾル源２２を貯留するリザーバ２３と、エアロゾル源２２を霧化する電気的な負荷２１と、リザーバ２３から負荷２１へエアロゾル源を引き込むウィック２４と、エアロゾル源２２が霧化されることで発生したエアロゾルが第２カートリッジ３０に向かって流れるエアロゾル流路２５と、第２カートリッジ３０の一部を収容するエンドキャップ２６と、を備える。
(First cartridge)
As shown in FIG. 3, the
リザーバ２３は、エアロゾル流路２５の周囲を囲むように区画形成され、エアロゾル源２２を貯留する。リザーバ２３には、樹脂ウェブや綿等の多孔体が収容され、且つ、エアロゾル源２２が多孔体に含浸されていてもよい。エアロゾル源２２は、グリセリン、プロピレングリコール、水などの液体を含む。
The
ウィック２４は、リザーバ２３から毛管現象を利用してエアロゾル源２２を負荷２１へ引き込む液保持部材であって、例えば、ガラス繊維や多孔質セラミックなどによって構成される。
The
負荷２１は、電源１２から放電端子４１を介して供給される電力によって燃焼を伴わずにエアロゾル源２２を霧化する。負荷２１は、所定ピッチで巻き回される電熱線（コイル）によって構成されている。なお、負荷２１は、エアロゾル源２２を霧化してエアロゾルを発生可能な素子であればよく、例えば、発熱素子、又は超音波発生器である。発熱素子としては、発熱抵抗体、セラミックヒータ、及び誘導加熱式のヒータ等が挙げられる。
The
エアロゾル流路２５は、負荷２１の下流側であって、電源ユニット１０の中心線Ｌ上に設けられる。
The
エンドキャップ２６は、第２カートリッジ３０の一部を収容するカートリッジ収容部２６ａと、エアロゾル流路２５とカートリッジ収容部２６ａとを連通させる連通路２６ｂと、を備える。
The
（第２カートリッジ）
第２カートリッジ３０は、香味源３１を貯留する。第２カートリッジ３０は、第１カートリッジ２０側の端部が第１カートリッジ２０のエンドキャップ２６に設けられたカートリッジ収容部２６ａに着脱可能に収容される。第２カートリッジ３０は、第１カートリッジ２０側とは反対側の端部が、ユーザの吸口３２となっている。なお、吸口３２は、第２カートリッジ３０と一体不可分に構成される場合に限らず、第２カートリッジ３０と着脱可能に構成されてもよい。このように吸口３２を電源ユニット１０と第１カートリッジ２０とは別体に構成することで、吸口３２を衛生的に保つことができる。
(Second cartridge)
The
第２カートリッジ３０は、負荷２１によってエアロゾル源２２が霧化されることで発生したエアロゾルを香味源３１に通すことによってエアロゾルに香味を付与する。香味源３１を構成する原料片としては、刻みたばこ、たばこ原料を粒状に成形した成形体を用いることができる。香味源３１は、たばこ以外の植物（例えば、ミント、漢方、ハーブ等）によって構成されてもよい。香味源３１には、メントールなどの香料が付与されていてもよい。
The
本実施形態のエアロゾル吸引器１では、エアロゾル源２２と香味源３１と負荷２１とによって、香味が付加されたエアロゾルを発生させることができる。つまり、エアロゾル源２２と香味源３１は、エアロゾルを発生させるエアロゾル生成源と言うことができる。
In the
エアロゾル吸引器１に用いられるエアロゾル生成源の構成は、エアロゾル源２２と香味源３１とが別体になっている構成の他、エアロゾル源２２と香味源３１とが一体的に形成されている構成、香味源３１が省略されて香味源３１に含まれ得る物質がエアロゾル源２２に付加された構成、香味源３１の代わりに薬剤等がエアロゾル源２２に付加された構成等であってもよい。
The structure of the aerosol generation source used for the
このように構成されたエアロゾル吸引器１では、図３中、矢印Ｂで示すように、電源ユニットケース１１に設けられた不図示の取込口から流入した空気が、空気供給部４２から第１カートリッジ２０の負荷２１付近を通過する。負荷２１は、ウィック２４によってリザーバ２３から引き込まれたエアロゾル源２２を霧化する。霧化されて発生したエアロゾルは、取込口から流入した空気と共にエアロゾル流路２５を流れ、連通路２６ｂを介して第２カートリッジ３０に供給される。第２カートリッジ３０に供給されたエアロゾルは、香味源３１を通過することで香味が付与され、吸口３２に供給される。
In the
また、エアロゾル吸引器１には、各種情報を報知する報知部４５が設けられている（図５参照）。報知部４５は、発光素子によって構成されていてもよく、振動素子によって構成されていてもよく、音出力素子によって構成されていてもよい。また、報知部４５は、発光素子、振動素子及び音出力素子のうち、２以上の素子の組合せであってもよい。報知部４５は、電源ユニット１０、第１カートリッジ２０、及び第２カートリッジ３０のいずれに設けられてもよいが、電源ユニット１０に設けられることが好ましい。例えば、操作部１４の周囲が透光性を有し、ＬＥＤ等の発光素子によって発光するように構成される。
In addition, the
（電気回路）
続いて、電源ユニット１０の電気回路について図６を参照しながら説明する。
電源ユニット１０は、電源１２と、放電端子４１を構成する正極側放電端子４１ａ及び負極側放電端子４１ｂと、充電端子４３を構成する正極側充電端子４３ａ及び負極側充電端子４３ｂと、電源１２の正極側と正極側放電端子４１ａとの間及び電源１２の負極側と負極側放電端子４１ｂとの間に接続される制御部５０と、電源１２の電圧を測定する電圧センサ１６と、充電端子４３と電源１２との電力伝達経路上に配置される充電器１３と、電源１２と放電端子４１との電力伝達経路上に配置されるスイッチ１９と、を備える。スイッチ１９は、例えばＭＯＳＦＥＴにより構成され、制御部５０がゲート電圧を調整することによって開閉制御される。制御部５０は、例えば、制御部５０を流れる微弱電流の変化によって、充電端子４３に外部電源６０が接続されたことを判定することができる。
(electric circuit)
Next, the electric circuit of the
The
図６に示した電源ユニット１０の電気回路図では、制御部５０と電圧センサ１６は別体となっている。これに代えて、制御部５０が電源１２の電圧を測定する機能を有していてもよい。また、図６に示した電源ユニット１０の電気回路では、スイッチ１９は電源１２の正極側と正極側放電端子４１ａの間に設けられている。このような所謂プラスコントロールに代えて、スイッチ１９は負極側放電端子４１ｂと電源１２の負極側に設けられるマイナスコントロールであってもよい。
In the electric circuit diagram of the
（制御部）
次に制御部５０の構成について、より具体的に説明する。
制御部５０は、図５に示すように、エアロゾル生成要求検出部５１と、電源状態診断部５２と、電力制御部５３と、報知制御部５４と、を備える。
(Control unit)
Next, the configuration of the
As shown in FIG. 5, the
エアロゾル生成要求検出部５１は、吸気センサ１５の出力結果に基づいてエアロゾル生成の要求を検出する。吸気センサ１５は、吸口３２を通じたユーザの吸引により生じた電源ユニット１０内の圧力変化の値を出力するよう構成されている。吸気センサ１５は、例えば、不図示の取込口から吸口３２に向けて吸引される空気の流量（すなわち、ユーザのパフ動作）に応じて変化する気圧に応じた出力値（例えば、電圧値又は電流値）を出力する圧力センサである。
The aerosol generation
電源状態診断部５２は、電源１２の劣化状態（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ）又は故障状態を取得する。電源状態診断部５２は、電源１２の劣化状態又は故障状態に加えて、電源１２の蓄電量（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を取得することができる。電源状態診断部５２における劣化診断制御及び故障診断制御については後述する。
The power supply state diagnosis unit 52 acquires a deterioration state (State of Health) or a failure state of the
報知制御部５４は、各種情報を報知するように報知部４５を制御する。例えば、報知制御部５４は、電源状態診断部５２からの電源１２の劣化診断に基づいて電源１２の交換タイミングを報知するように報知部４５を制御してもよく、電源状態診断部５２からの電源１２の蓄電量診断に基づいて電源１２の充電タイミングを報知するように報知部４５を制御してもよい。また、報知制御部５４は、第２カートリッジ３０の交換タイミングの検出に応じて、第２カートリッジ３０の交換タイミングを報知するように報知部４５を制御してもよい。報知制御部５４は、メモリー１８に記憶されたパフ動作の回数又は負荷２１への累積通電時間に基づいて、第２カートリッジ３０の交換タイミングを報知する。
The
電力制御部５３は、エアロゾル生成要求検出部５１がエアロゾル生成の要求を検出した際に放電端子４１を介した電源１２の放電を、スイッチ１９のオン／オフによって制御する。
The
電力制御部５３は、負荷２１によってエアロゾル源が霧化されることで生成されるエアロゾルの量が所望範囲に収まるように、言い換えると、電源１２から負荷２１に供給される電力量が一定範囲となるように制御する。具体的に説明すると、電力制御部５３は、例えば、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）制御によってスイッチ１９のオン／オフを制御する。これに代えて、電力制御部５３は、ＰＦＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス周波数変調）制御によってスイッチ１９のオン／オフを制御してもよい。
The
電力制御部５３は、負荷２１への電力供給を開始してから所定期間が経過した場合に、電源１２から負荷２１に対する電力供給を停止してもよい。言い換えると、電力制御部５３は、ユーザが実際にパフ動作を行っているパフ期間内であっても、パフ期間が所定期間を超えた場合に、電源１２から負荷２１に対する電力供給を停止する。所定期間は、ユーザのパフ期間のばらつきを抑制するために定められる。電力制御部５３は、電源１２の蓄電量に応じて、１回のパフ動作においるスイッチ１９のオン／オフのデューティ比を制御する。例えば、電力制御部５３は、電源１２から負荷２１に電力を供給するオン時間の間隔（パルス間隔Ｔ１、図１２参照）を制御したり、電源１２から負荷２１に電力を供給するオン時間の長さ（パルス幅Ｔ２、図１２参照）を制御したりする。
The
また、電力制御部５３は、充電端子４３と外部電源６０との電気的な接続を検出し、充電端子４３を介した電源１２の充電を制御する。
The
ここで、エアロゾル吸引器１に使用される電源１２では、放電と充電とが繰り返し行われることで内部抵抗が増大し、これにより電源１２が劣化する。電源１２が劣化すると、電源１２の満充電容量が減少し、エアロゾルの吸引に十分な電力を蓄電できない虞がある。そのため、電源１２の劣化状態を適切に把握する必要がある。
Here, in the
（劣化診断制御）
そこで、電源状態診断部５２は、以下で説明する劣化診断制御により、電源１２の劣化状態を取得する。一般的に電源１２の劣化状態は、新品の電源の満充電容量に対する、劣化品の満充電容量の比で表されることが多い。しかし、電源１２の満充電容量を正確に取得することは難しいため、電源状態診断部５２による劣化診断制御は、電源１２の内部抵抗に基づいて電源１２の劣化状態を取得する。なお、以下で説明する劣化診断制御等は、これらを実行可能なプログラムとして電源ユニット１０に読み込まれ、電源ユニット１０によって実行されてもよい。
(Degradation diagnosis control)
Therefore, the power supply state diagnosis unit 52 acquires the deterioration state of the
先ず、電源１２の内部抵抗Ｒについて、電源１２としてリチウムイオン電池の場合を例に図７〜図１０を参照しながら説明する。
First, the internal resistance R of the
図７は、スイッチ１９がオフ状態のときの図６のエアロゾル吸引器１の電気回路図を簡素化したものである。スイッチ１９がオフ状態のときの電圧センサ１６の測定値、即ち、開回路電圧ＯＣＶ（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）は、電源１２の起電力ＥＢａｔｔに等しい。
FIG. 7 is a simplified electrical circuit diagram of the
図８は、スイッチ１９がオン状態のとき（電気回路が閉回路を構成するとき）の図６のエアロゾル吸引器１の電気回路と等価な等価回路図である。符号ＣＢａｔｔは電源１２と等しい起電力を有するコンデンサであり、符号Ｒｉｍｐはリチウムイオンが電極間を移動する際に受ける電極間における電極間内部抵抗であり、符号ＣＥＤＬは電極界面における電気二重層容量を示すコンデンサであり、符号ＲＥＤＬはリチウムイオンが電極と電解液との界面を移動する際の反応抵抗である。反応抵抗ＲＥＤＬ及び電気二重層コンデンサＣＥＤＬが、コンデンサＣＢａｔｔ及び電極間内部抵抗Ｒｉｍｐの下流に並列に設けられることで、電極間内部抵抗Ｒｉｍｐは、直流（ＤＣ）成分を構成し、反応抵抗ＲＥＤＬは一次遅れ（ＡＣ）成分を構成する。
FIG. 8 is an equivalent circuit diagram equivalent to the electric circuit of the
スイッチ１９がオン状態のときの電圧センサ１６の測定値、即ち、閉回路電圧ＣＣＶ（Ｃｌｏｓｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）は、電源１２の起電力から電極間内部抵抗Ｒｉｍｐによる損失及び反応抵抗ＲＥＤＬによる損失を差し引いたものである。
The measured value of the
したがって、図９に示すように、電源１２の残量が同じでも開回路電圧ＯＣＶ＞閉回路電圧ＣＣＶの関係が成立する。図９は、ＬＩＴＨＩＵＭ ＣＯＢＡＬＴ ＳＰＩＮＥＬ ＯＸＩＤＥ： Ａ ＳＴＲＵＣＴＵＲＡＬ ＡＮＤ ＥＬＥＣＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬ ＳＴＵＤＹ（ＥＲＩＫＡ ＭＥＺＡ ｅｔ ａｌ， Ｊ． Ｃｈｉｌ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ， ５３， Ｎｏ ２ （２００８）， ｐａｇｅｓ： １４９４−１４９７）で開示された、スピネル型のＬｉ１＋ｘＣｏ２Ｏ４を正極活物質に用いたリチウムイオン二次電池の放電に伴う開回路電圧ＯＣＶと閉回路電圧ＣＣＶの関係である。縦軸は、開回路電圧ＯＣＶと閉回路電圧ＣＣＶの電圧値を示していて、上に行くほど高い電圧値になる。横軸は、正極活物質におけるリチウムの量を示していて、右に行くほど多い量になる。すなわち右に行くほど、蓄電容量の残量が減少し、放電した電力の積算量が増大することになる。
Therefore, as shown in FIG. 9, the relationship of open circuit voltage OCV>closed circuit voltage CCV holds even if the remaining amount of the
この関係を縦軸に電圧、横軸に時間をとって表現したのが図１０のグラフである。図８で示された等価回路より、閉回路電圧ＣＣＶの時間変化は、以下の（１）式と（２）式で表される。
（２）式において、Ｒｌｏａｄは、負荷２１の電気抵抗値を示す。
The graph of FIG. 10 expresses this relationship by plotting voltage on the vertical axis and time on the horizontal axis. From the equivalent circuit shown in FIG. 8, the time change of the closed circuit voltage CCV is expressed by the following equations (1) and (2).
In the equation (2), R load indicates the electric resistance value of the
スイッチ１９のオン直後は、一次遅れ成分である反応抵抗ＲＥＤＬを無視できる。言い換えると、スイッチ１９のオン直後、即ちｔ＝０のとき、開回路電圧ＯＣＶと閉回路電圧ＣＣＶとの差は、電極間内部抵抗Ｒｉｍｐによる電圧降下に依存する。
Immediately after the
これを式で表すと、（１）式と（２）式から（３）式で表される。
一方、ｔが（１）式と（２）式の一次遅れ成分の緩和時間（時定数）であるＲＥＤＬとＣＥＤＬの積より十分に大きい場合、開回路電圧ＯＣＶと閉回路電圧ＣＣＶとの差は、電極間内部抵抗Ｒｉｍｐによる電圧降下と反応抵抗ＲＥＤＬによる電圧降下との和に起因する。 On the other hand, when t is sufficiently larger than the product of R EDL and C EDL , which is the relaxation time (time constant) of the first-order lag component of formulas (1) and (2), the open circuit voltage OCV and the closed circuit voltage CCV are The difference is due to the sum of the voltage drop due to the internal resistance R imp between the electrodes and the voltage drop due to the reaction resistance R EDL .
これを式で表すと、（１）式と（２）式から（４）式で表される。
なお、一般的にＲＥＤＬとＣＥＤＬは十分に小さな値である。したがって、スイッチ１９を閉じてから比較的早いタイミングで、（４）式の関係が（近似的には）成立する点に留意されたい。
In general, R EDL and C EDL are sufficiently small values. Therefore, it should be noted that the relation of the equation (4) is (approximately) established at a relatively early timing after the
電源状態診断部５２は、電源１２の開回路電圧ＯＣＶと電源１２の閉回路電圧ＣＣＶとに基づいて内部抵抗Ｒを取得する。閉回路電圧ＣＣＶは、例えば電圧センサ１６により取得される実測値である。
The power supply state diagnosis unit 52 acquires the internal resistance R based on the open circuit voltage OCV of the
閉回路電圧ＣＣＶは、回路を閉じてから時間が十分に経過した後（ｔ＝ｔ１）の実測値であってもよく、回路を閉じてから時間が十分に経過する前（ｔ＜ｔ１）の実測値であってもよい。閉回路電圧ＣＣＶを、回路を閉じてから時間が十分に経過する前（ｔ＜ｔ１）の実測値とすることで、閉回路電圧ＣＣＶをより早く取得できる。この場合は、電源状態診断部５２は、取得した内部抵抗Ｒと比較する閾値として、閉回路電圧ＣＣＶの一次遅れ成分である反応抵抗ＲＥＤＬを考慮せずに直流成分である電極間内部抵抗Ｒｉｍｐによる電圧降下のみに基づいて設定される閾値を用いる。本実施形態では、一例として回路を閉じた直後の閉回路電圧ＣＣＶを用いてもよい。 The closed circuit voltage CCV may be a measured value after a sufficient time has elapsed since the circuit was closed (t=t1), and may be a value measured before a sufficient time has passed since the circuit was closed (t<t1). It may be a measured value. The closed circuit voltage CCV can be acquired earlier by setting the closed circuit voltage CCV to a measured value before the time has elapsed sufficiently after the circuit is closed (t<t1). In this case, the power supply state diagnosis unit 52 does not consider the reaction resistance R EDL , which is the first-order lag component of the closed circuit voltage CCV, as the threshold value to be compared with the acquired internal resistance R, and the inter-electrode internal resistance R that is a DC component. A threshold value set based only on the voltage drop due to imp is used. In the present embodiment, as an example, the closed circuit voltage CCV immediately after the circuit is closed may be used.
一方、閉回路電圧ＣＣＶを、回路を閉じてから時間が十分に経過した後（ｔ＝ｔ１）の実測値とすることで、閉回路電圧ＣＣＶを精度よく取得できる。この場合は、電源状態診断部５２は、取得した内部抵抗Ｒと比較する閾値として、閉回路電圧ＣＣＶの一次遅れ成分である反応抵抗ＲＥＤＬを考慮して電極間内部抵抗Ｒｉｍｐによる電圧降下と反応抵抗ＲＥＤＬによる電圧降下との和に基づいて設定される閾値を用いる。なお、閉回路電圧ＣＣＶは、実測値に限らず、推定値を用いてもよい。閉回路電圧ＣＣＶを推定することで、閉回路電圧ＣＣＶの実測を不要にできる。閉回路電圧ＣＣＶは一次遅れ系の振舞いをするため、完全な定常状態に落ち着くまでには、非常に長い時間が掛かる。便宜上、本実施形態では、回路を閉じてから緩和時間経過後又は緩和時間に所定の値を加えた時間経過後の閉回路電圧ＣＣＶを用いてもよい。 On the other hand, the closed circuit voltage CCV can be accurately obtained by setting the closed circuit voltage CCV to a measured value after a sufficient time has elapsed since the circuit was closed (t=t1). In this case, the power supply state diagnosis unit 52 considers the reaction resistance R EDL , which is the first-order lag component of the closed circuit voltage CCV, as the threshold value to be compared with the acquired internal resistance R, and determines the voltage drop due to the interelectrode internal resistance R imp A threshold set based on the sum of the voltage drop due to the reaction resistance REDL is used. The closed circuit voltage CCV is not limited to the actual measurement value, and an estimated value may be used. By estimating the closed circuit voltage CCV, it is not necessary to actually measure the closed circuit voltage CCV. Since the closed circuit voltage CCV behaves as a first-order lag system, it takes a very long time to settle into a completely steady state. For convenience, in the present embodiment, the closed circuit voltage CCV may be used after the relaxation time has elapsed after the circuit is closed or after the relaxation time plus a predetermined value has elapsed.
また、電源状態診断部５２は、閉回路電圧ＣＣＶを取得する際に、エアロゾルを発生させるために負荷２１へ放電する際の電流よりも小さい電流を用いて閉回路電圧ＣＣＶを取得してもよく、内部抵抗Ｒを導出する際に電流値を定数としてもよい。電流値を実測値する場合、不図示の電流センサを用いて測定することができる。小さな電流を用いて閉回路電圧ＣＣＶを取得すれば、実際の電流値と（３）式や（４）式で定数として扱われるＩとのズレを小さくすることができる。また、閉回路電圧ＣＣＶ取得時にエアロゾルが発生することを抑制することができる。
In addition, when acquiring the closed circuit voltage CCV, the power supply state diagnosis unit 52 may acquire the closed circuit voltage CCV by using a current that is smaller than the current when discharging to the
閉回路電圧ＣＣＶを取得する際に、エアロゾルを発生させるために負荷２１へ放電する際の電流よりも小さい微小電流を流すことで閉回路電圧ＣＣＶを取得する際の電力消費を低減できる。また、内部抵抗Ｒを導出する際に電流値を定数することで、電流値の実測を不要にできる。例えば、定電流制御中に閉回路電圧ＣＣＶを取得することで電流値として定数を用いることができる。この結果、電流センサが不要になるため、エアロゾル吸引器１のサイズ、重量、コストを低減することができる。
When acquiring the closed circuit voltage CCV, it is possible to reduce the power consumption when acquiring the closed circuit voltage CCV by causing a minute current smaller than the current when discharging to the
次に、劣化診断制御の制御フローについて図１１及び図１２を参照しながら説明する。
先ず、エアロゾル生成要求検出部５１は、吸気センサ１５の出力結果に基づいてエアロゾル生成の要求を検出する（ステップＳ１）。ユーザからのエアロゾル生成の要求を契機として電源１２の劣化状態を取得することで、劣化判定の結果をユーザに認識させることができる。
Next, the control flow of the deterioration diagnosis control will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
First, the aerosol generation
エアロゾル生成要求検出部５１がエアロゾル生成の要求を検出した場合、開回路電圧ＯＣＶを取得し（ステップＳ２）、エアロゾル生成要求検出部５１がエアロゾル生成の要求を検出しない場合、ステップＳ１の処理を繰り返す。ステップＳ２で開回路電圧ＯＣＶを取得した後は、スイッチ１９をオン状態にして（ステップＳ３）、閉回路電圧ＣＣＶを取得し（ステップＳ４）、続いて電流値を取得する（ステップＳ５）。なお、ステップＳ４は、ステップＳ５の後に実行されてもよい。
When the aerosol generation
電流値を取得した後、（１）式又は（２）式から内部抵抗Ｒ（Ｒｉｍｐ、又は、Ｒｉｍｐ＋ＲＥＤＬ）を導出し、導出した内部抵抗Ｒと閾値Ｔｈ１を比較する（ステップＳ６）。その結果、内部抵抗Ｒが閾値Ｔｈ１よりも小さいとき（ステップＳ６のＹｅｓ）、電源状態診断部５２は電源１２が正常な状態にあると判断し（ステップＳ７）、電力制御部５３はエアロゾルを生成するためにＰＷＭ制御を実施する（ステップＳ８）。一方、内部抵抗Ｒが閾値Ｔｈ１以上であるとき（ステップＳ６のＮｏ）、電源１２が劣化していると判断し（ステップＳ９）、報知制御部５４はユーザに電源１２の交換が必要であることを報知する（ステップＳ１０）。
After acquiring the current value, the internal resistance R (R imp or R imp +R EDL ) is derived from the equation (1) or (2), and the derived internal resistance R and the threshold Th1 are compared (step S6). .. As a result, when the internal resistance R is smaller than the threshold value Th1 (Yes in step S6), the power supply state diagnosis unit 52 determines that the
ステップＳ４で、取得した閉回路電圧ＣＣＶがスイッチ１９のオン直後、即ちｔ＝０のときであれば、内部抵抗Ｒは電極間内部抵抗Ｒｉｍｐであるので、閾値Ｔｈ１は電極間内部抵抗Ｒｉｍｐによる電圧降下に基づいて設定される閾値である。一方、取得した閉回路電圧ＣＣＶが緩和時間を経過した後、即ちｔ＝ｔ１以降であれば、内部抵抗Ｒは電極間内部抵抗Ｒｉｍｐと反応抵抗ＲＥＤＬとの和であるので、閾値Ｔｈ１は電極間内部抵抗Ｒｉｍｐによる電圧降下と反応抵抗ＲＥＤＬによる電圧降下との和に基づいて設定される閾値である。
In step S4, when the acquired closed circuit voltage CCV is immediately after the
このように電源１２の劣化診断制御をユーザからのエアロゾル生成の要求を契機として、エアロゾルの生成前に行うことで、劣化した電源１２の使用を回避できる。なお、ステップＳ３において閉回路電圧ＣＣＶを取得するためのスイッチ１９のオンは、他の用途、ここでは、閉回路電圧ＣＣＶを負荷２１へ放電する際のＰＷＭ制御に用いることで、電源１２の劣化診断のためだけに回路に電流を流すことを回避できる。
As described above, the deterioration diagnosis control of the
以下、上記した劣化診断制御の変形例について説明するが、図１１と同一のステップについては説明を省略する。 Hereinafter, a modified example of the above-described deterioration diagnosis control will be described, but description of the same steps as those in FIG. 11 will be omitted.
（第１変形例の劣化診断制御）
また、電源状態診断部５２は、上記したように内部抵抗Ｒを導出する際に電流値を定数とすることができる。電流値を定数とする場合、図１３に示すように、ステップＳ４において閉回路電圧ＣＣＶを取得した後、電流値を取得するステップＳ５を実施せずに次の処理（ステップＳ６ａ）に移行することができる。なお、電流値を取得しない場合、内部抵抗Ｒを導出してもよく、内部抵抗Ｒを導出しなくてもよい。
(Degradation diagnosis control of the first modified example)
Further, the power supply state diagnosis unit 52 can make the current value a constant when deriving the internal resistance R as described above. When the current value is a constant, as shown in FIG. 13, after the closed circuit voltage CCV is acquired in step S4, the process proceeds to the next process (step S6a) without performing step S5 of acquiring the current value. You can When the current value is not acquired, the internal resistance R may be derived or the internal resistance R may not be derived.
内部抵抗Ｒを導出する場合、開回路電圧ＯＣＶと閉回路電圧ＣＣＶとの差を定数で割った値に基づいて内部抵抗Ｒを導出し、図１１のステップＳ６と同様に導出した内部抵抗Ｒと閾値Ｔｈ１と比較する。 When deriving the internal resistance R, the internal resistance R is derived based on a value obtained by dividing the difference between the open circuit voltage OCV and the closed circuit voltage CCV by a constant, and the internal resistance R is derived in the same manner as in step S6 of FIG. Compare with the threshold Th1.
一方、内部抵抗Ｒを導出しない場合、開回路電圧ＯＣＶと閉回路電圧ＣＣＶの差と、この電流値を閾値Ｔｈ１に積算した閾値Ｔｈ２と、を比較してもよい。このように、内部抵抗Ｒを導出しなくても、電源１２の放電時における電気パラメータ（閉回路電圧ＣＣＶ）と電源１２の非放電時における電気パラメータ（開回路電圧ＯＣＶ）との差異に基づいて電源１２の劣化状態を取得してもよい。これによっても、電源１２の劣化状態を適切に把握することができる。なお、閉回路電圧ＣＣＶを取得する際に電源１２が放電する電流値を予め測定しておき、これを定数に用いてもよい。
On the other hand, when the internal resistance R is not derived, the difference between the open circuit voltage OCV and the closed circuit voltage CCV may be compared with the threshold Th2 obtained by integrating the current value with the threshold Th1. As described above, even if the internal resistance R is not derived, based on the difference between the electric parameter when the
閾値Ｔｈ２は、電源１２の劣化時状態にある場合のみ内部抵抗Ｒが取り得る値に電流値と見做される定数を掛けた値であってもよい。このように設定される閾値Ｔｈ２を予めメモリー１８に記録しておけば、ステップＳ６における除算処理が不要になるため、ステップＳ６ａの処理を高速化することができる。
The threshold value Th2 may be a value obtained by multiplying a value that the internal resistance R can take by a constant that is regarded as a current value only when the
（第２変形例の劣化診断制御）
また、内部抵抗Ｒが温度依存性を有することから、電源状態診断部５２は、温度センサ１７から電源１２の温度を取得し、電源１２の温度情報に基づいて閾値を設定してもよい。図１４に示す実施形態では、ステップＳ２で開回路電圧ＯＣＶを取得した後、ステップＳ３でスイッチ１９をオン状態にする前に温度ＴＢａｔｔを取得する（ステップＳ２１）。なお、電源１２の温度の取得は、これに限らずいつでも可能である。電源１２の温度を取得した後、ステップＳ６ｂにおいては、導出した内部抵抗Ｒと電源１２の温度に基づいて設定された閾値Ｔｈ３とを比較する。即ち、電源１２の温度が低いときは内部抵抗Ｒも大きくなるため、電源１２の温度が低いほど閾値Ｔｈ３を大きくする。このように内部抵抗Ｒの温度依存性を考慮することで、より適切に電源１２の劣化を取得することができる。
(Degradation diagnosis control of the second modified example)
Further, since the internal resistance R has temperature dependency, the power supply state diagnosis unit 52 may acquire the temperature of the
本実施形態では、温度ＴＢａｔｔを用いて閾値Ｔｈ３を補正した。これに代えて、ステップＳ６ｂにおいて導出される内部抵抗Ｒを補正してもよい。一例として、電源１２の温度が低いときは、電流値Ｉを大きくする、又は内部抵抗Ｒに１より小さい所定の係数を掛ける補正を行ってもよい。内部抵抗Ｒの補正量は、電源１２の温度が低いほど大きいことが好ましい。即ち、電源１２の温度が低いほど、電流値Ｉを大きくする、又は内部抵抗Ｒに掛ける所定の係数を小さくすることが好ましい。
In this embodiment, the threshold Th3 is corrected using the temperature T Batt . Instead of this, the internal resistance R derived in step S6b may be corrected. As an example, when the temperature of the
なお、温度センサ１７は、電源１２の近くに配置されていることが好ましいが、電源１２から離れて配置されていてもよい。この場合、電源１２の温度ＴＢａｔｔとして、電源１２と温度センサ１７との距離を考慮して温度センサ１７の測定値を補正してもよい。
The
（第３変形例の劣化診断制御）
また、電源状態診断部５２は、取得した開回路電圧ＯＣＶ及び閉回路電圧ＣＣＶの少なくとも一方を他の用途に用いてもよい。ここでは、取得した開回路電圧ＯＣＶ及び閉回路電圧ＣＣＶを、電源１２の蓄電量（ＳＯＣ）判定に使用する場合を例示する。図１５に示す実施形態では、ステップＳ２で開回路電圧ＯＣＶを取得した後、取得した開回路電圧ＯＣＶを、充電が必要な値である閾値Ｔｈ４（図９参照）と比較する（ステップＳ２０）。その結果、開回路電圧ＯＣＶが閾値Ｔｈ４以下の場合（ステップＳ２０でＮｏ）の場合、報知制御部５４はユーザに電源１２の充電が必要であることを報知する（ステップＳ１１）。
(Degradation diagnosis control of the third modified example)
In addition, the power supply state diagnosis unit 52 may use at least one of the acquired open circuit voltage OCV and closed circuit voltage CCV for other purposes. Here, the case where the acquired open circuit voltage OCV and closed circuit voltage CCV are used for the storage amount (SOC) determination of the
また、ステップＳ４で閉回路電圧ＣＣＶを取得した後、取得した閉回路電圧ＣＣＶを、充電が必要な値である閾値Ｔｈ５（図９参照）と比較する（ステップＳ４０）。その結果、開回路電圧ＯＣＶが閾値Ｔｈ５以下の場合（ステップＳ４０でＮｏ）の場合、報知制御部５４はユーザに電源１２の充電が必要であることを報知する（ステップＳ１１）。これにより、電源１２の劣化判定とともに蓄電量判定を行うことができる。なお、図１５に示す実施形態では、取得した開回路電圧ＯＣＶ及び閉回路電圧ＣＣＶを、電源１２の蓄電量判定に使用する場合を例示したが、いずれか一方のみを電源１２の蓄電量判定に用いてもよく、他の用途に用いてもよい。
After acquiring the closed circuit voltage CCV in step S4, the acquired closed circuit voltage CCV is compared with a threshold Th5 (see FIG. 9) that is a value that requires charging (step S40). As a result, when the open circuit voltage OCV is equal to or lower than the threshold Th5 (No in step S40), the
他の用途の一例として、取得した開回路電圧ＯＣＶ及び閉回路電圧ＣＣＶを、前述したＰＷＭ制御におけるデューティ比やＰＦＭ制御におけるオフ時間の設定に用いてもよい。 As an example of another application, the acquired open circuit voltage OCV and closed circuit voltage CCV may be used to set the duty ratio in the PWM control and the off time in the PFM control described above.
（故障診断制御）
また、電源状態診断部５２は、電源１２の劣化だけでなく故障を診断してもよい。前述した通り、内部抵抗値は、電源１２の劣化が進行するに従って増大する。ところで、電源１２が故障した場合には、電源１２の内部抵抗は極端に大きな値や小さな値を示すことがある。一例として、電源１２が短絡（ショート）した場合には、過大な電流が流れ得るため、内部抵抗は極端に小さな値を示す。また別の一例として、電源１２の電解液が減少又は枯渇した場合には、電流が殆ど流れないため、電源１２の内部抵抗は極端に大きな値を示す。
(Fault diagnosis control)
Further, the power supply state diagnosis unit 52 may diagnose not only the deterioration of the
この現象を利用し、電源状態診断部５２は、新品の電源１２が取り得る内部抵抗値よりも小さな内部抵抗値を検出した場合は、短絡（ショート）などによる電源１２の故障を検知してもよい。また、電源状態診断部５２は、劣化検知を行う閾値よりも十分に大きな内部抵抗値を検出した場合は、電解液の減少や枯渇などによる電源１２の故障を検知してもよい。
By utilizing this phenomenon, the power supply state diagnosis unit 52 detects a failure of the
報知制御部５４は、電源状態診断部５２からの電源１２の故障検知に基づいて電源１２の交換タイミングを報知するように報知部４５を制御してもよい。
The
なお、本発明は、上記した実施形態に限らず、適宜、変形、改良、等が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be appropriately modified, improved, and the like.
本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。 At least the following matters are described in the present specification. It should be noted that, although the constituent elements and the like corresponding to the above-described embodiment are shown in parentheses, the present invention is not limited to this.
（１）
エアロゾル源（エアロゾル源２２）からエアロゾルを発生させるための負荷（負荷２１）へ放電可能な電源（電源１２）と、
前記電源を制御する制御部（制御部５０）と、を備えるエアロゾル吸引器（エアロゾル吸引器１）用の電源ユニット（電源ユニット１０）であって、
前記制御部は、
前記電源の内部抵抗（内部抵抗Ｒ）に基づいて前記電源の劣化状態又は故障状態を取得するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(1)
A power source (power source 12) capable of discharging from an aerosol source (aerosol source 22) to a load (load 21) for generating an aerosol;
A power supply unit (power supply unit 10) for an aerosol inhaler (aerosol inhaler 1) including a control unit (control unit 50) that controls the power source,
The control unit is
A power supply unit for an aerosol inhaler, which acquires a deterioration state or a failure state of the power source based on an internal resistance (internal resistance R) of the power source.
（１）によれば、電源の劣化につれて電源の内部抵抗が増大することを利用して、電源の内部抵抗を取得することで、より短時間で電源の劣化状態又は故障状態を適切に把握することができる。 According to (1), the internal resistance of the power supply is acquired by utilizing the increase in the internal resistance of the power supply as the power supply deteriorates, so that the deterioration state or the failure state of the power supply can be appropriately grasped in a shorter time. be able to.
（２）
（１）に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記制御部は、前記電源の開回路電圧（開回路電圧ＯＣＶ）と前記電源の閉回路電圧（閉回路電圧ＣＣＶ）とに基づいて前記内部抵抗を取得するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(2)
A power supply unit for an aerosol inhaler according to (1),
The control unit is a power supply unit for an aerosol inhaler that acquires the internal resistance based on an open circuit voltage (open circuit voltage OCV) of the power supply and a closed circuit voltage (closed circuit voltage CCV) of the power supply.
（２）によれば、電源の開回路電圧と電源の閉回路電圧とを取得することで、容易に電源の内部抵抗を導出することができる。 According to (2), the internal resistance of the power supply can be easily derived by acquiring the open circuit voltage of the power supply and the closed circuit voltage of the power supply.
（３）
（２）に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記閉回路電圧は実測値であるエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(3)
A power supply unit for an aerosol inhaler according to (2),
The closed circuit voltage is a measured value. A power supply unit for an aerosol inhaler.
（３）によれば、電圧計により取得した電源の閉回路電圧を用いるため、推定値を用いる場合と比べて内部抵抗の導出の精度を向上することができる。 According to (3), since the closed circuit voltage of the power supply acquired by the voltmeter is used, the accuracy of deriving the internal resistance can be improved as compared with the case where the estimated value is used.
（４）
（３）に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記閉回路電圧は、回路を閉じてから所定時間（緩和時間）経過した後の実測値であるエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(4)
A power supply unit for the aerosol inhaler according to (3),
The closed circuit voltage is a measured value after a predetermined time (relaxation time) has passed since the circuit was closed, and is a power supply unit for an aerosol inhaler.
（４）によれば、閉回路電圧が安定した後に閉回路電圧を測定することで、閉回路電圧を精度よく取得できる。 According to (4), the closed circuit voltage can be accurately acquired by measuring the closed circuit voltage after the closed circuit voltage is stabilized.
（５）
（３）に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記制御部は、前記閉回路電圧の一次遅れ成分を考慮せずに設定される閾値と、前記内部抵抗との比較に基づいて前記電源の劣化状態又は故障状態を取得するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(5)
A power supply unit for the aerosol inhaler according to (3),
The control unit is a power supply unit for an aerosol inhaler that acquires a deterioration state or a failure state of the power supply based on a comparison between a threshold value set without considering the first-order lag component of the closed circuit voltage and the internal resistance. ..
（５）によれば、閉回路電圧が安定する前であっても閉回路電圧の一次遅れ成分を考慮せずに劣化判定又は故障判定する際の閾値を設定することで、より早く且つ正確に電源の劣化状態又は故障状態を取得することができる。 According to (5), even before the closed circuit voltage stabilizes, the threshold value for the deterioration determination or the failure determination is set without considering the first-order lag component of the closed circuit voltage. It is possible to acquire the deterioration state or the failure state of the power supply.
（６）
（３）に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記制御部は、前記内部抵抗の直流成分のみに基づき設定される閾値と、前記内部抵抗との比較に基づいて前記電源の劣化状態又は故障状態を取得するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(6)
A power supply unit for the aerosol inhaler according to (3),
A power supply unit for an aerosol inhaler, wherein the control unit acquires a deterioration state or a failure state of the power supply based on a comparison between a threshold value set only based on a direct current component of the internal resistance and the internal resistance.
（６）によれば、内部抵抗の直流成分のみに基づき設定される閾値と内部抵抗との比較に基づいて劣化判定又は故障判定することで、より早く且つ正確に電源の劣化状態又は故障状態を取得することができる。 According to (6), the deterioration state or the failure state of the power supply can be determined faster and more accurately by performing the deterioration determination or the failure determination based on the comparison between the threshold value set only based on the DC component of the internal resistance and the internal resistance. Can be obtained.
（７）
（３）から（６）のいずれかに記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記制御部は、前記エアロゾルを発生させるために前記負荷へ放電する際の電流よりも小さい電流を用いて前記閉回路電圧を取得するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(7)
A power supply unit for an aerosol inhaler according to any one of (3) to (6),
The control unit is a power supply unit for an aerosol inhaler that acquires the closed circuit voltage by using a current that is smaller than a current when discharging to the load to generate the aerosol.
（７）によれば、微小電流を用いて閉回路電圧を取得する際の電力消費を低減できる。また、閉回路電圧の取得時にエアロゾルが発生することを抑制できる。 According to (7), it is possible to reduce power consumption when acquiring a closed circuit voltage using a minute current. Further, it is possible to suppress the generation of aerosol when the closed circuit voltage is acquired.
（８）
（２）に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記閉回路電圧は推定値であるエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(8)
A power supply unit for an aerosol inhaler according to (2),
The closed circuit voltage is an estimated value. Power supply unit for aerosol inhaler.
（８）によれば、閉回路電圧を推定することで、閉回路電圧の実測を不要にできる。従って、電力消費を低減できると共に、閉回路電圧の取得時にエアロゾルが発生することを抑制できる。 According to (8), it is possible to eliminate the need to actually measure the closed circuit voltage by estimating the closed circuit voltage. Therefore, power consumption can be reduced and generation of aerosol can be suppressed when the closed circuit voltage is acquired.
（９）
（２）から（８）のいずれかに記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記制御部は、
前記開回路電圧と前記閉回路電圧との差を定数で割った値に基づいて前記内部抵抗を導出する、
又は、前記開回路電圧と前記閉回路電圧との差と、前記電源が劣化状態又は故障状態にある場合のみ前記内部抵抗が取り得る値に定数を掛けた値との比較に基づいて、前記電源の劣化状態又は故障状態を取得するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(9)
A power supply unit for an aerosol inhaler according to any one of (2) to (8),
The control unit is
Deriving the internal resistance based on a value obtained by dividing the difference between the open circuit voltage and the closed circuit voltage by a constant,
Alternatively, the power supply is based on a comparison between a difference between the open circuit voltage and the closed circuit voltage, and a value obtained by multiplying a value that can be taken by the internal resistance by a constant only when the power supply is in a deterioration state or a failure state. Power supply unit for an aerosol inhaler that acquires the deterioration state or failure state of the.
（９）によれば、内部抵抗を導出する際に電流値を定数とすることで、電流値の実測を不要にできる。これにより、電流センサが不要になるため、エアロゾル吸引器の重量、コスト、サイズを低減できる。さらに、内部抵抗の導出等をより高速に行うことができる。 According to (9), the current value is set to a constant when deriving the internal resistance, so that it is not necessary to actually measure the current value. This eliminates the need for a current sensor, thus reducing the weight, cost, and size of the aerosol inhaler. Further, the derivation of the internal resistance can be performed at a higher speed.
（１０）
（９）に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記定数は、前記閉回路電圧を取得する際に前記電源が放電する電流値に基づいて設定されるエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(10)
A power supply unit for an aerosol inhaler according to (9),
The constant is a power supply unit for an aerosol inhaler, which is set based on a current value discharged by the power supply when the closed circuit voltage is acquired.
（９）によれば、定数は閉回路電圧を取得する際に電源が放電する電流値に基づいて設定されるので、内部抵抗の導出等をより精度よく行うことができる。 According to (9), the constant is set based on the current value discharged by the power supply when the closed circuit voltage is acquired, so that the internal resistance can be derived more accurately.
（１１）
（１）から（１０）のいずれかに記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記制御部は、エアロゾル生成の要求を契機として、前記劣化状態又は前記故障状態を取得するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(11)
A power supply unit for an aerosol inhaler according to any one of (1) to (10),
The control unit is a power supply unit for an aerosol inhaler that acquires the deterioration state or the failure state in response to a request for aerosol generation.
（１１）によれば、ユーザからのエアロゾル生成の要求を契機として電源の劣化状態を取得することで、劣化判定の結果をユーザに認識させることができる。また、過度に劣化判定を行うことで生じ得る電力消費を抑制しつつも、適切なタイミングで劣化判定を行うことができる。 According to (11), the user can be made aware of the result of the deterioration determination by acquiring the deterioration state of the power supply triggered by the user's request for aerosol generation. Further, it is possible to perform the deterioration determination at an appropriate timing while suppressing the power consumption that may occur due to the excessive deterioration determination.
（１２）
（１）〜（１１）のいずれかに記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記制御部は、エアロゾルの生成前に前記劣化状態又は前記故障状態を取得するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(12)
A power supply unit for an aerosol inhaler according to any one of (1) to (11),
The control unit is a power supply unit for an aerosol inhaler that acquires the deterioration state or the failure state before generation of aerosol.
（１２）によれば、エアロゾルの生成前に劣化状態又は故障状態を取得することで、劣化した電源の使用を回避できる。 According to (12), it is possible to avoid the use of a deteriorated power source by acquiring the deterioration state or the failure state before the generation of the aerosol.
（１３）
（１）から（１２）のいずれかに記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記制御部は、前記電源の温度に基づいて設定される閾値と前記内部抵抗との比較、又は、閾値と前記電源の温度に基づいて補正される前記電源の内部抵抗との比較に基づいて、前記電源の劣化状態又は故障状態を取得するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(13)
A power supply unit for an aerosol inhaler according to any one of (1) to (12),
The control unit is a threshold value set based on the temperature of the power source and a comparison of the internal resistance, or based on a comparison of the internal resistance of the power source is corrected based on the threshold value and the temperature of the power source, A power supply unit for an aerosol inhaler that acquires a deterioration state or a failure state of the power supply.
（１３）によれば、内部抵抗の温度依存性を考慮することで、より適切に電源の劣化状態又は故障状態を取得することができる。 According to (13), the deterioration state or the failure state of the power supply can be acquired more appropriately by considering the temperature dependence of the internal resistance.
（１４）
（１３）に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記電源の温度に基づいて設定される前記閾値又は前記電源の温度に基づいて前記電源の内部抵抗を補正する補正量は、前記電源の温度が低いほど大きいエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(14)
A power supply unit for an aerosol inhaler according to (13),
A power supply unit for an aerosol inhaler, wherein a correction amount for correcting the internal resistance of the power supply based on the threshold value set based on the temperature of the power supply or the temperature of the power supply is larger as the temperature of the power supply is lower.
（１４）によれば、電源の温度が低いほど劣化判定又は故障判定の際の閾値又は補正量を大きくすることで、低温時の内部抵抗の増加を考慮してより適切に電源の劣化状態又は故障状態を取得することができる。 According to (14), the lower the temperature of the power source is, the larger the threshold value or the correction amount for the deterioration determination or the failure determination is, so that the deterioration state of the power source can be more appropriately considered in consideration of the increase of the internal resistance at the low temperature. The failure status can be acquired.
（１５）
（２）から（９）のいずれかに記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記制御部は、前記開回路電圧及び前記閉回路電圧の少なくとも一方を他の用途に用いるエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(15)
A power supply unit for an aerosol inhaler according to any one of (2) to (9),
The control unit is a power supply unit for an aerosol inhaler that uses at least one of the open circuit voltage and the closed circuit voltage for other purposes.
（１４）によれば、取得した開回路電圧及び／又は閉回路電圧を他の用途に用いることで、電源の劣化判定又は故障判定のためだけに回路に電流を流すことを回避できる。 According to (14), by using the acquired open-circuit voltage and/or closed-circuit voltage for other purposes, it is possible to prevent the current from flowing through the circuit only for the determination of deterioration or failure of the power supply.
（１６）
（１５）に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記他の用途は、前記電源の蓄電量判定であるエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(16)
A power supply unit for an aerosol inhaler according to (15),
The other application is a power supply unit for an aerosol inhaler, which is for determining the amount of electricity stored in the power supply.
（１６）によれば、取得した開回路電圧及び／又は閉回路電圧を電源の蓄電量判定に用いることで、電源の劣化判定とともに蓄電量判定を行うことができる。 According to (16), by using the acquired open circuit voltage and/or closed circuit voltage for the power storage amount determination of the power supply, the power storage amount determination can be performed together with the power supply deterioration determination.
（１７）
（１５）に記載のエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記他の用途は、前記エアロゾルを発生させるために前記負荷へ放電する際のＰＷＭ制御又はＰＦＭ制御であるエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(17)
A power supply unit for an aerosol inhaler according to (15),
The other application is a power supply unit for an aerosol inhaler, which is PWM control or PFM control when discharging to the load to generate the aerosol.
（１７）によれば、閉回路電圧を負荷へ放電する際のＰＷＭ制御又はＰＦＭ制御に用いることで、電源の劣化判定又は故障判定のためだけに回路に電流を流すことを回避できる。 According to (17), by using the closed circuit voltage for the PWM control or the PFM control when discharging the load, it is possible to prevent the current from flowing in the circuit only for the determination of the deterioration of the power supply or the determination of the failure.
（１８）
エアロゾル源（エアロゾル源２２）からエアロゾルを発生させるための負荷（負荷２１）へ放電可能な電源（電源１２）を備えるエアロゾル吸引器（エアロゾル吸引器１）用の電源ユニット（電源ユニット１０）の制御方法であって、
前記電源の内部抵抗に基づいて前記電源の劣化状態又は故障状態を取得するエアロゾル吸引器用の電源ユニットの制御方法。
(18)
Control of a power supply unit (power supply unit 10) for an aerosol suction device (aerosol suction device 1) including a power supply (power supply 12) capable of discharging from an aerosol source (aerosol source 22) to a load (load 21) for generating an aerosol Method,
A method of controlling a power supply unit for an aerosol inhaler, which acquires a deterioration state or a failure state of the power source based on an internal resistance of the power source.
（１８）によれば、電源の劣化につれて電源の内部抵抗が増大することを利用して、電源の内部抵抗を導出することで、より短時間で電源の劣化状態又は故障状態を適切に把握することができる。 According to (18), by utilizing the fact that the internal resistance of the power source increases as the power source deteriorates, the internal resistance of the power source is derived, so that the degraded state or the fault state of the power source can be appropriately grasped in a shorter time. be able to.
（１９）
エアロゾル源（エアロゾル源２２）からエアロゾルを発生させるための負荷（負荷２１）へ放電可能な電源（電源１２）を備えるエアロゾル吸引器（エアロゾル吸引器１）用の電源ユニット（電源ユニット１０）の制御プログラムであって、
前記電源の内部抵抗に基づいて前記電源の劣化状態又は故障状態を取得する制御ステップをコンピュータに実行させるためのエアロゾル吸引器用の電源ユニットの制御プログラム。
(19)
Control of a power supply unit (power supply unit 10) for an aerosol suction device (aerosol suction device 1) including a power supply (power supply 12) capable of discharging from an aerosol source (aerosol source 22) to a load (load 21) for generating an aerosol A program,
A control program for a power supply unit for an aerosol inhaler for causing a computer to execute a control step of acquiring a deterioration state or a failure state of the power supply based on an internal resistance of the power supply.
（１９）によれば、電源の劣化につれて又電源の故障によって電源の内部抵抗が増大することを利用して、電源の内部抵抗を導出することで、より短時間で電源の劣化状態又は故障状態を適切に把握することができる。 According to (19), the internal resistance of the power source is derived by utilizing the fact that the internal resistance of the power source increases as the power source deteriorates and also due to the failure of the power source. Can be properly grasped.
（２０）
エアロゾル源（エアロゾル源２２）からエアロゾルを発生させるための負荷（負荷２１）へ放電可能な電源（電源１２）と、
前記電源を制御する制御部（制御部５０）と、を備えるエアロゾル吸引器（エアロゾル吸引器１）用の電源ユニット（電源ユニット１０）であって、
前記制御部は、
前記電源の放電時における電気パラメータ（閉回路電圧ＣＣＶ）と前記電源の非放電時における電気パラメータ（開回路電圧ＯＣＶ）との差異に基づいて前記電源の劣化状態又は故障状態を取得するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。
(20)
A power source (power source 12) capable of discharging from an aerosol source (aerosol source 22) to a load (load 21) for generating an aerosol;
A power supply unit (power supply unit 10) for an aerosol inhaler (aerosol inhaler 1) including a control unit (control unit 50) that controls the power source,
The control unit is
For an aerosol inhaler that acquires a deterioration state or a failure state of the power source based on a difference between an electrical parameter when the power source is discharged (closed circuit voltage CCV) and an electrical parameter when the power source is not discharged (open circuit voltage OCV) Power supply unit.
（２０）によれば、電源の放電時における電気パラメータと電源の非放電時における電気パラメータとの差異に基づいて電源の劣化状態又は故障状態を取得することで、電源の劣化状態又は故障状態を適切に把握することができる。 According to (20), the deterioration state or the failure state of the power supply is acquired by acquiring the deterioration state or the failure state of the power supply based on the difference between the electric parameter when the power supply is discharged and the electric parameter when the power supply is not discharged. We can grasp appropriately.
（２１）
エアロゾル源（エアロゾル源２２）からエアロゾルを発生させるための負荷（負荷２１）へ放電可能な電源（電源１２）を備えるエアロゾル吸引器用の電源ユニット（電源ユニット１０）の制御方法であって、
前記電源の放電時における電気パラメータ（閉回路電圧ＣＣＶ）と前記電源の非放電時における電気パラメータ（開回路電圧ＯＣＶ）との差異に基づいて前記電源の劣化状態又は故障状態を取得するエアロゾル吸引器用の電源ユニットの制御方法。
(21)
A method for controlling a power supply unit (power supply unit 10) for an aerosol inhaler, which comprises a power supply (power supply 12) capable of discharging from an aerosol source (aerosol source 22) to a load (load 21) for generating an aerosol,
For an aerosol inhaler that acquires a deterioration state or a failure state of the power source based on a difference between an electric parameter when the power source is discharged (closed circuit voltage CCV) and an electric parameter when the power source is not discharged (open circuit voltage OCV) Control method of power supply unit.
（２１）によれば、電源の放電時における電気パラメータと電源の非放電時における電気パラメータとの差異に基づいて電源の劣化状態又は故障状態を取得することで、電源の劣化状態又は故障状態を適切に把握することができる。 According to (21), the deterioration state or the failure state of the power source is acquired by acquiring the deterioration state or the failure state of the power source based on the difference between the electric parameter when the power source is discharged and the electric parameter when the power source is not discharged. We can grasp appropriately.
（２２）
エアロゾル源（エアロゾル源２２）からエアロゾルを発生させるための負荷（負荷２１）へ放電可能な電源（電源１２）を備えるエアロゾル吸引器（エアロゾル吸引器１）用の電源ユニット（電源ユニット１０）の制御プログラムであって、
前記電源の放電時における電気パラメータ（閉回路電圧ＣＣＶ）と前記電源の非放電時における電気パラメータ（開回路電圧ＯＣＶ）との差異に基づいて前記電源の劣化状態又は故障状態を取得する制御ステップをコンピュータに実行させるためのエアロゾル吸引器用の電源ユニットの制御プログラム。
(22)
Control of a power supply unit (power supply unit 10) for an aerosol suction device (aerosol suction device 1) including a power supply (power supply 12) capable of discharging from an aerosol source (aerosol source 22) to a load (load 21) for generating an aerosol A program,
A control step of acquiring a deterioration state or a failure state of the power source based on a difference between an electric parameter when the power source is discharged (closed circuit voltage CCV) and an electric parameter when the power source is not discharged (open circuit voltage OCV); A control program for the power supply unit for the aerosol inhaler to be executed by the computer.
（２２）によれば、電源の放電時における電気パラメータと電源の非放電時における電気パラメータとの差異に基づいて電源の劣化状態又は故障状態を取得することで、電源の劣化状態又は故障状態を適切に把握することができる。 According to (22), the deterioration state or the failure state of the power source is acquired by acquiring the deterioration state or the failure state of the power source based on the difference between the electric parameter when the power source is discharged and the electric parameter when the power source is not discharged. We can grasp appropriately.
（１）及び（１８）〜（２２）によれば、電源の内部抵抗に基づいて電源の劣化状態又は故障状態を取得することで、若しくは、電源の放電時における電気パラメータと電源の非放電時における電気パラメータとの差異に基づいて電源の劣化状態又は故障状態を取得することで、電源の劣化状態又は故障状態を適切に把握することができる。従って、電源の交換を適切なタイミングでユーザなどに促せるため、電源を新品のものと交換することなく使用できる期間を最大化できるという省エネルギー効果を有する。 According to (1) and (18) to (22), the deterioration state or the failure state of the power source is acquired based on the internal resistance of the power source, or the electrical parameter when the power source is discharged and the non-discharged state of the power source. By acquiring the deterioration state or the failure state of the power source based on the difference from the electric parameter in the above, it is possible to appropriately grasp the deterioration state or the failure state of the power source. Therefore, since it is possible to prompt the user to replace the power supply at an appropriate timing, there is an energy saving effect that the period during which the power supply can be used can be maximized without being replaced with a new one.
１ エアロゾル吸引器
１０ 電源ユニット
１２ 電源
２１ 負荷
２２ エアロゾル源
５０ 制御部
1
Claims (1)
前記電源を制御する制御部と、を備えるエアロゾル吸引器用の電源ユニットであって、
前記制御部は、
前記電源の内部抵抗に基づいて前記電源の劣化状態又は故障状態を取得するエアロゾル吸引器用の電源ユニット。 A power source that can discharge from an aerosol source to a load to generate aerosol,
A power supply unit for an aerosol inhaler comprising a control unit for controlling the power supply,
The control unit is
A power supply unit for an aerosol inhaler, which acquires a deterioration state or a failure state of the power source based on an internal resistance of the power source.
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| JP2020052092A JP2020099353A (en) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | Power supply unit for aerosol inhaler, method and program for controlling the same |
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