JP2024503098A - エネルギーに基づくヒータコントロールを含む加熱式（ｈｎｂ）エアロゾル発生デバイス、およびヒータを制御する方法 - Google Patents

Abstract

少なくとも１つの例示的実施形態は、不燃性エアロゾル発生デバイス内のヒータを制御するシステムを提供する。システムは、コンピュータ読み取り可能命令を記憶するメモリと、コンピュータ読み取り可能命令を実行して不燃性エアロゾル発生デバイスに、第１の予熱温度に基づいてヒータに第１の電力を印加することと、第１の電力の印加中にヒータに印加された推定エネルギーを決定することと、推定エネルギーと、エネルギー閾値と、第２の予熱温度とに基づいてヒータに、第１の電力より小さい第２の電力を印加することとをさせるように構成されたコントローラとを含む。【選択図】図１Ａ

Description

本開示は、加熱式（ＨＮＢ）エアロゾル発生デバイスと、エアロゾル発生デバイス内のヒータを制御する方法に関する。

電子デバイスの中には、植物材料を、その成分を放出するに十分な温度まで加熱しつつ、該植物材料の燃焼点未満に温度を保持することによって該植物材料の実質的熱分解を回避するように構成されたものがある。このようなデバイスは、エアロゾル発生デバイス（例えば、加熱式エアロゾル発生デバイス）と呼ばれ得、加熱した植物材料はタバコであり得る。いくつかの例では、エアロゾル発生デバイスの加熱チャンバに植物材料を直接導入してもよい。他の例では、個々の容器に植物材料を予めパッケージングして、エアロゾル発生デバイスへの挿入またはエアロゾル発生デバイスからの除去を容易にしてもよい。

少なくとも１つの例示的実施形態は、加熱式（ＨＮＢ）エアロゾル発生デバイスに関する。

少なくとも１つの例示的実施形態は、不燃性エアロゾル発生デバイス内のヒータを制御するシステムを提供する。システムは、コンピュータ読み取り可能命令を記憶するメモリと、コンピュータ読み取り可能命令を実行して不燃性エアロゾル発生デバイスに、第１の予熱温度に基づいてヒータに第１の電力を印加することと、第１の電力の印加中にヒータに印加された推定エネルギーを決定することと、推定エネルギーと、エネルギー閾値と、第２の予熱温度とに基づいてヒータに、第１の電力より小さい第２の電力を印加することとをさせるように構成されたコントローラとを含む。

少なくとも１つの例示的実施形態では、第１の電力は最大電力である。

少なくとも１つの例示的実施形態では、第２の予熱温度は第１の予熱温度より低い。

少なくとも１つの例示的実施形態では、第１の予熱温度および第２の予熱温度は３２０℃以下である。

少なくとも１つの例示的実施形態では、コントローラは、不燃性エアロゾル発生デバイスに、第１の電力が印加される前に、第１の電力と第１の予熱温度と第２の予熱温度とエネルギー閾値とに対応する値を獲得させるように構成されている。

少なくとも１つの例示的実施形態では、コントローラは、不燃性エアロゾル発生デバイスに、第１のインスタンス用の値と、第２のインスタンス用の値とを獲得させるように構成されており、第１の電力と第１の予熱温度と第２の予熱温度とエネルギー閾値とに対応する値は、第１のインスタンス用である。

少なくとも１つの例示的実施形態では、コントローラは、不燃性エアロゾル発生デバイスに、第１の電力が印加されたときに、ヒューマンマシンインターフェースを用いてインジケータを出力させるように構成されている。

少なくとも１つの例示的実施形態では、コントローラは、不燃性エアロゾル発生デバイスに、推定エネルギーがエネルギー閾値より大きいか否かを決定させるように構成されており、推定エネルギーがエネルギー閾値より大きいときに、第２の電力の印加によって第２の電力がヒータに印加される。

少なくとも１つの例示的実施形態では、コントローラは、不燃性エアロゾル発生デバイスに、第２の電力が印加されたときに、ヒューマンマシンインターフェースを用いてインジケータを出力させるように構成されている。

少なくとも１つの例示的実施形態では、システムは、ヒータに接続された第１のコンタクトポイントにおける第１の電圧を測定するように構成された電圧測定回路と、第２のコンタクトポイントにおける第２の電圧を測定するように構成された補償電圧測定回路とをさらに含み、コントローラは、不燃性エアロゾル発生デバイスに、第１の電圧および第２の電圧に基づいてヒータに印加された推定エネルギーを決定させるように構成されている。

少なくとも１つの例示的実施形態では、コントローラは、不燃性エアロゾル発生デバイスに、第２の電圧に基づいて第１の電力を調整させるように構成されている。

少なくとも１つの例示的実施形態は、不燃性エアロゾル発生デバイス内のヒータを制御する方法を提供する。方法は、第１の予熱温度に基づいてヒータに第１の電力を印加することと、印加中にヒータに印加された推定エネルギーを決定することと、推定エネルギーと、エネルギー閾値と、第２の予熱温度とに基づいてヒータに、第１の電力より小さい第２の電力を印加することとを含む。

少なくとも１つの例示的実施形態では、第１の電力は最大電力である。

少なくとも１つの例示的実施形態では、第２の予熱温度は第１の予熱温度より低い。

少なくとも１つの例示的実施形態では、第１の予熱温度および第２の予熱温度は３２０℃以下である。

少なくとも１つの例示的実施形態では、方法は、印加前に、第１の電力と第１の予熱温度と第２の予熱温度とエネルギー閾値とに対応する値を獲得することをさらに含む。

少なくとも１つの例示的実施形態では、方法は、第１のインスタンス用の値と、第２のインスタンス用の値とを獲得し、第１の電力と第１の予熱温度と第２の予熱温度とエネルギー閾値とに対応する値は、第１のインスタンス用である。

少なくとも１つの例示的実施形態では、方法は、第１の電力が印加されたときに、ヒューマンマシンインターフェースを用いてインジケータを出力することをさらに含む。

少なくとも１つの例示的実施形態では、方法は、推定エネルギーがエネルギー閾値より大きいか否かを決定することをさらに含み、推定エネルギーがエネルギー閾値より大きいときに、印加によって第２の電力がヒータに印加される。

少なくとも１つの例示的実施形態では、方法は、第２の電力が印加されたときに、ヒューマンマシンインターフェースを用いてインジケータを出力することをさらに含む。

少なくとも１つの例示的実施形態は、不燃性エアロゾル発生デバイスを提供する。システムは、ヒータと、不燃性エアロゾル発生デバイスに、第１の予熱温度に基づいてヒータに第１の電力を印加することと、第１の電力の印加中にヒータに印加された推定エネルギーを決定することと、推定エネルギーと、エネルギー閾値と、第２の予熱温度とに基づいてヒータに、第１の電力より小さい第２の電力を印加することとをさせるように構成された回路とを含む。

少なくとも１つの例示的実施形態では、第１の電力は最大電力である。

少なくとも１つの例示的実施形態では、第２の予熱温度は第１の予熱温度より低い。

少なくとも１つの例示的実施形態では、第１の予熱温度および第２の予熱温度は３２０℃以下である。

少なくとも１つの例示的実施形態では、回路は、不燃性エアロゾル発生デバイスに、第１の電力が印加される前に、第１の電力と第１の予熱温度と第２の予熱温度とエネルギー閾値とに対応する値を獲得させるように構成されている。

少なくとも１つの例示的実施形態では、回路は、不燃性エアロゾル発生デバイスに、第１のインスタンス用の値と、第２のインスタンス用の値とを獲得させるように構成されており、第１の電力と第１の予熱温度と第２の予熱温度とエネルギー閾値とに対応する値は、第１のインスタンス用である。

少なくとも１つの例示的実施形態では、回路は、不燃性エアロゾル発生デバイスに、第１の電力が印加されたときに、ヒューマンマシンインターフェースを用いてインジケータを出力させるように構成されている。

少なくとも１つの例示的実施形態では、回路は、不燃性エアロゾル発生デバイスに、推定エネルギーがエネルギー閾値より大きいか否かを決定させるように構成されており、推定エネルギーがエネルギー閾値より大きいときに、第２の電力の印加によって第２の電力がヒータに印加される。

少なくとも１つの例示的実施形態では、回路は、不燃性エアロゾル発生デバイスに、第２の電力が印加されたきに、ヒューマンマシンインターフェースを用いてインジケータを出力させるように構成されている。

少なくとも１つの例示的実施形態では、不燃性エアロゾル発生デバイスは、ヒータに接続された第１のコンタクトポイントにおける第１の電圧を測定するように構成された電圧測定回路と、第２のコンタクトポイントにおける第２の電圧を測定するように構成された補償電圧測定回路とをさらに含み、回路は、不燃性エアロゾル発生デバイスに、第１の電圧および第２の電圧に基づいてヒータに印加された推定エネルギーを決定させるように構成されている。

少なくとも１つの例示的実施形態では、回路は、不燃性エアロゾル発生デバイスに、第２の電圧に基づいて第１の電力を調整させるように構成されている。

少なくとも１つの例示的実施形態は、不燃性エアロゾル発生デバイス内のヒータを制御するシステムを提供する。システムは、コンピュータ読み取り可能命令を記憶するメモリと、コンピュータ読み取り可能命令を実行して不燃性エアロゾル発生デバイスに、第１の予熱温度に基づいてヒータに第１の電力を印加することと、一定期間に亘る第１の電力の印加中にヒータに印加された電圧とヒータに印加された電流とを決定することと、一定期間中にヒータに印加された電圧およびヒータに印加された電流と、閾値と、第２の予熱温度とに基づいてヒータに、第１の電力より小さい第２の電力を印加することとをさせるように構成されたコントローラとを含む。

少なくとも１つの例示的実施形態では、コントローラは、不燃性エアロゾル発生デバイスに、第１の電力が印加される前に、第１の電力と第１の予熱温度と第２の予熱温度と閾値とに対応する値を獲得させるように構成されている。

少なくとも１つの例示的実施形態では、コントローラは、不燃性エアロゾル発生デバイスに、第１のインスタンス用の値と、第２のインスタンス用の値とを獲得させるように構成されており、第１の電力と第１の予熱温度と第２の予熱温度と閾値とに対応する値は、第１のインスタンス用である。

少なくとも１つの例示的実施形態では、コントローラは、不燃性エアロゾル発生デバイスに、第１の電力の印加中にヒータに印加された電圧およびヒータに印加された電流の積の合計を決定することと、合計が閾値より大きいか否かを決定することとをさせるように構成されており、合計が閾値より大きいときに、第２の電力の印加によって第２の電力がヒータに印加される。

本開示を限定しない実施形態の様々な特徴および利点は、添付の図面と共に詳細な説明を読むことで、より明らかとなり得る。添付の図面は説明のためのものに過ぎず、請求の範囲を限定すると理解すべきではない。添付の図面は、明確に記載しない限り、正確な縮尺で描かれていると考えるべきではない。図面の様々な寸法は明瞭化のために誇張されていることもある。

図１Ａから図１Ｃは、１以上の例示的実施形態によるエアロゾル発生デバイスの様々な斜視図である。

図２Ａは、少なくとも１つの例示的実施形態による、図１Ａから図１Ｃのエアロゾル発生デバイスを示す図である。

図２Ｂは、少なくとも１つの例示的実施形態による、図１Ａから図１Ｃのエアロゾル発生デバイス用カプセルを示す図である。

図２Ｃおよび図２Ｄは、少なくとも１つの例示的実施形態による、図１Ａから図１Ｃのエアロゾル発生デバイスの一部が取り外された状態を示す図である。

図２Ｅおよび図２Ｆは、少なくとも１つの例示的実施形態による、図１Ａから図１Ｃのエアロゾル発生デバイスの断面図である。

図３は、１以上の例示的実施形態によるエアロゾル発生デバイスおよびカプセルの電気システムを示す図である。

図４は、１以上の例示的実施形態によるヒータ電圧測定回路を示す図である。

図５は、１以上の例示的実施形態によるヒータ電流測定回路を示す図である。

図６Ａおよび図６Ｂは、１以上の例示的実施形態による補償電圧測定回路およびアルゴリズムを示す図である。

図７Ａから図７Ｃは、１以上の例示的実施形態による加熱エンジン制御回路を示す回路図である。

図８Ａおよび図８Ｂは、１以上の例示的実施形態による不燃性エアロゾル発生デバイス内のヒータを制御する方法を示す図である。

図９は、１以上の例示的実施形態による温度加熱エンジン制御アルゴリズムを示すブロック図である。

図１０は、１以上の例示的実施形態による、図８Ａおよび図８Ｂに示す方法のタイミング図である。

いくつかの詳細な例示的実施形態を本明細書に開示する。但し、本明細書に開示する特定の構造および機能の詳細は例示的実施形態を述べるために示すにすぎない。但し、例示的実施形態は多くの異なる形態で実施され得、本明細書に記載する例示的実施形態のみに限定されると解釈すべきではない。

従って、例示的実施形態は様々な改変および変更が可能であり、その実施例を図面に示し、本明細書に詳細に述べる。但し、例示的実施形態を、開示した特定の形態に限定する意図はなく、むしろ例示的実施形態は、あらゆる改変、均等物および変更を網羅する。図面に関する記載全体を通じて、同様の参照符号は同様の要素（element）を示す。

ある部材または層が別の部材または層「の上にある」、「に接続されている」、「に連結されている」、「に取り付けられている」、「に隣接している」、または「を覆っている」と表現された場合、ある部材または層は直接、他の部材または層の上にある、他の部材または層に接続されている、連結されている、取り付けられている、隣接している、または他の部材または層を覆っている場合もあるし、間に介入する部材または層が存在する場合もある。逆に、ある部材が別の部材または層「の直接上にある」、「に直接接続されている」、または「に直接連結されている」と表現された場合、間に介入する部材または層は存在しない。明細書全体を通じて、同様の参照符号は同様の部材を示す。本明細書において、語「および／または」は、この語と共にリストアップされたアイテムのうち１以上のいずれか及びすべての組み合わせまたはサブコンビネーションを含む。

本明細書において様々な部材、領域、層および／または部分を表すために第１、第２、第３などの語を用いているが、これらの部材、領域、層および／または部分はこれらの語に制限されないことを理解されたい。これらの語は、ある部材、領域、層または部分を他の領域、層または部分と区別するために用いているにすぎない。従って、以下に述べる第１の部材、領域、層または部分は、例示的実施形態の教示内容から逸脱することなく、第２の部材、領域、層または部分とも表現し得る。

本明細書において空間的な相対関係を表す語（例えば、「の下」、「の下方」、「下部」、「の上方」、「上部」など）は、ある部材（単数または複数）または特徴（単数または複数）に対する別の部材または特徴の、図示する関係を表すために便宜上用いている。空間的な相対関係を表す語は、図面に示す向きに加えて、使用中または動作中のデバイスの様々な向きを含むことを意図していると理解されたい。例えば、図面中のデバイスがひっくり返された場合、別の部材または特徴の「下方」または「下」にあると記載されていた部材は、別の部材または特徴の「上方」にあるということになる。そのため「下方」という語は、上方および下方の両方の向きを含み得る。デバイスはそれ以外の向き（９０度回転した向き又はその他の向き）を取り得、本明細書で用いる空間的な相対関係を表す語はそれに従って解釈され得る。

本明細素で用いる用語は、様々な例示的実施形態を述べるためのものに過ぎず、例示的実施形態を限定することは意図しない。本明細書で用いる単数の形態「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、明確にそうでないと特定しない限り、複数の場合も含むことを意図する。さらに本明細書において、「含む」、「含んで」、「備える」、および／または「備えて」という語はここで述べる特徴、整数、工程、動作、および／または部材の存在を特定するものであり、１以上の他の特徴、整数、工程、動作、部材および／またはこれらの群の存在または追加を排除するものではないことを理解されたい。

本明細書において、「約」および「実質的に」という語を数値に関連して用いる場合、これらが用いられる数値は、明確にそうでないと特定しない限り、記載した数値の±１０％の許容誤差を含むことを意図する。

本明細書で用いるすべての語（技術用語および科学的用語を含む）は、そうでないと特定しない限り、例示的実施形態が属する分野において当業者が共通して理解するものと同じ意味を有する。さらにこれらの語は、一般的に用いられている辞書で定義される語も含めて、対応する分野での意味に一致する意味を有すると解釈すべきであり、本明細書で明確にそうでないと特定しない限り、理想化された又は過剰に形式ばった意味で解釈されることはないと理解されたい。

図１Ａは、ある例示的実施形態によるエアロゾル発生デバイスを前方から見た斜視図である。図１Ｂは、図１Ａのエアロゾル発生デバイスを後方から見た斜視図である。図１Ｃは、図１Ａのエアロゾル発生デバイスを上流側から見た斜視図である。図１Ａから図１Ｃに示すように、エアロゾル発生デバイス１０は、エアロゾル生成物質を受け取り加熱してエアロゾルを製造するように構成されている。エアロゾル発生デバイス１０は、様々な構成要件の中でも特に、フレーム１２０８（例えば、シャーシ）に連結された前ハウジング１２０２と、後ハウジング１２０４と、底ハウジング１２０６とを含む。ドア１２１０も前ハウジング１２０２に回動可能に接続されている／取り付けられている。例えばドア１２１０は、ヒンジ１２１２周りに移動または揺動するように構成されており、ラッチ１２１４を介して可逆的に前ハウジング１２０２と係合する／前ハウジング１２０２から外れることにより開位置と閉位置との間で切り換わるように構成されている。エアロゾル生成物質はカプセル１００（例えば、図２）内に含まれ得、ドア１２１０を介してエアロゾル発生デバイス１０にロードされ得る。エアロゾル発生デバイス１０の動作中、製造されたエアロゾルは、マウスピース１１００（例えば、図２）のマウス端部セグメント１１０４により規定されるエアロゾル流出口１１０２を介してエアロゾル発生デバイス１０から吸引され得る。

図１Ｂに示すように、エアロゾル発生デバイス１０は、第１のボタン１２１８と第２のボタン１２２０とを含む。第１のボタン１２１８は予熱ボタンであり得、第２のボタン１２２０は電源ボタンであり得る（あるいはその逆であってもよい）。さらに、第１のボタン１２１８および第２のボタン１２２０の一方または両方が発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み得、ＬＥＤは第１のボタン１２１８および／または第２のボタン１２２０が押されたときに可視光を発するように構成されている。第１のボタン１２１８および第２のボタン１２２０の両方がＬＥＤを含む場合、発光する光は同じ色であってもよいし、異なる色であってもよい。光はさらに同じ強度であってもよいし、異なる強度であってもよい。さらに光は、連続光として構成されていてもよいし、間欠性の光として構成されていてもよい。例えば、電源ボタン（例えば、第２のボタン１２２０）に関連する光は、点滅する／瞬間的に光ることにより、電源（例えば、電池）のレベルが低く、充電が必要なことを示し得る。エアロゾル発生デバイス１０を２つのボタンを有するものとして示しているが、所望のインターフェースおよび機能に応じて、より多くの（例えば、３つの）またはより少ないボタンが設けられていてもよいことを理解されたい。

エアロゾル発生デバイス１０は直方体の形状を有し得る。直方体は、前面と、前面に対向する後面と、前面と後面との間の第１の側面と、第１の側面に対向する第２の側面と、下流端面と、下流端面に対向する上流端面とを有する。本明細書において、「上流」（およびその逆の「下流」）は、エアロゾルの流れに対するものであり、「近位」（およびその逆の「遠位」）はエアロゾル発生中にエアロゾル発生デバイス１０を操作する大人に対するものである。エアロゾル発生デバイス１０を多角形の断面を有する直方体状（例えば、角の丸い、立方体以外の直方体状）の形状を有するものとして示しているが、例示的実施形態はこれに限られないことを理解されたい。例えばいくつかの実施形態では、エアロゾル発生デバイス１０は、円形の断面を有する円筒（例えば、円筒）状形状を有していてもよいし、楕円形の断面を有する円筒（例えば、楕円筒）状形状を有していてもよい。

図１Ｃに示すように、エアロゾル発生デバイス１０は流入インサート１２２２を含み、流入インサート１２２２は、周囲空気がデバイス本体１２００（例えば、図２）に入ることを許可するように構成されている。ある例示的実施形態では、流入インサート１２２２は、エアロゾル流出口１１０２と流体連通する空気流入口としてのオリフィスを規定する。その結果、エアロゾル流出口１１０２が吸引（例えば、パフ）されたり又はこれに負の圧力が付与されたりしたときに、流入インサート１２２２内のオリフィスを介して周囲空気がデバイス本体１２００に引き込まれる。流入インサート１２２２内のオリフィスのサイズ（例えば、直径）は、流路内の他の変数（例えば、カプセル１００）を考慮しながら所望の全体的対吸引抵抗（ＲＴＤ）を提供するように調整され得る。他の実施形態では、流入インサート１２２２を完全に無くして、底ハウジング１２０６によって空気流入口が規定されてもよい。

エアロゾル発生デバイス１０はさらに、ジャック１２２４とポート１２２６とを含み得る。ある例示的実施形態では、ジャック１２２４は、研究開発（Ｒ＆Ｄ）の目的のために動作情報をダウンロードすること（例えば、ＲＳ２３２ケーブルを介して）を許可する。ポート１２２６は、外部電源から電流を受け取って（例えば、ＵＳＢ／ミニＵＳＢケーブルを介して）、それによりエアロゾル発生デバイス１０内の内部電源を充電するように構成されている。さらにポート１２２６は、別のエアロゾル発生デバイスまたはその他の電子デバイス（例えば、電話、タブレット、コンピュータ）との間でデータを送信および／または受信する（例えば、ＵＳＢ／ミニＵＳＢケーブルを介して）ように構成されていてもよい。さらにエアロゾル発生デバイス１０は、別の電子デバイス（例えば、電話など）と、その電子デバイスにインストールされたアプリケーションソフトウェア（アプリ）を介して無線通信をするように構成されていてもよい。このような例では、大人の操作者がアプリを介してエアロゾル発生デバイス１０を制御してもよいし、その他の相互連絡（例えば、エアロゾル発生デバイスの位置を見つける、使用情報をチェックする、動作パラメータを変更するなど）をしてもよい。

図２Ａは、図１Ａから図１Ｃのエアロゾル発生デバイスを前方から見た斜視図であり、マウスピース１１００およびカプセル１００がデバイス本体から分離している。図２に示すように、エアロゾル発生デバイス１０は、カプセル１００とマウスピース１１００とを受け取るように構成されたデバイス本体１２００を含む。ある例示的実施形態では、デバイス本体１２００は、カプセル１００を受け取るように構成された受容部１２２８を規定する。受容部１２２８は、外方に延び直径方向に互いに対向する側部スロットを有する円筒ソケットの形態にあり得、それによりカプセル１００の電気端部／コンタクトを収容する。但し、受容部１２２８は、カプセル１００の形状／構成に基づいて他の形態にあってもよいことを理解されたい。

上記したように、デバイス本体１２００はドア１２１０を含み、ドア１２１０は、カプセル１００およびマウスピース１１００の挿入を許可するように開き、且つカプセル１００およびマウスピース１１００を保持するように閉じるように構成されている。マウスピース１１００は、マウス端部（例えば、マウス端部セグメント１１０４のマウス端部）と、それに対向するカプセル端部（例えば、カプセル端部セグメント１１０６のカプセル端部）とを含む。ある例示的実施形態では、カプセル端部はマウス端部より大きく、デバイス本体１２００のドア１２１０が閉じたときにマウスピース１１００がカプセル１００から外れることを阻止するように構成されている。カプセル１００がデバイス本体１２００に受け取られ／固定されてエアロゾルを発生させる準備が完了するとカプセル１００は見えなくなり得るが、他方、マウスピース１１００のエアロゾル流出口１１０２を規定するマウス端部セグメント１１０４は見える。図示するように、マウスピース１１００のマウス端部セグメント１１０４は、デバイス本体１２００の下流端面から／下流端面を介して延び得る。さらにマウスピース１１００のマウス端部セグメント１１０４は、デバイス本体１２００の後面よりも前面に近い位置にあり得る。

いくつかの例では、エアロゾル発生デバイス１０のデバイス本体１２００は、マウスピースセンサおよび／またはドアセンサを適宜含んでもよい。マウスピースセンサは受容部１２２８の縁上に（例えば、デバイス本体１２００の前面に隣接して）配置され得る。ドアセンサは、前ハウジング１２０２のうちヒンジ１２１２に隣接する部分上で且つドア１２１０の揺動路内に配置され得る。ある例示的実施形態では、マウスピースセンサおよびドアセンサは、安全スイッチとして構成されたバネ式（例えば、退避可能な）突出部である。例えば、マウスピースセンサは、マウスピース１１００が受容部１２２８内にロードされたカプセル１００と完全に係合したときに退避／押圧（例えば、作動）され得る。さらにドアセンサは、ドア１２１０が完全に閉じたときに退避／押圧（例えば、作動）され得る。このような例では、デバイス本体１２００の制御回路は、電流がカプセル１００に供給されることによりカプセル１００内のエアロゾル生成物質を加熱することを許可し得る（例えば、第１のボタン１２１８が押されたときに予熱することが許可される）。デバイス本体１２００の制御回路（例えば、コントローラ２１０５）は逆に、マウスピースセンサおよび／またはドアセンサが作動していないとき又は作動を停止されたとき（例えば、解除されたとき）には電流の供給を阻止または停止し得る。従って、マウスピース１１００が完全に挿入されない限り、および／またはドア１２１０が完全に閉じられない限り、エアロゾル生成物質の加熱は開始されない。同様に、エアロゾル生成物質の加熱中にドア１２１０が開くと、カプセル１００への電流の供給は中断／停止される。

カプセル１００は、本明細書でより詳細に述べるが、流入開口部、流出開口部、および流入開口部と流出開口部との間のチャネルを規定するハウジングを概して含む。ハウジングのチャンバ内にエアロゾル生成物質が配置される。さらにヒータが外部からハウジング内に延出し得る。ハウジングは、本体部と上流部とを含み得る。ハウジングの本体部は、近位端と遠位端とを含む。ハウジングの上流部は、本体部の遠位端と係合するように構成され得る。

図２Ｂは、少なくとも１つの例示的実施形態による、図１Ａから図１Ｃのエアロゾル発生デバイス用のカプセルを示す図である。

カプセル１００内に含まれるエアロゾル生成物質は、第１のエアロゾル生成物質１６０ａおよび第２のエアロゾル生成物質１６０ｂの形態にあり得る。ある例示的実施形態では、第１のエアロゾル生成物質１６０ａおよび第２のエアロゾル生成物質１６０ｂは、第１のカバー１１０と第２のカバー１２０との間に収容されている。エアロゾル発生デバイス１０の動作中、第１のエアロゾル生成物質１６０ａおよび第２のエアロゾル生成物質１６０ｂは、ヒータ３３６により加熱されることにより、エアロゾルを発生させ得る。本明細書でより詳細に述べるように、ヒータ３３６は、第１の端部１４２と中間部１４４と第２の端部１４６とを含む。さらに製造プロセス中、カプセル１００を組み立てる前に、ヒータ３３６はベース部１３０に搭載され得る。

図示するように、カプセル１００の第１のカバー１１０は、第１の上流溝１１２と、第１の凹部１１４と、第１の下流溝１１６とを規定する。第１の上流溝１１２および第１の下流溝１１６は各々、一連の溝の形態にあり得る。同様に、カプセル１００の第２のカバー１２０は、第２の上流溝と、第２の凹部と、第２の下流溝１２６とを規定する。ある例示的実施形態では、第２のカバー１２０の第２の上流溝、第２の凹部および第２の下流溝１２６はそれぞれ、第１のカバー１１０の第１の上流溝１１２、第１の凹部１１４および第１の下流溝１１６と同じである。特にいくつかの例では、第１のカバー１１０と第２のカバー１２０とは同一かつ補完的な構造を有する。このような例では、第１のカバー１１０および第２のカバー１２０を互いに対向させた状態でベース部１３０と係合させることにより、補完的な構造が得られる。その結果、１つの部品が第１のカバー１１０または第２のカバー１２０として交換可能に用いられ得、それにより製造方法が簡略化する。

第１のカバー１１０の第１の凹部１１４と第２のカバー１２０の第２の凹部とは共同でチャンバを形成しており、チャンバは、第１のカバー１１０および第２のカバー１２０がベース部１３０と連結したときにヒータ３３６の中間部１４４を収容するように構成されている。第１のエアロゾル生成物質１６０ａおよび第２のエアロゾル生成物質１６０ｂもまたチャンバ内に収容され得、それによりカプセル１００が組み立てられたときにヒータ３３６の中間部１４４と熱的接触をする。チャンバは、流入開口部（例えば、上流側流路１６２の流入開口部）のうちの１つから流出開口部（例えば、下流側流路１６６の流出開口部）のうち上記流入開口部に対向する１つまで延びる最長寸法を有し得る。ある例示的実施形態では、カプセル１００のハウジングは長手方向軸を有し、チャンバの最長寸法はハウジングの長手方向軸に沿って延びる。

第１のカバー１１０の第１の下流溝１１６と第２のカバー１２０の第２の下流溝１２６とは共同で下流側流路１６６を形成している。同様に、第１のカバー１１０の第１の上流溝１１２と第２のカバー１２０の第２の上流溝とは共同で上流側流路１６２を形成している。下流側流路１６６および上流側流路１６２は、第１のエアロゾル生成物質１６０ａおよび第２のエアロゾル生成物質１６０ｂをチャンバ内に保持するに十分小さい又は狭い寸法であるが、第１のエアロゾル生成物質１６０ａおよび第２のエアロゾル生成物質１６０ｂがヒータ３３６によって加熱されたときに空気および／またはエアロゾルの通過を許可するに十分大きい又は広い寸法を有する。

１つの例では、第１のエアロゾル生成物質１６０ａおよび第２のエアロゾル生成物質１６０ｂの各々は連結され一体化された形態（consolidated form）（例えば、シート、パレット、タブレット）にあり得る。上記連結され一体化された形態は、その形状を維持して、第１のエアロゾル生成物質１６０ａおよび第２のエアロゾル生成物質１６０ｂが、それぞれ第１のカバー１１０の第１の凹部１１４および第２のカバー１２０の第２の凹部内に統一した様式で配置されることを可能にするように構成されている。このような例では、第１のエアロゾル生成物質１６０ａがヒータ３３６の中間部１４４の一方の側（例えば、第１のカバー１１０に対向する側）に配置され、第２のエアロゾル生成物質１６０ｂがヒータ３３６の中間部１４４の他方の側（例えば、第２のカバー１２０に対向する側）に配置されて、それぞれ第１のカバー１１０の第１の凹部１１４および第２のカバー１２０の第２の凹部を実質的に充填してもよい。これにより、第１のエアロゾル生成物質１６０ａと第２のエアロゾル生成物質１６０ｂとの間にヒータ３３６の中間部１４４が挟まれる／埋め込まれる。あるいは、第１のエアロゾル生成物質１６０ａおよび第２のエアロゾル生成物質１６０ｂの一方または両方が、設定された形状を有していない緩い形態（例えば、粒子、繊維、粉、片、破片）にあり、導入されたときに第１のカバー１１０の第１の凹部１１４および／または第２のカバー１２０の第２の凹部の形状を取るようになっていてもよい。

上記したように、カプセル１００のハウジングは、第１のカバー１１０と、第２のカバー１２０と、ベース部１３０とを含み得る。カプセル１００が組み立てられると、ハウジングは約３０ｍｍ～４０ｍｍ（例えば、３５ｍｍ）の高さを有し得るが、例示的実施形態はこれに限られない。さらに第１のカバー１１０の第１の凹部１１４および第２のカバー１２０の第２の凹部の各々は約１ｍｍ～４ｍｍ（例えば、２ｍｍ）の深さを有し得る。このような例では、第１のカバー１１０の第１の凹部１１４と第２のカバー１２０の第２の凹部とによって形成されたチャンバは、約２ｍｍ～８ｍｍ（例えば、４ｍｍ）の全体的厚みを有し得る。これらによると、第１のエアロゾル生成物質１６０ａおよび第２のエアロゾル生成物質１６０ｂの各々は、連結され一体化された形態にある場合、約１ｍｍ～４ｍｍ（例えば、２ｍｍ）の厚みを有し得る。その結果、第１のエアロゾル生成物質１６０ａおよび第２のエアロゾル生成物質１６０ｂは、ヒータ３３６の中間部１４４によって比較的迅速かつ均一に加熱され得る。

制御回路は、電源に指示してヒータ３３６に電流を供給させ得る。電源からの電流の供給は、手動操作（例えば、ボタン作動）に呼応するものであってもよく、自動操作（例えば、吸うことにより作動する（ｐｕｆｆ－ａｃｔｉｖａｔｅｄ））に呼応するものであってもよい。電流供給の結果、カプセル１００は加熱されてエアロゾルを発生させ得る。さらに、ヒータの抵抗値の変化を用いて、エアロゾル化温度を監視および制御し得る。発生したエアロゾルは、マウスピース１１００を介してエアロゾル発生デバイス１０から吸引され得る。さらに制御回路（例えば、コントローラ２１０５）は、電源に指示してヒータ３３６に電流を供給させることにより、吸引間のカプセル１００の温度を維持してもよい。

本明細書に述べるようにエアロゾル生成物質は、エアロゾルを産生し得る材料、またはそのような材料の組み合わせである。エアロゾルとは、本明細書に開示し請求の範囲に記載するデバイスおよびその均等物によって発生する又は生産される物質である。このような材料は化合物（例えば、ニコチン、カンナビノイド）を含み得、材料が加熱されると、この化合物を含むエアロゾルが製造される。加熱は燃焼温度未満であり得、それによりエアロゾル生成物質の実質的な熱分解または燃焼副産物（そのようなものがあれば）の実質的な発生を引きおこすことなく、エアロゾルが製造される。そのため、ある例示的実施形態では、加熱中および、それによるエアロゾルの製造中には熱分解は起こらない。他の例では、熱分解および燃焼副産物がいくらかあり得るが、その程度は比較的小さい、および／または単に偶発的なものだと考えられ得る。

エアロゾル生成物質は繊維状材料であり得る。繊維状材料は、例えば植物材料であり得る。繊維状材料は、加熱されると化合物を放出するように構成されている。化合物は、繊維材料の天然成分であり得る。繊維材料は、例えばタバコなどの植物材料であり得、放出される化合物はニコチンであり得る。用語「タバコ」はいずれのタバコ植物材料をも含み、これは、タバコ植物の１以上の種、例えばＮｉｃｏｔｉａｎａ ｒｕｓｔｉｃａおよびＮｉｃｏｔｉａｎａ ｔａｂａｃｕｍから得られるタバコの葉、タバコのプラグ、再構成タバコ、圧縮タバコ、形を整えたタバコ（ｓｈａｐｅｄ ｔｏｂａｃｃｏ）、またはパウダータバコ、およびこれらの組み合わせを含む。

いくつかの例示的実施形態では、タバコ材料はＮｉｃｏｔｉａｎａ属のいずれのメンバーから得られる材料をも含み得る。さらにタバコ材料は、２つ以上の異なるタバコ種のブレンドを含み得る。タバコ材料の使用可能な適切な種類の例は、黄色種タバコ、バーリータバコ、ダークタバコ、メリーランドタバコ、オリエンタルタバコ、レアタバコ、スペシャルティタバコ、これらのブレンドなどを含むが、これらに限られない。タバコ材料はいずれの適切な形態でも提供され得、これはタバコ層、加工タバコ材料（例えば、体積を増やしたタバコまたは膨化タバコ）、加工タバコの茎（例えば、裁断圧延茎または裁断膨化茎）、再構成タバコ材料、これらのブレンドなどを含むが、これらに限られない。いくつかの例示的実施形態では、タバコ材料は実質的にドライタバコの塊の形態にある。さらにいくつかの例示的実施形態では、タバコ材料は、プロピレングリコール、グリセリン、これらのサブコンビネーション、またはこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つと混合されてもよく、および／または組み合わされてもよい。

化合物は、医学的に受容可能な治療効果を有する薬用植物の天然成分でもあり得る。例えば、薬用植物はカンナビス植物であり得、化合物はカンナビノイドであり得る。カンナビノイドは体内のレセプターと相互作用して広範囲の効果をもたらす。その結果、カンナビノイドは様々な医療目的（例えば、痛み、吐き気、てんかん、精神疾患の治療）に用いられてきた。繊維状材料は、カンナビス植物の１以上の種（例えば、Ｃａｎｎａｂｉｓ ｓａｔｉｖａ、Ｃａｎｎａｂｉｓ ｉｎｄｉｃａおよびＣａｎｎａｂｉｓ ｒｕｄｅｒａｌｉｓ）から得られる葉、および／または花材料を含み得る。いくつかの例では、繊維状材料はＣａｎｎａｂｉｓ ｓａｔｉｖａを６０～８０％（例えば、７０％）含み、Ｃａｎｎａｂｉｓ ｉｎｄｉｃａを２０～４０％（例えば、３０％）含む混合物である。

カンナビノイドの例は、テトラヒドロカンナビノール酸（ＴＨＣＡ）、テトラヒドロカンナビノール（ＴＨＣ）、カンナビジオール酸（ＣＢＤＡ）、カンナビジオール（ＣＢＤ）、カンナビノール（ＣＢＮ）、カンナビシクロール（ＣＢＬ）、カンナビクロメン（ＣＢＣ）、およびカンナビゲロール（ＣＢＧ）を含む。テトラヒドロカンナビノール酸（ＴＨＣＡ）はテトラヒドロカンナビノール（ＴＨＣ）の前駆体であり、カンナビジオール酸（ＣＢＤＡ）はカンナビジオール（ＣＢＤ）の前駆体である。テトラヒドロカンナビノール酸（ＴＨＣＡ）およびカンナビジオール酸（ＣＢＤＡ）は、加熱によりテトラヒドロカンナビノール（ＴＨＣ）およびカンナビジオール（ＣＢＤ）にそれぞれ変換され得る。ある例示的実施形態では、ヒータ（例えば、図２Ｂに示すヒータ３３６）からの熱は脱炭酸を引き起こし得、それによりカプセル１００中のテトラヒドロカンナビノール酸（ＴＨＣＡ）をテトラヒドロカンナビノール（ＴＨＣ）に変換し、および／またはカプセル１００中のカンナビジオール酸（ＣＢＤＡ）をカンナビジオール（ＣＢＤ）に変換する。

テトラヒドロカンナビノール酸（ＴＨＣＡ）およびテトラヒドロカンナビノール（ＴＨＣ）が共にカプセル１００中に存在する例では、脱炭酸およびその結果起こる変換は、テトラヒドロカンナビノール酸（ＴＨＣＡ）を減らし、テトラヒドロカンナビノール（ＴＨＣ）を増やす。カプセル１００の加熱中に、テトラヒドロカンナビノール酸（ＴＨＣＡ）の少なくとも５０％（例えば、少なくとも８７％）がテトラヒドロカンナビノール（ＴＨＣ）に変換され得る。同様に、カンナビジオール酸（ＣＢＤＡ）およびカンナビジオール（ＣＢＤ）が共にカプセル１００中に存在する例では、脱炭酸およびその結果起こる変換は、カンナビジオール酸（ＣＢＤＡ）を減らし、カンナビジオール（ＣＢＤ）を増やす。カプセル１００の加熱中に、カンナビジオール酸（ＣＢＤＡ）の少なくとも５０％（例えば、少なくとも８７％）がカンナビジオール（ＣＢＤ）に変換され得る。

さらに、化合物は天然でない添加物であってもよいし、天然でない添加物をさらに含んでもよく、これらはその後、繊維状材料に導入される。ある例では、繊維状材料は、綿、ポリエチレン、ポリエステル、レーヨン、これらの組み合わせなど（例えば、ガーゼの形態）のうちの少なくとも１つを含んでもよい。別の例では、繊維状材料はセルロース材料（例えば、非タバコ材料および／または非カンナビス材料）などの天然材料を含んでもよい。いずれの例でも、導入される化合物は、ニコチン、カンナビノイド、および／または香味剤を含み得る。香味剤は、植物抽出物（例えばタバコエキス、カンナビスエキス）などの自然のソースからのものであってもよいし、および／または人工的ソースからのものであってもよい。さらに別の例では、繊維状材料がタバコおよび／またはカンナビスを含むとき、化合物は１以上の香味剤（例えば、メントール、ミント、バニラ）であってもよいし、これをさらに含んでもよい。このように、エアロゾル生成物質中の化合物は、天然成分および／または天然でない添加物を含み得る。この点について、エアロゾル生成物質の天然成分の存在レベルは、補充によって増加し得ることを理解されたい。例えば、ある量のタバコ中のニコチンの存在レベルは、ニコチン含有抽出物を補充することにより増加し得る。同様に、ある量のカンナビス中の１以上のカンナビノイドの存在レベルは、カンナビノイド含有抽出物を補充することにより増加し得る。

第１のカバー１１０および第２のカバー１２０はさらに、第１の溝部１１８および第２の溝部１２８をそれぞれ規定する。第１の溝部１１８と第２の溝部１２８とは共同で下流溝部を形成し、下流溝部は第１の環状部材１５０ａを収容するように構成されている。同様に、ベース部１３０は上流溝部１３８を規定し、上流溝部１３８は第２の環状部材１５０ｂを収容するように構成されている。上記したように、ベース部１３０は係合アセンブリ１３６を含み、係合アセンブリ１３６は、第１のカバー１１０および第２のカバー１２０との接続を容易にするように構成されている。係合アセンブリ１３６は、ベース部１３０の一体形成部であり得る。ある例示的実施形態では、ベース部１３０は、ベース側流入口１３２と流体連通するベース側流出口１３４を規定する。係合アセンブリ１３６は、ベース側流出口１３４の各側にある突出縁部／襟部の形態にある。さらに第１のカバー１１０および第２のカラー１２０の各々はスロットを規定し、スロットは、係合アセンブリ１３６のうち、それぞれ対応する突出縁部／襟部を受け取るように構成されている。その結果、第１のカバー１１０および第２のカバー１２０は、（例えば、その遠位端を介して）ベース部１３０の係合アセンブリ１３６と噛み合う（さらに互いに連結する）ことにより、よりカプセル１００のハウジングを形成する。

第１のカバー１１０および第２のカバー１２０は、例えば液晶ポリマー、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）またはアルミニウムにより形成され得る。

ヒータ３３６を製造するために、シート材料は切断されてもよいし、或いは他の方法で加工（例えば、打ち抜き、電気化学的エッチング、ダイカット、レーザカット）されてもよい。シート材料は、ジュール加熱（オーム加熱／抵抗加熱としても知られている）されるように構成された１以上の導体により形成されてもよい。シート材料に適した導体は、鉄系合金（例えば、鋼鉄、鉄アルミナイド）、ニッケル系合金（例えば、ニクロム）、および／またはセラミック（例えば、金属でコーティングしたセラミック）を含む。例えば、鋼鉄は当該分野でＳＳ３１６Ｌとして知られているタイプであってもよいが、例示的実施形態はこれに限られない。シート材料は、約０．１～０．３ｍｍ（例えば、０．１５～０．２５ｍｍ）の厚みを有し得る。ヒータ３３６は、約０．５～２．５オーム（例えば、１～２オーム）の抵抗値を有し得る。

ヒータ３３６は、第１の端部１４２と、中間部１４４と、第２の端部１４６とを含む。第１の端部１４２および第２の端部１４６は、ヒータ３３６の作動中、電源から電流を受け取るように構成されている。ヒータ３３６が作動すると（例えば、それによりジュール加熱されると）、第１のエアロゾル生成物質１６０ａおよび第２のエアロゾル生成物質１６０ｂの温度が上昇し得、エアロゾルが発生してカプセル１００の下流側流路１６６を介して吸引され得るか又は他の方法で放出され得る。第１の端部１４２および第２の端部１４６は各々、フォークターミナルを含むことにより電源との電気的接続（例えば、接続ボルトを介して）を容易にし得るが、例示的実施形態はこれに限られない。さらに、ヒータ３３６はシート材料から製造され得るため、第１の端部１４２と第２の端部１４６と中間部１４４とは同一平面上にあり得る。さらに、ヒータ３３６の中間部１４４は、複数の互いに平行なセグメント（例えば、８から１６の互いに平行なセグメント）を有する、圧縮振動またはジグザグに似た平面状かつ曲がりくねった形態を有し得る。但し、ヒータ３３６の中間部１４４には他の形態（例えば、螺旋形態、花様形態）も可能であることを理解されたい。

ある例示的実施形態では、ヒータ３３６はベース部１３０を通って延びる。このような例では、第１の端部１４２および第２の端部１４６の各々の終点部は、ベース部１３０の互いに対向する両側から突出する、ヒータ３３６の外部セグメントと考えられ得る。特にヒータ３３６の中間部１４４は、ベース部１３０の下流側にあってベース側流出口１３４と並んでいる。製造中、ヒータ３３６は、射出成形（例えば、インサート成形、オーバーモールディング）によってベース部１３０内に埋め込まれ得る。例えばヒータ３３６は、中間部１４４が係合アセンブリ１３６の１対の突出縁部／襟部の間で、１対の突出縁部／襟部から均等な距離を取るように埋め込まれてもよい。

図面では、ヒータ３３６の第１の端部１４２および第２の端部１４６を、ベース部１３０の両側から延びる突出部（例えば、フィン）として示しているが、いくつかの例示的実施形態では、ヒータ３３６の第１の端部１４２および第２の端部１４６はカプセル１００の側面の一部をなすように構成され得ることを理解されたい。例えば、ヒータ３３６の第１の端部１４２および第２の端部１４６の露出部は、ベース部１３０の両側に載置される／折り曲げられる（さらに、ベース部１３０の基本的輪郭に沿う）ような寸法／方向を有し得る。その結果、第１の端部１４２および第２の端部１４６はカプセル１００の側面の一部をなすことに加え、それぞれ第１の電気コンタクトおよび第２の電気コンタクトを構成し得る。

図２Ｃは、図１Ａから図１Ｃのエアロゾル発生デバイスの一部が取り外された状態を示す図である。図２Ｄは、図２のエアロゾル発生デバイスの一部が取り外された状態を示す図である。図２Ｃおよび図２Ｄに示すように、フレーム１２０８（例えば、金属シャーシ）はエアロゾル発生デバイス１０の内部部品の土台として作用し、これらの内部部品はフレーム１２０８に直接的または間接的に取り付けられ得る。図面に示し且つ上記した構造物／部品については、関連する教示内容が明細書の当該部分にも適用可能であり、記載の簡潔化のために繰り返しては説明しなかったかもしれないことを理解されたい。ある例示的実施形態では、底ハウジング１２０６がフレーム１２０８の上流端に固定されている。さらに受容部１２２８（例えば、カプセル１００を受け取る）がフレーム１２０８の前側に搭載されてもよい。受容部１２２８と底ハウジング１２０６との間には流入チャネル１２３０があり、流入チャネル１２３０は、入ってくる周囲空気流を受容部１２２８内にあるカプセル１００側に方向付けるように構成されている。流入する空気は流入インサート１２２２（例えば、図１Ｃ）を介して流入し得るが、流入インサート１２２２は流入チャネル１２３０の遠位端上に配置され得る。さらに受容部１２２８および／または流入チャネル１２３０はフローセンサ（例えば、一体型フローセンサ）を含み得る。

カバー１２３２およびその中の電源１２３４（例えば、図２Ｅ）は、フレーム１２０８の後側に搭載され得る。カプセル１００（例えば、受容部１２２８内にあり、マウスピース１１００のカプセル端部セグメント１１０６によって覆われている）との電気的接続を確立するために、第１のパワーターミナルブロック１２３６ａおよび第２のパワーターミナルブロック１２３６ｂが設けられ得、それにより電流の供給が容易になる。例えば、第１のパワーターミナルブロック１２３６ａおよび第２のパワーターミナルブロック１２３６ｂは、ヒータ３３６の第１の端部１４２および第２の端部１４６を介して電源１２３４とカプセル１００との間に必須の電気的接続を確立し得る。第１のパワーターミナルブロック１２３６ａおよび／または第２のパワーターミナルブロック１２３６ｂは、真鍮製であり得る。

エアロゾル発生デバイス１０はさらに、その動作を容易にするように構成された複数のプリント基板（ＰＣＢ）を含み得る。ある例示的実施形態では、第１のプリント基板１２３８（例えば、電力用のブリッジＰＣＢおよびＩ2Ｃ）が、電源１２３４用カバー１２３２の下流端に搭載されている。さらに第２のプリント基板１２４０（例えば、ＨＭＩ ＰＣＢ）がカバー１２３２の後方に搭載されている。別の例では、第３のプリント基板１２４２（例えば、シリアルポートＰＣＢ）がフレーム１２０８の前方に固定され流入チャネル１２３０の後方に配置されている。さらに第４のプリント基板１２４４（例えば、ＵＳＢ－Ｃ ＰＣＢ）がフレーム１２０８の後方と電源１２３４用カバー１２３２との間に配置されている。但し、プリント基板に関して本明細書で述べる例示的実施形態は、そのサイズ、形状および位置がエアロゾル発生デバイス１０の所望の特徴によって様々に変化し得るため、上記に限定されないことを理解されたい。

図２Ｅは、図１Ａから図１Ｃのエアロゾル発生デバイスの断面図である。図２Ｆは、図１Ａから図１Ｃのエアロゾル発生デバイスの別の断面図である。図面に示し且つ上記した構造物／部品については、関連する教示内容が明細書の当該部分にも適用可能であり、記載の簡潔化のために繰り返しては説明しなかったかもしれないことを理解されたい。図２Ｅおよび図２Ｆには、マウスピース１１００のマウス端部セグメント１１０４を、単一の流出口という形態にあるエアロゾル流出口１１０２を規定するものとして示している。但し、例示的実施形態はこれに限られないことを理解されたい。例えばエアロゾル流出口1１０２は、複数のより小さい流出口（例えば、２から６の流出口）という形態であってもよい。ある例では、複数の流出口は４つの流出口という形態であってもよい。流出口は半径方向に並んでいてもよく、及び／又は外方に向けて角度を有していてもよく、それによりエアロゾルの流れが枝分かれして流出する。

ある例示的実施形態では、マウスピース１１００のマウス端部セグメント１１０４内に、フィルタまたは味媒体の少なくとも一方が適宜配置され得る。このような例では、フィルタおよび／または味媒体はチャンバ１６４から下流にあり、その結果、発生したエアロゾルがフィルタまたは味媒体の少なくとも一方を通過して、その後少なくとも１つのエアロゾル流出口１１０２から外に出る。フィルタは、エアロゾル生成物質（例えば、エアロゾル生成物質１６０ａおよび／またはエアロゾル生成物質１６０ｂ）からの粒子が誤ってカプセル１００から吸引されることを低減または阻止し得る。フィルタはさらに、口に触れる感覚を所望のものにするためにエアロゾルの温度を下げることを補助し得る。味媒体（例えば、味ビーズ）は、エアロゾルが味媒体を通過するときに呈味成分を放出し得、それによりエアロゾルに所望の味を与える。呈味成分は、エアロゾル生成物質に関して上記したものと同じであり得る。さらに、フィルタおよび／または味媒体は、エアロゾル生成物質に関して上記した連結され一体化された形態にあってもよいし、緩い形態にあってもよい。

エアロゾル発生デバイス１０はさらに、受容部１２２８内に配置された第３の環状部材１５０ｃを含み得る。第３の環状部材１５０ｃ（例えば、弾性のＯリング）は、カプセル１００のベース部１３０が受容部１２２８に完全に挿入されたときに気密状態を確立するように構成されている。その結果、受容部１２２８に引き込まれた空気のうち全部ではないにしても大半がカプセル１００を通過し、カプセル１００を迂回する流れは存在するとしても非常に少なくなる。ある例示的実施形態では、第１の環状部材１５０ａ、第２の環状部材１５０ｂおよび／または第３の環状部材１５０ｃは透明なシリコーン製であり得る。

エアロゾル発生デバイス１０は上記したプリント基板に加えて、フレーム１２０８と電源１２３４との間に配置された第５のプリント基板１２４６（例えば、主要ＰＣＢ）をさらに含み得る。電源１２３４は９００ｍＡｈの電池であり得るが、例示的実施形態はこれに限られない。さらにカプセル１００の上流にセンサ１２４８が配置されることにより、エアロゾル発生デバイス１０の動作が向上し得る。センサ１２４８は例えば、空気流センサであり得る。第１のボタン１２１８および第２のボタン１２２０に加えてセンサ１２４８を鑑みると、エアロゾル発生デバイス１０の動作は、自動操作によるもの（例えば、吸うことにより作動する（ｐｕｆｆ－ａｃｔｉｖａｔｅｄ））であってもよいし、手動操作によるもの（例えば、ボタンによる作動）であってもよい。少なくとも１つの例示的実施形態では、センサは、マイクロエレクトロケミカルシステム（ＭＥＭＳ）フローセンサであってもよいし、圧力センサであってもよいし、熱線流速計などの、空気流を測定するように構成された他のタイプのセンサであってもよい。

エアロゾル発生デバイス１０が作動すると、デバイス本体１２００内のカプセル１００が加熱されることにより、エアロゾルを発生させ得る。ある例示的実施形態では、センサ１２４８による空気流の検出、ならびに／あるいは第１のボタン１２１８および／または第２のボタン１２２０の押圧に連動した信号の発生により、エアロゾル発生デバイス１０が作動し得る。空気流の検出については、マウスピース１１００のエアロゾル流出口１１０２を吸引する又はこれに負の圧力を付与することにより、周囲空気が流入チャネル１２３０を介してデバイス本体１２００に引き込まれ、空気は、まず流入インサート１２２２（例えば、図１Ｃ）を通過し得る。空気は一旦デバイス本体１２００内に入ると、流入チャネル１２３０を通って受容部１２２８に流れ、ここでセンサ１２４８によって検出される。センサ１２４８の後、空気は引き続き受容部１２２８を通過して、ベース部１３０を介してカプセル１００に入る。特に空気流は、カプセル１００のベース側流入口１３２を通過した後に上流側流路１６２を通過してチャンバ１６４に流れ込む。さらに制御回路（例えば、コントローラ２１０５）が電源に指示して、ヒータ３３６に電流を供給させることにより、吸引間のカプセル１００の温度を維持し得る。

センサ１２４８によって空気流が検出されると、制御回路が電源１２３４に指示して、ヒータ３３６の第１の端部１４２および第２の端部１４６を介してカプセル１００に電流を供給させ得る。その結果、ヒータ３３６の中間部１４４の温度が上昇し、それにより、チャンバ１６４内のエアロゾル生成物質（例えば、エアロゾル生成物質１６０ａおよび／またはエアロゾル生成物質１６０ｂ）の温度が上がり、その結果、エアロゾル生成物質により揮発性物質が放出されてエアロゾルが製造される。製造されたエアロゾルは、チャンバ１６４内を流れる空気に引っ張られる。特に、チャンバ１６４内の製造されたエアロゾルはカプセル１００の下流側流路１６６を通過した後、マウスピース１１００のエアロゾル流出口１１０２を通ってエアロゾル発生デバイス１０から出る。

エアロゾル発生デバイス、カプセル、および／またはエアロゾル生成物質のさらなる詳細および／またはそれらの代替物は本明細書の記載に見られ得るが、さらに、本出願と同時に出願する米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号、発明の名称「ＨＥＡＴ－ＮＯＴ－ＢＵＲＮ（ＨＮＢ）ＡＥＲＯＳＯＬ－ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥＳ ＡＮＤ ＣＡＰＳＵＬＥＳ」（加熱式（ＨＮＢ）エアロゾル発生装置およびカプセル）（代理人整理番号２４０００ＮＶ－０００７１７－ＵＳ）、本出願と同時に出願する米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号、発明の名称「ＨＥＡＴ－ＮＯＴ－ＢＵＲＮ ＡＥＲＯＳＯＬ－ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥＳ ＷＩＴＨ Ａ ＦＬＩＰ－ＴＯＰ ＬＩＤ」（フリップトップ蓋を有する加熱式エアロゾル発生装置）（代理人整理番号２４０００ＮＶ－０００７１９－ＵＳ）、本出願と同時に出願する米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号、発明の名称「ＣＡＰＳＵＬＥＳ ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ ＥＭＢＥＤＤＥＤ ＨＥＡＴＥＲＳ ＡＮＤ ＨＥＡＴ－ＮＯＴ－ＢＵＲＮ（ＨＮＢ）ＡＥＲＯＳＯＬ－ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥＳ」（埋め込まれたヒータを含むカプセル、および加熱式（ＨＮＢ）エアロゾル発生装置）（代理人整理番号２４０００ＮＶ－０００６６７－ＵＳ）、本出願と同時に出願する米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号、発明の名称「ＣＬＯＳＥＤ ＳＹＳＴＥＭ ＣＡＰＳＵＬＥ ＷＩＴＨ ＡＩＲＦＬＯＷ，ＨＥＡＴ－ＮＯＴ－ＢＵＲＮ（ＨＮＢ）ＡＥＲＯＳＯＬ－ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥＳ， ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＯＦ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＡＮ ＡＥＲＯＳＯＬ」（空気流を有する閉式カプセル、加熱式（ＨＮＢ）エアロゾル発生装置、およびエアロゾルを発生させる方法）（代理人整理番号２４０００ＮＶ－０００６３０－ＵＳ）、本出願と同時に出願する米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号、発明の名称「ＡＥＲＯＳＯＬ－ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＣＡＰＳＵＬＥＳ」（エアロゾル発生カプセル）（代理人整理番号２４０００ＮＶ－０００７１６－ＵＳ）、本出願と同時に出願する米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号、発明の名称「ＨＥＡＴ－ＮＯＴ－ＢＵＲＮ（ＨＮＢ）ＡＥＲＯＳＯＬ－ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥＳ ＡＮＤ ＣＡＰＳＵＬＥＳ」（加熱式（ＨＮＢ）エアロゾル発生装置およびカプセル）（代理人整理番号２４０００ＮＶ－０００７３４－ＵＳ）に見られ得る。上記出願の各々の開示全体を参考のためここに援用する。

図３は、１以上の例示的実施形態によるエアロゾル発生デバイスおよびカプセルの電気システムを示す。

図３に示すように電気システムは、エアロゾル発生デバイス電気システム２１００とカプセル電気システム２２００とを含む。エアロゾル発生デバイス電気システム２１００は、エアロゾル発生デバイス１０に含まれ得、カプセル電気システム２２００はカプセル１００に含まれ得る。

図３に示す例示的実施形態では、カプセル電気システム２２００はヒータ３３６を含む。

カプセル電気システム２２００はさらに、エアロゾル発生デバイス１０とカプセル１００との間で電力および／またはデータを伝送する本体電気／データインターフェース（図示せず）を含み得る。少なくとも１つの例示的実施形態によると、例えば図２Ｂに示す電気コンタクトが本体電気コンタクトとして作用し得るが、例示的実施形態はこれに限られない。

エアロゾル発生デバイス電気システム２１００は、コントローラ２１０５と、電源１２３４と、デバイスセンサまたは測定回路２１２５と、加熱エンジン制御回路２１２７と、エアロゾルインジケータ２１３５と、オンプロダクトコントロール２１５０（例えば、図１Ｂに示すボタン１２１８および１２２０）と、メモリ２１３０と、クロック回路２１２８とを含む。いくつかの例示的実施形態では、コントローラ２１０５、電源１２３４、デバイスセンサまたは測定回路２１２５、加熱エンジン制御回路２１２７、メモリ２１３０およびクロック回路２１２８は同じＰＣＢ（例えば、主要ＰＣＢ１２４６）上にある。エアロゾル発生デバイス電気システム２１００はさらに、エアロゾル発生デバイス１０とカプセル１００との間で電力および／またはデータを伝送するカプセル電気／データインターフェース（図示せず）を含み得る。

電源１２３４は、エアロゾル発生デバイス１０とカプセル１００とに電力を供給する内部電源であり得る。電源１２３４からの電力の供給は、電力制御回路（図示せず）を介してコントローラ２１０５により制御され得る。電力制御回路は、電源１２３４から出力される電力を規制する１以上のスイッチまたはトランジスタを含み得る。電源１２３４は、リチウムイオン電池であってもよいし、その異種（例えば、リチウムイオンポリマー電池）であってもよい。

コントローラ２１０５は、エアロゾル発生デバイス１０の動作全体を制御するように構成されている。少なくともいくつかの例示的実施形態によると、コントローラ２１０５は、論理回路を含むハードウェア、ソフトウェアを実行するプロセッサなどのハードウェア／ソフトウェアの組み合わせ、またはこれらの組み合わせなどの処理回路を含み得る。より特定すると処理回路は例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、算術論理演算装置（ＡＬＵ）、デジタル信号プロセッサ、マイクロコンピュータ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、システム・オン・チップ（ＳｏＣ）、プログラマブルロジックユニット、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などを含み得るが、これらに限られない。

図３に示す例示的実施形態では、コントローラ２１０５を、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース（例えば、汎用入力／出力（ＧＰＩＯ）、インターインテグレイティッド回路（Ｉ^２Ｃ）インターフェース、シリアルペリフェラルインターフェースバス（ＳＰＩ）インターフェースなど）と、マルチチャネルアナログ－デジタルコンバータ（ＡＤＣ）と、クロックインプットターミナルとを含むマイクロコントローラとして示している。但し、例示的実施形態はこの実施例に限られない。少なくとも１つの実施形態では、コントローラ２１０５はマイクロプロセッサであってもよい。

メモリ２１３０をコントローラ２１０５の外部にあるものとして図示している。いくつかの例示的実施形態では、メモリ２１３０はコントローラ２１０５上に搭載されていてもよい。

コントローラ２１０５は、デバイスセンサ２１２５、加熱エンジン制御回路２１２７、エアロゾルインジケータ２１３５、メモリ２１３０、オンプロダクトコントロール２１５０、クロック回路２１２８および電源１２３４と通信可能に連結されている。

加熱エンジン制御回路２１２７は、ＧＰＩＯ（汎用入力／出力）ピンを介してコントローラ２１０５に接続されている。メモリ２１３０は、ＳＰＩ（シリアルペリフェラルインターフェース）ピンを介してコントローラ２１０５に接続されている。クロック回路２１２８は、コントローラ２１０５のクロック入力ピンに接続されている。エアロゾルインジケータ２１３５は、インターインテグレイティッド回路（Ｉ２Ｃ）インターフェースおよびＳＰＩ／ＧＰＩＯピンを介してコントローラ２１０５に接続されている。デバイスセンサ２１２５は、マルチチャネルＡＤＣのそれぞれ対応するピンを介してコントローラ２１０５に接続されている。

クロック回路２１２８は、発振回路などのタイミング機構であり得、コントローラ２１０５がアイドルタイム、予熱長さ、エアロゾル発生（吸引）長さ、アイドルタイムとエアロゾル発生（吸引）長さとの組み合わせ、および電力使用時間を追跡することにより、エアロゾル発生デバイス１０のホットカプセルアラート（例えば、インスタンスが起こってから３０秒後）などを決定することを可能にする。クロック回路２１２８はさらに専用外部クロッククリスタルを含み得、専用外部クロッククリスタルはエアロゾル発生デバイス１０用システムクロックを発生させるように構成されている。

メモリ２１３０は不揮発性メモリであり得、不揮発性メモリは、コントローラ２１０５用の動作パラメータおよびコンピュータ読み取り可能命令を記憶することにより本明細書に記載するアルゴリズムを実行する。１つの実施例では、メモリ２１３０は、フラッシュメモリなどの電気的に消去可能なプログラマブルリードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）であってもよい。

さらに図３に示すようにデバイスセンサ２１２５は、複数のセンサまたは測定回路を含み得、これらはセンサ情報または測定情報を示す信号をコントローラ２１０５に供給するように構成されている。図３に示す実施例では、デバイスセンサ２１２５は、ヒータ電流測定回路２１２５８と、ヒータ電圧測定回路２１２５２と、補償電圧測定回路２１２５０とを含む。図３の電気システムはさらに、図１Ａから図２Ｆを参照して述べたセンサを含み得る。

ヒータ電流測定回路２１２５８は、ヒータ３３６を流れる電流を示す（例えば、電圧）信号を出力するように構成され得る。ヒータ電流測定回路２１２５８のある例示的実施形態を、図５を参照してより詳細に後述する。

ヒータ電圧測定回路２１２５２は、ヒータ３３６内の電圧を示す（例えば、電圧）信号を出力するように構成され得る。ヒータ電圧測定回路２１２５２のある例示的実施形態を、図４を参照してより詳細に後述する。

補償電圧測定回路２１２５０は、カプセル１００とエアロゾル発生デバイス１０との間の電力インターフェース（例えば、電気コネクタ）の抵抗を示す（例えば、電圧）信号を出力するように構成され得る。いくつかの例示的実施形態では、補償電圧測定回路２１２５０は、補償電圧測定信号をコントローラ２１０５に供給し得る。補償電圧測定回路２１２５０の例示的実施形態を、図６Ａおよび図６Ｂを参照してより詳細に後述する。

上記したように補償電圧測定回路２１２５０、ヒータ電流測定回路２１２５８およびヒータ電圧測定回路２１２５２は、マルチチャネルＡＤＣのピンを介してコントローラ２１０５に接続されている。エアロゾル発生デバイス１０およびカプセル１００の特性および／またはパラメータ（例えば、ヒータ３３６の電圧、電流、抵抗、温度など）を測定するために、コントローラ２１０５のマルチチャネルＡＤＣは、デバイスセンサ２１２５からの出力信号を、それぞれのデバイスセンサによって測定された所与の特性および／またはパラメータに適したサンプリングレートでサンプリングし得る。

エアロゾル発生デバイス電気システム２１００は、センサ１２４８を含むことにより、エアロゾル発生デバイス１０内を流れる空気流を測定し得る。少なくとも１つの例示的実施形態では、センサは、マイクロエレクトロケミカルシステム（ＭＥＭＳ）フローセンサであってもよいし、圧力センサであってもよいし、熱線流速計などの、空気流を測定するように構成された他のタイプのセンサであってもよい。ある例示的実施形態では、コントローラ２１０５への空気流を測定するセンサの出力は、デジタルインターフェースまたはＳＰＩを介して流れを瞬間的に測定した値（単位：ｍｌ／ｓまたはｃｍ^３／ｓ）である。別の例示的実施形態では、センサは、熱線流速計であってもよいし、デジタルＭＥＭＳセンサであってもよいし、他の公知のセンサであってもよい。フローセンサは、フロー値が１ｍＬ／ｓ以上であるときに吸引を検出し、その後フロー値が０ｍＬ／ｓに低下したときに吸引を終了させることによりパフセンサとして動作し得る。ある例示的実施形態では、センサ１２４８は差圧センサに基づくＭＥＭＳフローセンサであってもよく、その場合、差圧（単位：パスカル）は、曲線あてはめ校正機能またはルックアップテーブル（各差圧読み取り値に対するフロー値の曲線あてはめ校正機能またはルックアップテーブル）を用いて瞬間フロー読み取り値（単位：ｍＬ／ｓ）に変換されている。別の例示的実施形態では、フローセンサーは容量式圧力降下センサであってもよい。

加熱エンジン制御回路２１２７は、ＧＰＩＯピンを介してコントローラ２１０５に接続されている。加熱エンジン制御回路２１２７は、エアロゾル発生デバイス１０のヒータ３３６への電力を制御することによりヒータ３３６を制御（イネーブルする及び／又はディセーブルする）ように構成されている。

コントローラ２１０５はエアロゾルインジケータ２１３５を制御することにより、エアロゾル発生デバイス１０の状態および／または動作を大人の操作者に対して示し得る。エアロゾルインジケータ２１３５は、光ガイドを介して少なくとも部分的に作用し得、電力インジケータ（例えば、ＬＥＤ）を含み得る。電力インジケータは、大人の操作者がボタンを押したことをコントローラ２１０５が感知したときに作動し得る。エアロゾルインジケータ２１３５はさらに、バイブレータ、スピーカ、またはその他のフィードバック機構を含み得、大人の操作者が制御するエアロゾル発生パラメータ（例えば、エアロゾル体積）の現在の状態を指示し得る。

さらに図３に示すようにコントローラ２１０５は、ヒータ３３６への電力を制御することにより、加熱プロファイル（例えば、体積、温度、味などに基づく加熱）に応じてエアロゾル生成物質を加熱し得る。加熱プロファイルは、経験によるデータに基づき得、エアロゾル発生デバイス１０のメモリ２１３０に記憶され得る。

図４は、ヒータ電圧測定回路２１２５２のある例示的実施形態を示す。

図４に示すように、ヒータ電圧測定回路２１２５２は、レジスタ３７０２とレジスタ３７０４とを含み、これらは、入力電圧信号ＣＯＩＬ＿ＯＵＴを受け取るように構成された端子とグラウンドとの間に分圧回路の構成で接続されている。レジスタ３７０２およびレジスタ３７０４の抵抗値は、それぞれ８．２キロオームおよび３．３キロオームであり得る。入力電圧信号ＣＯＩＬ＿ＯＵＴは、ヒータ３３６に入力された電圧（ヒータ３３６の入力端子における電圧）であり得る。レジスタ３７０２とレジスタ３７０４との間のノードＮ３７１６は、動作増幅器（Ｏｐ－Ａｍｐ）３７０８の正の入力に連結されている。キャパシタ３７０６は、ノードＮ３７１６とグラウンドとの間に接続されることにより、ローパスフィルタ回路（Ｒ／Ｃフィルタ）を形成し、それによりＯｐ－Ａｍｐ３７０８の正の入力に入力された電圧を安定化させる。キャパシタ３７０６の容量値は、例えば１８ナノファラッドであり得る。フィルタ回路はさらに、ヒータ３３６にエネルギーを与えるために用いられるＰＷＭ信号により導入されたスイッチングノイズによって起こる不正確さを減少させ得、電流および電圧の両方に対して同一の位相応答／群遅延を有し得る。

ヒータ電圧測定回路２１２５２はさらに、レジスタ３７１０および３７１２ならびにキャパシタ３７１４を含む。レジスタ３７１２はＮ３７１８と、出力電圧信号ＣＯＩＬ＿ＲＴＮを受け取るように構成された端子との間に接続されており、例えば８．２キロオームの抵抗値を有し得る。出力電圧信号ＣＯＩＬ＿ＲＴＮは、ヒータ３３６から出力された電圧（ヒータ３３６の出力端子における電圧）である。

レジスタ３７１０とキャパシタ３７１４とは、ノードＮ３７１８とＯｐ－Ａｍｐ３７０８の出力との間で並列接続されている。例えば、レジスタ３７１０は３．３キロオームの抵抗値を有し得、キャパシタ３７１４は１８ナノファラッドの容量値を有し得る。Ｏｐ－Ａｍｐ３７０８の負の入力はさらにノードＮ３７１８に接続されている。レジスタ３７１０および３７１２ならびにキャパシタ３７１４は、ローパスフィルタの構成で接続されている。

ヒータ電圧測定回路２１２５２はＯｐ－Ａｍｐ３７０８を用いて、入力電圧信号ＣＯＩＬ＿ＯＵＴと出力電圧信号ＣＯＩＬ＿ＲＴＮとの間の電圧差を測定し、ヒータ３３６の電圧を表す、スケーリング済みヒータ電圧測定信号ＣＯＩＬ＿ＶＯＬを出力する。ヒータ電圧測定回路２１２５２は、コントローラ２１０５がデジタルサンプリングおよび測定を行えるように、スケーリング済みヒータ電圧測定信号ＣＯＩＬ＿ＶＯＬをコントローラ２１０５のＡＤＣピンに出力する。

Ｏｐ－Ａｍｐ３７０８のゲインは、周囲の受動的電気エレメント（例えば、レジスタおよびキャパシタ）に基づいて設定されることにより、電圧測定値のダイナミックレンジを向上させ得る。１つの実施例では、Ｏｐ－Ａｍｐ３７０８のダイナミックレンジは、電圧をスケーリングして最大電圧出力をＡＤＣの最大入力範囲（例えば、２．５Ｖ）に合致させることにより達成され得る。少なくとも１つの例示的実施形態では、スケーリングは１Ｖ当たり４０２ｍＶであり、従ってヒータ電圧測定回路２１２５２は約２．５Ｖ／０．４０２Ｖ＝６．２２Ｖまで測定し得る。

電圧信号ＣＯＩＬ＿ＯＵＴおよびＣＯＩＬ＿ＲＴＮは、それぞれダイオード３７２０および３７２２によってクランプされることにより、静電気放電（ＥＳＤ）イベントによるダメージのリスクを減少させる。

いくつかの例示的実施形態では、４線／ケルビン測定値が用いられ得、測定接点（電圧感知接続部（主要電力コンタクトではなく）とも呼ぶ）において電圧信号ＣＯＩＬ＿ＯＵＴおよびＣＯＩＬ＿ＲＴＮが測定され得、それによりヒータ３３６とエアロゾル発生デバイス１０との間の電力インターフェース（例えば、電気コネクタ）の接触抵抗およびバルク抵抗が考慮される。

図５は、図３に示すヒータ電流測定回路２１２５８のある例示的実施形態を示す。

図５に示すように出力電流信号ＣＯＩＬ＿ＲＴＮ＿Ｉが、グラウンドに接続された４端子（４Ｔ）測定レジスタ３８０２に入力される。４端子測定レジスタ３８０２の差動電圧はＯｐ－Ａｍｐ３８０６によってスケーリングされる。Ｏｐ－Ａｍｐ３８０６は、ヒータ３３６を流れる電流を示すヒータ電流測定信号ＣＯＩＬ＿ＣＵＲを出力する。ヒータ電流測定信号ＣＯＩＬ＿ＣＵＲは、コントローラ２１０５でヒータ３３６を流れる電流のデジタルサンプリングおよび測定が行えるように、コントローラ２１０５のＡＤＣピンに出力される。

図５に示す例示的実施形態では、４線／ケルビン電流測定技術を用いて電流測定の誤差を減らすために、４端子測定レジスタ３８０２が用いられ得る。この実施例では、電流測定パスを電圧測定パスから分離することにより、電圧測定パスのノイズを減少させ得る。

Ｏｐ－Ａｍｐ３８０６のゲインは、測定値のダイナミックレンジを向上させるように設定され得る。この実施例では、Ｏｐ－Ａｍｐ３８０６のスケーリングは約０．８２０Ｖ／Ａであり得、従ってヒータ電流測定回路２１２５８は、約２．５Ｖ／（．８２０Ｖ／Ａ）＝３．０５Ａまで測定し得る。

図５により詳細に示すように、４端子測定レジスタ３８０２の第１の端子は、ヒータ３３６の端子に接続されることにより、出力電流信号ＣＯＩＬ＿ＲＴＮ＿Ｉを受け取る。４端子測定レジスタ３８０２の第２の端子は、グラウンドに接続されている。４端子測定レジスタ３８０２の第３の端子は、レジスタ３８０４とキャパシタ３８０８とレジスタ３８１０とを含むローパスフィルタ回路（Ｒ／Ｃフィルタ）に接続されている。例えば、レジスタ３８０４の抵抗値は１００オームであり得、レジスタ３８１０の抵抗値は８．２キロオームであり得、キャパシタ３８０８の容量値は３．３ナノファラッドであり得る。

ローパスフィルタ回路の出力は、Ｏｐ－Ａｍｐ３８０６の正の入力に接続されている。ローパスフィルタ回路は、ヒータ３３６にエネルギーを与えるために印加されるＰＷＭ信号により導入されるスイッチングノイズによって起こる不正確さを減少させ得、さらに電流および電圧の両方に対して同一の位相応答／群遅延を有し得る。

ヒータ電流測定回路２１２５８はさらに、レジスタ３８１２および３８１４ならびにキャパシタ３８１６を含む。レジスタ３８１２および３８１４ならびにキャパシタ３８１６は、４端子測定レジスタ３８０２の第４の端子と、Ｏｐ－Ａｍｐ３８０６の負の入力と、Ｏｐ－Ａｍｐ３８０６の出力とにローパスフィルタ回路の構成で接続されている。ローパスフィルタ回路の出力は、Ｏｐ－Ａｍｐ３８０６の負の入力に接続されている。例えば、レジスタ３８１２および３８１４は、それぞれ１００オームおよび８．２キロオームの抵抗値を有し得、キャパシタ３８１６は３．３ナノファラッドの容量値を有し得る。

Ｏｐ－Ａｍｐ３８０６は、コントローラ２１０５がヒータ３３６を流れる電流のサンプリングおよび測定を行えるように、ヒータ電流測定信号ＣＯＩＬ＿ＣＵＲとしての差動電圧をコントローラ２１０５のＡＤＣピンに出力する。

少なくともこの例示的実施形態によると、ヒータ電流測定回路２１２５８の構成は、ヒータ電圧測定回路２１２５２の構成と似ているが、レジスタ３８０４および３８１０ならびにキャパシタ３８０８を含むローパスフィルタ回路が４端子測定レジスタ３８０２の端子に接続されている点と、レジスタ３８１２および３８１４ならびにキャパシタ３８１６を含むローパスフィルタ回路が４端子測定レジスタ３８０２の別の端子に接続されている点とが異なる。

コントローラ２１０５は、エアロゾル発生デバイス１０内で用いられる「ティック」タイム（制御ループの反復時間）に対応する時間窓（例えば、約１ｍｓ）に亘る複数のサンプル（例えば、電圧のサンプル）の平均値を算出し得、その平均値を、スケーリング値の適用によってヒータ３３６の電圧および電流の数学的表現に変換し得る。スケーリング値は、それぞれのＯｐ－Ａｍｐで実行されたゲイン設定に基づいて決定され得、これらのゲイン設定は、エアロゾル発生デバイス１０のハードウェアに特有のものであり得る。

コントローラ２１０５は、例えば３タップ移動平均フィルタを用いて変換済み電圧および電流測定値をフィルタリングすることにより、測定ノイズを減衰させ得る。コントローラ２１０５はその後、フィルタ済み測定値を用いて、ヒータ３３６の抵抗値Ｒ_{ＨＥＡＴＥＲ}（Ｒ_{ＨＥＡＴＥＲ}＝ＣＯＩＬ＿ＶＯＬ／ＣＯＩＬ＿ＣＵＲ）、ヒータ３３６に印加される電力Ｐ_{ＨＥＡＴＥＲ}（Ｐ_{ＨＥＡＴＥＲ}＝ＣＯＩＬ＿ＶＯＬ＊ＣＯＩＬ＿ＣＵＲ）などを計算し得る。

１以上の例示的実施形態によると、図４および／または図５に示す回路の受動的エレメントのゲイン設定は、コントローラ２１０５の出力信号範囲を入力範囲に合致させるように調整され得る。

図６Ａは、１以上の例示的実施形態による、別体の補償電圧測定回路を含むエアロゾル発生デバイスの電気システムを示す。

図６Ａに示すように、ヒータ３３６とエアロゾル発生デバイス電気システム２１００との間の接触インターフェースは、入力電力コンタクト６１００と、入力測定コンタクト６２００と、出力測定コンタクト６３００と出力電力コンタクト６４００とを有する４線／ケルビン構造を含む。

電圧測定回路２１２５２Ａは、入力測定コンタクト６２００で測定電圧値ＣＯＩＬ＿ＯＵＴ＿ＭＥＡＳを受け取り、出力測定コンタクト６３００で出力測定電圧値ＣＯＩＬ＿ＲＴＮ＿ＭＥＡＳを受け取る。電圧測定回路２１２５２Ａは、図４に示す電圧測定回路２１２５２と同じ回路であり、スケーリング済みヒータ電圧測定信号ＣＯＩＬ＿ＶＯＬを出力する。図４にはＣＯＩＬ＿ＯＵＴおよびＣＯＩＬ＿ＲＴＮを示すが、別体の補償電圧測定回路を含まない例示的実施形態では、電圧測定回路２１２５２は、入力電力コンタクト６１００および出力電力コンタクト６４００の代りに入力測定コンタクト６２００および出力測定コンタクト６３００で電圧を受け取り得ることを理解されたい。

図６Ａに示すシステムはさらに、補償電圧測定回路２１２５０を含む。補償電圧測定回路２１２５０は、補償電圧測定回路２１２５２Ａと同じであるが、補償電圧測定回路２１２５０が入力電力コンタクト６１００で電圧ＣＯＩＬ＿ＯＵＴを受け取る点と、出力電力コンタクト６４００で電圧ＣＯＩＬ＿ＲＴＮを受け取る点と、補償電圧測定信号ＶＣＯＭＰを出力する点とが異なる。

電流測定回路２１２５８は、出力電力コンタクト６４００で出力電流信号ＣＯＩＬ＿ＲＴＮ＿Ｉを受け取り、ヒータ電流測定信号ＣＯＩＬ＿ＣＵＲを出力する。

図６Ｂは、例示的実施形態による、補償電圧測定信号を用いてヒータ用の目標電力を調整する方法を示す。

コントローラ２１０５は、図６Ｂに示す方法を実行し得る。

Ｓ６５００においてコントローラは、ヒータ用電力送達ループを開始する。６５０５においてコントローラは、メモリから動作パラメータ（例えば、加熱エンジン制御回路閾値電圧、電力損失閾値、およびウェットタイマ限界）を引き出す。

６５１０においてコントローラは、コンタクトＰＣＯＮＴＡＣＴで損失した電力が損失閾値を超えるか否かを決定する。コントローラは、以下のようにしてコンタクトＰＣＯＮＴＡＣＴで損失した電力を決定し得る。
ＰＣＯＮＴＡＣＴ＝ａｂｓ（（ＶＣＯＭＰ＊ＣＯＩＬ＿ＣＵＲ）－（ＣＯＩＬ＿ＶＯＬ＊ＣＯＩＬ＿ＣＵＲ））

損失閾値は、ヒータに印加される電力の絶対値（例えば、３Ｗ）であってもよいし、パーセンテージ（例えば、２５％）であってもよい。

損失した電力ＰＣＯＮＴＡＣＴが損失閾値以下であるとコントローラが決定した場合、コントローラはＳ６５１５でウェットフラグをクリアする。コントローラは、Ｓ６５２０で補償電圧測定信号ＶＣＯＭＰを監視し、Ｓ６５２５で、補償電圧測定信号ＶＣＯＭＰが閾値電圧ＶＭＡＸを超えたか否かを決定する。閾値電圧ＶＭＡＸは、加熱エンジン制御回路２１２７の定格電圧であり得る。

補償電圧測定信号ＶＣＯＭが閾値電圧ＶＭＡＸを超えていないとコントローラが決定した場合、コントローラはＳ６５３０で次の反復ループ（即ち、次のティックタイム）に進む。補償電圧測定信号ＶＣＯＭが閾値電圧ＶＭＡＸを超えているとコントローラが決定した場合、コントローラはＳ６５３２で次の反復ループ用のヒータ電力目標を低下させて、６５３０で次の反復ループに進む。

従って電力損失ＰＣＯＮＴＡＣＴが損失閾値より小さい場合、コントローラは印加する電力を下げることにより、接触加熱効力を低下させる。

Ｓ６５１０に戻り、電力損失ＰＣＯＮＴＡＣＴが損失閾値より大きいとコントローラが決定した場合、コントローラは６５３５において、ウェットフラグが立っているか否かを決定する。Ｓ６５３５でウェットフラグが立っているとコントローラが決定した場合、コントローラはＳ６５５０で加熱を終了する（例えば、ヒータに電力を供給しない）。

Ｓ６５３５でウェットフラグが立っていないとコントローラが決定した場合、コントローラはＳ６５４０でウェットタイマが動いているか否かを決定する。ウェットタイマは、所望の／選択された時間（例えば、２００ｍｓ）に亘って電力損失が増えることを許可するために用いられる。

ウェットタイマが動いていないとコントローラが決定した場合、コントローラはＳ６５４５でウェットタイマを開始させ、その後６５２０で補償電圧測定信号ＶＣＯＭＰを監視する。

Ｓ６５４０でウェットタイマが動いているとコントローラが決定した場合、コントローラはＳ６５５５でウェットタイマの時間が経過したか否かを決定する。ウェットタイマの時間は経過していないとコントローラが決定した場合、コントローラはＳ６５２０で補償電圧測定信号ＶＣＯＭＰを監視する。そのため、ウェットタイマが動いている場合、コンタクトＰＣＯＮＴＡＣＴでの電力損失が電力損失の閾値を超えることが許可される。

ウェットタイマの時間が経過したとコントローラが決定した場合、コントローラは６５６０でウェットフラグを立てる。その後コントローラはＳ６５６５でヒータ電力目標を下げて、コンタクトＰＣＯＮＴＡＣＴでの電力損失が損失閾値より小さくなるようにし、６５２０で補償電圧測定信号ＶＣＯＭＰを監視する。より特定するとコントローラは、ＰＩＤコントローラが用い得る電力上限を設定する（即ち、ＰＩＤループが電力範囲全体を用いることができるようにするのではなく、電力範囲はより低い範囲（例えば、１２Ｗではなく６Ｗ）に制限される）。コントローラは同じ温度誤差入力を用い続けるが、電力上限が下げられたため、よりゆっくりと応答する。

別の例示的実施形態では、コントローラは温度目標を変更してもよい。

コンタクトの抵抗値は温度と共に変化する（或いは、「ウェット電流」がコンタクトの酸化層を除去するためにコンタクトの抵抗値は低下し得る）。その結果、電力コンタクトで損失した電力の割合は使用中に変化し得る。電気システムは、コンタクトでの電力損失を補償することにより、ヒータへの電力送達を向上させる（例えば、ウェット降下が一旦起こると電力を増加させることにより、ヒータ温度を達成するレイテンシーが短縮し得る）。

図６Ｂに示す、電力送達ループの２回目以降の反復ループの各々において、コントローラ２１０５は、「ウェット」プロセスに再度入り（例えば、それによりコンタクト力の変化に応答する）得るが、コントローラが連続的にプロセスに再度入らないことを保証するためにウェットフラグが用いられる。

図７Ａから図７Ｃは、例示的実施形態による加熱エンジン制御回路の回路図である。図７Ａから図７Ｃに示す加熱エンジン制御回路は、図３に示す加熱エンジン制御回路２１２７の一例である。

加熱エンジン制御回路は、ブースト変換回路７０２０（図７Ａ）と第１のステージ７０４０（図７Ｂ）と、第２のステージ７０６０（図７Ｃ）とを含む。

ブースト変換回路７０２０は、電圧源ＢＡＴＴから電圧信号ＶＧＡＴＥ（例えば、９Ｖ電源）（電力信号または入力電圧信号とも呼ぶ）を生成することにより、第１の電力イネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥ（シャットダウン信号とも呼ぶ）に基づき第１のステージ７０４０に電力を供給するように構成されている。コントローラは、第１の電力イネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥを生成することにより、エアロゾル発生デバイスを用いる準備が完了したときに論理高レベルを有し得る。換言すると、カプセルがエアロゾル発生デバイスに適切に接続されていることを少なくともコントローラが検出したときに、第１の電力イネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥは論理高レベルを有する。他の例示的実施形態では、カプセルがエアロゾル発生デバイスに適切に接続されていることをコントローラが検出し、且つボタンが押されるなどの行為をコントローラが検出したときに、第１の電力イネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥは論理高レベルを有する。

第１のステージ７０４０は、ブースト変換回路７０２０からの入力電圧信号ＶＧＡＴＥを用いて、加熱エンジン制御回路２１２７を駆動する。第１のステージ７０４０と第２のステージ７０６０とは、バックブースト変換回路を形成している。

図７Ａに示す例示的実施形態では、第１のイネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥがアサートされた（存在する）ときのみ、ブースト変換回路７０２０が入力電圧信号ＶＧＡＴＥを生成する。コントローラ２１０５は、第１のイネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥをディアサートする（停止または終了させる）ことにより、第１のステージ７０４０への電力をカットし得る。第１のイネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥは、デバイス１０００でエアロゾル発生オフ動作を行うデバイス状態電力信号として作用し得る。この実施例では、コントローラ２１０５は、第１のイネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥをディアサートすることによりエアロゾル発生オフ動作を行い得、それにより第１のステージ７０４０、第２のステージ７０６０およびヒータ３３６への電力をディセーブルする。その後コントローラ２１０５は、ブースト変換回路７０２０に対して第１のイネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥを再びアサートすることによってデバイス１０００でのエアロゾル発生をイネーブルし得る。

コントローラ２１０５は、ブースト変換回路７０２０が高レベル（９Ｖまたはその前後）を有する入力電圧信号ＶＧＡＴＥを出力するような論理レベルで第１のイネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥを生成することにより、デバイス１０００でのエアロゾル発生状況に呼応して第１のステージ７０４０およびヒータ３３６への電力をイネーブルしてもよい。コントローラ２１０５は、ブースト変換回路７０２０が低レベル（０Ｖまたはその前後）を有する入力電圧信号ＶＧＡＴＥを出力するような別の論理レベルで第１のイネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥを生成することにより、第１のステージ７０４０およびヒータ３３６への電力をディセーブルしてもよく、それによりヒータオフ動作を行う。

図７Ａのブースト変換回路７０２０をより詳細に述べると、電圧源ＢＡＴＴとグラウンドとの間にキャパシタＣ３６が接続されている。キャパシタＣ３６は１０マイクロファラッドの容量値を有し得る。

インダクタＬ１００６の第１の端子は、電圧源ＢＡＴＴとキャパシタＣ３６との間のノードＮｏｄｅ１に接続されている。インダクタＬ１００６は、ブースト変換回路７０２０の主要保存エレメントとして作用する。インダクタＬ１００６は１０マイクロヘンリーのインダクタンスを有し得る。

Ｎｏｄｅ１は、ブーストコンバータチップＵ１１の電圧入力ピンＡ１に接続されている。いくつかの例示的実施形態では、ブーストコンバータチップはＴＰＳ６１０４６であり得る。

インダクタＬ１００６の第２の端子は、ブーストコンバータチップＵ１１のスイッチピンＳＷに接続されている。ブースターコンバータチップＵ１１のイネーブルピンＥＮは、コントローラ２１０５から第１のイネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥを受け取るように構成されている。

図７Ａに示す実施例では、ブーストコンバータチップＵ１１は、ブースト変換回路７０２０の主要スイッチングエレメントとして作用する。

レジスタＲ５３は、ブースターコンバータチップＵ１１のイネーブルピンＥＮとグラウンドとの間に接続されることによりプルダウンレジスタとして作用して、第１のイネーブル信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥが中間状態にあるときにヒータ３３６の動作が阻止されることを保証する。いくつかの例示的実施形態では、レジスタＲ５３は１００キロオームの抵抗値を有し得る。

ブーストコンバータチップＵ１１の電圧出力ピンＶＯＵＴは、レジスタＲ４９の第１の端子とキャパシタＣ５８の第１の端子とに接続されている。キャパシタＣ５８の第２の端子は、グラウンドに接続されている。電圧出力ピンＶＯＵＴによって出力された電圧は、入力電圧信号ＶＧＡＴＥである。

レジスタＲ４９の第２の端子とレジスタＲ５１の第１の端子とは第２のノードＮｏｄｅ２において互いに接続されている。第２のノードＮｏｄｅ２は、ブースターコンバータチップＵ１１のフィードバックピンＦＢに接続されている。ブースターコンバータチップＵ１１は、レジスタＲ５１の抵抗値に対するレジスタＲ４９の抵抗値の割合を用いて約９Ｖで入力電圧信号ＶＧＡＴＥを生成するように構成されている。いくつかの例示的実施形態では、レジスタＲ４９は６８０キロオームの抵抗値を有し得、レジスタＲ５１は６６．５キロオームの抵抗値を有し得る。

キャパシタＣ３６およびＣ５８は、平滑キャパシタとして動作し、それぞれ１０マイクロファラッドおよびお４．７マイクロファラッドの容量値を有し得る。インダクタＬ１００６は、所望の出力電圧（例えば、９Ｖ）に基づいて選択されたインダクタンスを有し得る。

図７Ｂに示すように第１のステージ７０４０は、入力電圧信号ＶＧＡＴＥと第２のイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｚとを受け取る。第２のイネーブル信号はパルス幅変調（ＰＷＭ）信号であり、第１のステージ７０４０に対する入力である。

第１のステージ７０４０は、様々な構成要件の中でも特に、集積ゲートドライバＵ６を含み、集積ゲートドライバＵ６は、コントローラ２１０５からの低電流信号を高電流信号に変換して、第１のステージ７０４０のトランジスタのスイッチングを制御するように構成されている。集積ゲートドライバＵ６はさらに、コントローラ２１０５からの電圧レベルを第１のステージ７０４０のトランジスタが必要とする電圧レベルに転換するように構成されている。図７Ｂに示す例示的実施形態では、集積ゲートドライバＵ６は、ハーフブリッジドライバである。しかし、例示的実施形態はこの実施例に限られない。

より詳細に述べると、ブースト変換回路７０２０からの入力電圧信号ＶＧＡＴＥは、レジスタＲ２２とキャパシタＣ３２とを含むフィルタ回路を介して第１のステージ７０４０に入力される。レジスタＲ２２は１０オームの抵抗値を有し得、キャパシタＣ３２は１マイクロララッドの容量値を有し得る。

レジスタＲ２２とキャパシタＣ３２とを含むフィルタ回路はノードＮｏｄｅ３において、集積ゲートドライバＵ６のＶＣＣピン（ピン４）とツェナーダイオードＤ２のアノードとに接続されている。キャパシタＣ３２の第２の端子は、グラウンドに接続されている。ツェナーダイオードＤ２のアノードはノードＮｏｄｅ７において、キャパシタＣ３２の第１の端子と集積ゲートドライバＵ６のブーストピンＢＳＴ（ピン１）とに接続されている。キャパシタＣ３１の第２の端子はノードＮｏｄｅ８において、集積ゲートドライバＵ６のスイッチングノードピンＳＷＮ（ピン７）と、トランジスタＱ２およびＱ３の間とに接続されている。図７Ｂに示す例示的実施形態では、ツェナーダイオードＤ２とキャパシタＣ３１とが、集積ゲートドライバＵ６の入力電圧ピンＶＣＣとブーストピンＢＳＴとの間に接続されたブートストラップチャージポンプ回路の一部を形成している。キャパシタＣ３１がブースト変換回路７０２０からの入力電圧信号ＶＧＡＴＥに接続されているため、キャパシタ３１はダイオードＤ２を介して、入力電圧信号ＶＧＡＴＥにほぼ等しい電圧までチャージされる。キャパシタＣ３１は２２０ナノファラッドの容量値を有し得得る。

さらに図７Ｂに示すように、レジスタＲ２５は、高側ゲートドライバピンＤＲＶＨ（ピン８）とスイッチングノードピンＳＷＮ（ピン７）との間に接続されている。レジスタＲ２９の第１の端子はノードＮｏｄｅ９において、低側ゲートドライバピンＤＲＶＬに接続されている。レジスタＲ２９の第２の端子は、グラウンドに接続されている。

レジスタＲ２３とキャパシタＣ３３とは、集積ゲートドライバＵ６の入力ピンＩＮ（ピン２）に接続されたフィルタ回路を形成している。フィルタ回路は、入力ピンＩＮに入力された第２のヒータイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｚから高周波数ノイズを除去するように構成されている。第２のヒータイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｚは、コントローラ２１０５からのＰＷＭ信号である。従ってフィルタ回路は、ＰＷＭ正弦波パルストレインの高周波数成分をフィルタにより除去するように設計されており、正弦波エッジでの立ち上がり及び立ち下がりの回数を僅かに減少させ、その結果、トランジスタが徐々にオン／オフする。

レジスタＲ２４はノードＮｏｄｅ１０において、フィルタ回路と入力ピンＩＮとに接続されている。レジスタＲ２４はプルダウンレジスタとして用いられ、第２のヒータイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｚが浮遊している（または不確定である）場合に集積ゲートドライバＵ６の入力ピンＩＮが論理低レベルに保持されることにより、ヒータ３３６の作動を阻止するようになっている。

レジスタＲ３０とキャパシタＣ３７とは、集積ゲートドライバＵ６のピンＯＤ（ピン３）に接続されたフィルタ回路を形成している。フィルタ回路は、ピンＯＤに入力された入力電圧信号ＶＧＡＴＥから高周波数ノイズを除去するように構成されている。

レジスタＲ３１はノードＮｏｄｅ１１において、フィルタ回路とピンＯＤとに接続されている。レジスタＲ３１はプルダウンレジスタとして用いられ、入力電圧信号ＶＧＡＴＥが浮遊している（または不確定である）場合に集積ゲートドライバＵ６のピンＯＤが論理低レベルに保持されることにより、ヒータ３３６の作動を阻止するようになっている。レジスタＲ３０とキャパシタＣ３７とによって形成されたフィルタ回路によって出力された信号は、フィルタ済み信号ＧＡＴＥＯＮと呼ばれる。Ｒ３０およびＲ３１はさらに除算回路であり、信号ＶＧＡＴＥがトランジスタドライバチップ入力用に－２．５Ｖまで除算されるようになっている。

トランジスタＱ２およびＱ３は、電圧源ＢＡＴＴとグラウンドとの間に直列接続された電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。さらにインダクタＬ３の第１の端子は、電圧源ＢＡＴＴに接続されている。インダクタＬ３の第２の端子はノードＮｏｄｅ１２において、キャパシタＣ３０の第１の端子とトランジスタＱ２のドレインとに接続されている。キャパシタＣ３０の第２の端子は、グラウンドに接続されている。インダクタＬ３とキャパシタＣ３０とはフィルタを形成することにより、電圧源ＢＡＴＴからの過渡スパイクを低下させる及び／又は阻止する。

トランジスタＱ３のゲートは、集積ゲートドライバＵ６の低側ゲートドライバピンＤＲＶＬ（ピン５）に接続されており、トランジスタＱ３のドレインはノードＮｏｄｅ８において、集積ゲートドライバＵ６のスイッチングノードピンＳＷＮ（ピン７）に接続されており、トランジスタＱ３のソースは、グラウンドＧＮＤに接続されている。低側ゲートドライバピンＤＲＶＬから出力された低側ゲート駆動信号がＨＩＧＨであるとき、トランジスタＱ３は低インピーダンス状態（ＯＮ）にあり、そのためノードＮｏｄｅ８をグラウンドに接続する。

上記したように、キャパシタＣ３１がブースト変換回路７０２０からの入力電圧信号ＶＧＡＴＥに接続されているため、キャパシタ３１はダイオードＤ２を介して、入力電圧信号ＶＧＡＴＥに等しい又は実質的に等しい電圧までチャージされる。

低側ゲートドライバピンＤＲＶＬから出力された低側ゲート駆動信号がＬＯＷであるとき、トランジスタＱ３は高インピーダンス状態（ＯＦＦ）にスイッチし、高側ゲートドライバピンＤＲＶＨ（ピン８）は、集積ゲートドライバＵ６内のブーストピンＢＳＴに内部接続される。その結果、トランジスタＱ２が低インピーダンス状態（ＯＮ）になり、そのためスイッチングノードＳＷＮを電圧源ＢＡＴＴに接続することにより、スイッチングノードＳＷＮ（Ｎｏｄｅ８）を電圧源ＢＡＴＴの電圧に引き込む。

この場合、ノードＮｏｄｅ７はブートストラップ電圧Ｖ（ＢＳＴ）＝Ｖ（ＶＧＡＴＥ）＋Ｖ（ＢＡＴＴ）まで上昇し、それにより、電圧源ＢＡＴＴの電圧にかかわらず（または電圧源ＢＡＴＴの電圧から独立して）、トランジスタＱ２のゲート－ソース電圧が入力電圧信号ＶＧＡＴＥの電圧と等しく又は実質的に等しく（例えば、Ｖ（ＶＧＡＴＥ））なることが可能となる。回路構成は、電圧源が降下するときにＢＳＴ電圧は変化しないこと、即ち電圧源ＢＡＴＴの電圧が変化するときにトランジスタは効率的にスイッチすることを保証する。

その結果、スイッチングノードＳＷＮ（Ｎｏｄｅ８）が高電流スイッチされた信号を供給する。この信号は、第２のステージ７０６０に出力される電圧（およびヒータ３３６に出力される電圧）であって、電池の電圧源ＢＡＴＴに等しい最大値を有するがそれ以外は電池の電圧源ＢＡＴＴから出力される電圧から実質的に独立している電圧を生成するために用いられ得る。

キャパシタＣ３４の第１の端子およびツェナーダイオードＤ４のアノードはノードＮｏｄｅ１３において、第２のステージ７０６０への出力端子に接続されている。キャパシタＣ３４とレジスタＲ２８とは直列接続されている。キャパシタＣ３４の第２の端子とレジスタＲ２８の第１の端子とは互いに接続されている。ツェナーダイオードＤ４のカソードおよびレジスタＲ２８の第２の端子は、グラウンドに接続されている。

キャパシタＣ３４とツェナーダイオードＤ４とレジスタＲ２８とは、インダクタＬ４（図７Ｃに示す）からのエネルギーが第１のステージ７０４０に戻ることを阻止するバックＥＭＦ（電界および磁界）防止回路を形成している。

レジスタＲ２５は、トランジスタＱ２のゲートとトランジスタＱ３のドレインとの間に接続されている。レジスタＲ２５はプルダウンレジスタとして作用し、トランジスタＱ２がより確実に高インピーダンスにスイッチすることを保証する。

第１のステージ７０４０の出力は、電圧源の電圧からは実質的に独立しており、電圧源の電圧以下である。第２のヒータイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｚが１００％ＰＷＭであるとき、トランジスタＱ２は常に作動し、第１のステージ７０４０の出力は、電圧源の電圧または実質的に電圧源の電圧である。

図７Ｃは、第２のステージ７０６０を示す。第２のステージ７０６０は、第１のステージ７０４０からの出力信号の電圧を上げる。より特定すると、第２のヒータイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｚがコンスタントな論理高レベルにあるとき、第３のイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｘが作動して第１のステージ７０４０の出力を上げ得る。第３のイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｘはコントローラ２１０５からのＰＷＭ信号である。コントローラ２１０５は、第３のイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｘのパルス幅を制御することにより第１のステージ７０４０の出力を上げ、入力電圧信号ＣＯＩＬ＿ＯＵＴを生成する。第３のイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｘがコンスタントな論理低レベルであるとき、第２のステージ７０６０の出力は第１のステージ７０４０の出力である。

第２のステージ７０６０は、入力電圧信号ＶＧＡＴＥと、第３のイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｘと、フィルタ済み信号ＧＡＴＥＯＮとを受け取る。

第２のステージ７０６０は、様々な構成要件の中でも特に、集積ゲートドライバＵ７を含み、集積ゲートドライバＵ７は、コントローラ２１０５からの低電流信号を高電流信号に変換して、第２のステージ７０６０のトランジスタのスイッチングを制御するように構成されている。集積ゲートドライバＵ７はさらに、コントローラ２１０５からの電圧レベルを、第２のステージ７０６０のトランジスタが必要とする電圧レベルに転換するように構成されている。図７Ｂに示す例示的実施形態では、集積ゲートドライバＵ７は、ハーフブリッジドライバである。しかし、例示的実施形態はこの実施例に限られない。

より詳細に述べると、ブースト変換回路７０２０からの入力電圧信号ＶＧＡＴＥは、レジスタＲ１８とキャパシタＣ２８とを含むフィルタ回路を介して第２のステージ７０６０に入力される。レジスタＲ１８は１０オームの抵抗値を有し得、キャパシタＣ２８は１マイクロファラッドの容量値を有し得る。

レジスタＲ１８とキャパシタＣ２８とを含むフィルタ回路はノードＮｏｄｅ１４において、集積ゲートドライバＵ７のＶＣＣピン（ピン４）とツェナーダイオードＤ１のアノードとに接続されている。キャパシタＣ２８の第２の端子は、グラウンドに接続されている。ツェナーダイオードＤ２のアノードはノードＮｏｄｅ１５において、キャパシタＣ２７の第１の端子と集積ゲートドライバＵ７のブーストピンＢＳＴ（ピン１）とに接続されている。キャパシタＣ２７の第２の端子はノードＮｏｄｅ１６において、集積ゲートドライバＵ７のスイッチングノードピンＳＷＮ（ピン７）と、トランジスタＱ１およびＱ４の間とに接続されている。

図７Ｃに示す例示的実施形態では、ツェナーダイオードＤ１とキャパシタＣ２７とが、集積ゲートドライバＵ７の入力電圧ピンＶＣＣとブーストピンＢＳＴとの間に接続されたブートストラップチャージポンプ回路の一部を形成している。キャパシタＣ２７がブースト変換回路７０２０からの入力電圧信号ＶＧＡＴＥに接続されているため、キャパシタＣ２７はダイオードＤ１を介して、入力電圧信号ＶＧＡＴＥにほぼ等しい電圧までチャージされる。キャパシタＣ３１は２２０ナノファラッドの容量値を有し得得る。

さらに図７Ｃに示すように、レジスタＲ２１は、高側ゲートドライバピンＤＲＶＨ（ピン８）とスイッチングノードピンＳＷＮ（ピン７）との間に接続されている。トランジスタＱ４のゲートは、集積ゲートドライバＵ７の低側ゲートドライバピンＤＲＶＬ（ピン５）に接続されている。

インダクタＬ４の第１の端子は、第１のステージ７０４０の出力に接続されており、インダクタＬ４の第２の端子はノードＮｏｄｅ１６に接続されている。インダクタＬ４は、第１のステージ７０４０の出力の主要保存エレメントとして作用する。例示的実施形態では、集積ゲートドライバＵ７が低側ゲートドライバピンＤＲＶＬ（ピン５）から低レベル信号を出力すると、トランジスタＱ４が低インピーダンス状態（ＯＮ）にスイッチし、それにより電流がインダクタＬ４およびトランジスタＱ４を流れることを可能にする。これによりエネルギーがインダクタＬ４に保存され、電流は経時的に直線的に増加する。インダクタ内の電流は、トランジスタのスイッチング周波数（第３のヒータイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｘによって制御される）に比例する。

レジスタＲ１０とキャパシタＣ２９とは、集積ゲートドライバＵ７の入力ピンＩＮ（ピン２）に接続されたフィルタ回路を形成している。フィルタ回路は、入力ピンＩＮに入力された第３のヒータイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｘから高周波数ノイズを除去するように構成されている。

レジスタＲ２０はノードＮｏｄｅ１７において、フィルタ回路と入力ピンＩＮとに接続されている。レジスタＲ２０はプルダウンレジスタとして用いられ、第３のヒータイネーブル信号ＣＯＩＬ＿Ｘが浮遊している（または不確定である）場合に集積ゲートドライバＵ７の入力ピンＩＮが論理低レベルに保持されることにより、ヒータ３３６の作動を阻止するようになっている。

レジスタＲ３０とキャパシタＣ３７とは、集積ゲートドライバＵ６のピンＯＤ（ピン３）に接続されたフィルタ回路を形成している。フィルタ回路は、ピンＯＤに入力された入力電圧信号ＶＧＡＴＥから高周波数ノイズを除去するように構成されている。

集積ゲートドライバＵ７のピンＯＤは、フィルタ済み信号ＧＡＴＥＯＮを受け取る。

トランジスタＱ１およびＱ４は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である。トランジスタＱ１のゲートとレジスタＲ２１および第１の端子とはノードＮｏｄｅ１８において、集積ゲートドライバＵ７の高側ゲートドライバピンＤＲＶＨ（ピン８）に接続されている。

トランジスタＱ１のソースはノードＮｏｄｅ１６において、レジスタＲ２１の第２の端子と、ツェナーダイオードＤ３のアノードと、トランジスタＱ４のドレインと、キャパシタＣ３５の第１の端子と、キャパシタＣ２７の第２の端子と、集積ゲートドライバＵ７のスイッチングノードピンＳＷＮ（ピン７）とに接続されている。

トランジスタＱ４のゲートはノードＮｏｄｅ１９において、集積ゲートドライバＵ７の低側ゲートドライバピンＤＲＶＬ（ピン５）とレジスタＲ２７の第１の端子とに接続されている。トランジスタＱ４のソースおよびレジスタＲ２７の第２の端子は、グラウンドに接続されている。

キャパシタＣ３５の第２の端子は、レジスタＲ２９の第１の端子に接続されている。レジスタＲ２９の第２の端子は、グラウンドに接続されている。

トランジスタＱ１のドレインはノードＮｏｄｅ２０において、キャパシタＣ３６の第１の端子と、ツェナーダイオードＤ３のカソードと、ツェナーダイオードＤ５のカソードとに接続されている。キャパシタＣ３６の第２の端子およびツェナーダイオードＤ５のアノードは、グラウンドに接続されている。第２のステージ７０６０の出力端子７０６５はノードＮｏｄｅ２０に接続されており、入力電圧信号ＣＯＩＬ＿ＯＵＴを出力する。出力端子７０６５は、加熱エンジン制御回路２１２７の出力として作用する。

キャパシタＣ３５は平滑キャパシタであり得、レジスタは流入する電流を制限する。ツェナーダイオードＤ３は逆流防止ダイオードであり、ノードＮｏｄｅ２０の電圧がキャパシタＣ３５にディスチャージされるのを止める。キャパシタＣ３６は第２のステージ７０６０によりチャージされる出力キャパシタであり（さらにＣＯＩＬ＿ＯＵＴのリップルを減少させ）、ツェナーダイオードＤ５はＥＳＤ（静電気放電）保護ダイオードである。

低側ゲートドライバピンＤＲＶＬから出力された低側ゲート駆動信号がＨＩＧＨであるとき、トランジスタＱ４は低インピーダンス状態（ＯＮ）にあり、それによってノードＮｏｄｅ１６をグラウンドに接続してインダクタＬ４の磁界に保存されたエネルギーを増加させる。

上記したように、キャパシタＣ２７がブースト変換回路７０２０からの入力電圧信号ＶＧＡＴＥに接続されているため、キャパシタＣ２７はダイオードＤ１を介して、入力電圧信号ＶＧＡＴＥに等しい又は実質的に等しい電圧までチャージされる。

低側ゲートドライバピンＤＲＶＬから出力された低側ゲート駆動信号がＬＯＷであるとき、トランジスタＱ４は高インピーダンス状態（ＯＦＦ）にスイッチされ、高側ゲートドライバピンＤＲＶＨ（ピン８）は集積ゲートドライバＵ７内のブートストラップピンＢＳＴに内部接続される。その結果、トランジスタＱ１が低インピーダンス状態（ＯＮ）になり、そのためスイッチングノードＳＷＮをインダクタＬ４に接続する。

この場合、ノードＮｏｄｅ１５はブートストラップ電圧Ｖ（ＢＳＴ）＝Ｖ（ＶＧＡＴＥ）＋Ｖ（ＩＮＤＵＣＴＯＲ）まで上昇し、それにより、インダクタＬ４からの電圧にかかわらず（またはインダクタＬ４からの電圧から独立して）、トランジスタＱ１のゲート－ソース電圧が入力電圧信号ＶＧＡＴＥの電圧と等しく又は実質的に等しく（例えば、Ｖ（ＶＧＡＴＥ））なることが可能となる。第２のステージ７０６０はブースト回路であるため、ブートストラップ電圧はブースト電圧とも呼ばれ得る。

スイッチングノードＳＷＮ（Ｎｏｄｅ８）はインダクタ電圧に接続され、出力キャパシタＣ３６はチャージされて、第１のステージ７０４０から出力された電圧から実質的に独立している電圧出力信号ＣＯＩＬ＿ＯＵＴ（ヒータ３３６に出力される電圧）を生成する。

図８Ａおよび図８Ｂは、例示的実施形態による不燃性エアロゾル発生デバイス内のヒータを制御する方法を示す。

多くの不燃性デバイスは、使用前に有機材料（例えば、タバコ）を予熱することを用いる。予熱は、興味の対象である化合物が蒸発し始めて大人の操作者が付与した第１の負の圧力が適切な量と組成のエアロゾルを含む温度まで材料の温度を上げるために用いられる。

少なくとも１つの例示的実施形態では、印加されたエネルギーは予熱中にヒータを制御するベースとして用いられる。印加されたエネルギーを用いてヒータを制御することにより、大人の操作者が付与した第１の負の圧力の質および一貫性が向上する。他方、時間および温度は予熱を制御するベースとして一般的に用いられている。

図８Ａおよび図８Ｂの方法は、コントローラ２１０５で実行され得る。１つの実施例では、図８Ａおよび図８Ｂの方法は、コントローラ２１０５によって実行されるデバイスマネジャー有限状態機械（ＦＳＭ）ソフトウェア実行の一部として実行されてもよい。

図８Ａに示すようにこの方法は、Ｓ８０５において第１の目標予熱温度に基づいて第１の電力を印加することを含む。Ｓ８０５の例示的実施形態を、さらに図８Ｂに示す。

図８Ｂに示すように、コントローラは、カプセルがエアロゾル発生デバイスに挿入されたことを検出する。いくつかの例示的実施形態では、コントローラは、図１Ａから図１Ｃに示すドアに連結された開閉スイッチから信号を獲得する。他の例示的実施形態では、エアロゾル発生デバイスは、カプセル検出スイッチをさらに（または上記に代えて）含む。カプセル検出スイッチは、カプセルが適切に挿入されたか否かを検出する（例えば、カプセルが適切に挿入されると、カプセル検出スイッチが押圧される／閉じる）。カプセルが適切に挿入されると、コントローラは論理高レベルとして信号ＰＷＲ＿ＥＮ＿ＶＧＡＴＥ（図７Ａに示す）を生成し得る。さらにコントローラは、ヒータ連続性チェックを行うことにより、カプセルが挿入されて且つヒータの抵抗値が特定の範囲内（±２０％）にあると決定し得る。

カプセルが挿入された（スイッチによって検出されたように）後、および／またはエアロゾル発生デバイス１０がパワーオンになった（例えば、ボタン操作により）とき、ヒータ３３６は加熱エンジン制御回路からの低電力信号（－１Ｗ）を短期間（－５０ｍｓ）だけ印加され得、抵抗値はこのエネルギーのインパルスの間に、測定された電圧値および電流値から計算され得る。測定電圧値が特定の範囲（例えば、公称２１００ｍΩ±２０％）内に収まっている場合、カプセルは受容可能と考えられ、システムはエアロゾル発生に進み得る。

低電力および短期間は、カプセルの加熱を最小限にする（それによりエアロゾルの発生を阻止する）ことを意図している。

Ｓ８２５においてコントローラは、メモリから動作パラメータを獲得する。動作パラメータは、最大電力レベル（Ｐ_ｍａｘ）、最初の予熱温度、それに続く予熱温度、および予熱エネルギー閾値を特定する値を含み得る。動作パラメータは例えば、経験によるデータに基づいて予め決定されてもよいし、カプセルから得られた測定値（例えば、電圧および電流）に基づいて調整されてもよい。しかし例示的実施形態はこれらに限られない。動作パラメータは、マルチインスタンスデバイス用の場合、上記に加えて又は上記に代えて、後に続くインスタンス用の様々な最初の予熱温度を含んでもよい。コントローラは例えば、最初のインスタンス用の動作パラメータおよびそれに続く２回目のインスタンス用の動作パラメータを獲得してもよい。

Ｓ８３０においてコントローラは、エアロゾル発生デバイスに「ＯＮ」状態を表示させ得る。コントローラは、エアロゾル発生デバイスにビジュアルインジケータおよび／または触角フィードバックを生成させることにより「ＯＮ」状態を表示させてもよい。

Ｓ８３５においてコントローラは、予熱が開始されたか否かを決定する。いくつかの例示的実施形態では、コントローラは、コンシューマがボタンを押して予熱を開始したことを示すオンプロダクトコントロールからの入力を受け取ると、予熱を開始し得る。いくつかの例示的実施形態では、このボタンはエアロゾル発生デバイスをパワーオンにするボタンとは別であってもよく、他の例示的実施形態では、このボタンはエアロゾル発生デバイスをパワーオンにするボタンと同じであってもよい。他の例示的実施形態では、予熱は、空気流が閾値レベルより上であることを感知するなどの別の入力に基づいて開始されてもよい。他の例示的実施形態では、オンプロダクトコントロールによって、大人の操作者が１以上の温度プロファイル（各温度プロファイルがメモリに記憶された動作パラメータと関連している）を選択することが許可されてもよい。

予熱が開始されていないとコントローラが決定した場合、方法はＳ８８０に進み、ここでコントローラはオフタイマの時間が経過した否かを決定する。オフタイマの時間が経過していない場合、方法はＳ８３０に戻る。オフタイマの時間が経過したとコントローラが決定した場合、コントローラはＳ８８５でエアロゾル発生デバイスに「オフ」状態を表示させ、Ｓ８９０でパワーオフにする。オフタイマは、検出された空気流が閾値レベルより低くなったときに開始される。オフタイマは、ある時間（例えば、１５分間）に亘って作動状態がなかった場合に「オフ」状態を表示するために用いられる。しかし例示的実施形態は１５分に限られない。オフタイマの時間は例えば、２分でもよいし１０分でもよい。

Ｓ８３５で予熱が開始されたとコントローラが決定した場合（例えば、オンプロダクトコントロールからの入力を検出した場合）、コントローラは、オンプロダクトコントロールからの入力に関連する動作パラメータをメモリから獲得する。エアロゾル発生インスタンスがカプセルにとって最初のインスタンスではない実施例では、コントローラは、インスタンス番号に関連する動作パラメータを獲得してもよい。メモリは例えば、インスタンス番号に基づいて様々な温度目標（インスタンス番号ごとに異なる温度目標）を記憶し得、さらにインスタンス番号に基づいて予熱で用いる様々な目標エネルギーレベルを記憶し得る。

最初のインスタンスが起こるのは、コントローラが、カプセルが除去されて別のカプセルが挿入されたことを検出した後に初めて予熱アルゴリズムを開始するときである。従って、インスタンスがタイムアウトした場合（例えば、８分後）、またはコンシューマがインスタンス中にデバイスをオフにした場合、インスタンス番号がインクリメントする。

コントローラはＳ８４０で動作パラメータを獲得すると、エアロゾル発生デバイスに、予熱が開始されたことをエアロゾルインジケータを介して表示させる。

Ｓ８５０においてコントローラは、ヒータに対する最大使用可能電力までランプアップする（加熱エンジン制御回路２１２７に供給されたＶＧＡＴＥ、ＣＯＩＬ＿ＺおよびＣＯＩＬ＿Ｘ信号を介して）（例えば、コントローラは２００ｍｓ以内に１０Ｗの最大使用可能電力を供給する）。より詳細に述べると、コントローラは最大電力を要請するが、最大電力までランプアップすることにより、電源に対する瞬間的負荷を減少させる。ある例示的実施形態では、最大使用可能電力は、電池の能力に基づいた設定値であり、オーバーシュートを最小限にしてエアロゾル生成物質がヒータによって燃えないようにする値（即ち、エアロゾル生成物質を燃やすことなく投入できるエネルギーの最大値）である。最大使用可能電力は、経験に基づくエビデンスによって設定されてもよく、１０から１５Ｗの間でもよい。コントローラはＳ８５５で、ヒータの最初の目標予熱温度（例えば、３２０℃）に近づきつつあると決定するまで、最大使用可能電力を供給する。タバコを含むエアロゾル生成物質用の最初の目標予熱温度の例として３２０℃を用いているが、例示的実施形態はこれに限られないことを理解されたい。タバコを含むエアロゾル生成物質用の最初の目標予熱温度は例えば、４００℃未満であってもよく、例えば３５０℃であってもよい。さらに最初の目標予熱温度は、エアロゾル生成物質中の材料に基づく。コントローラは、ヒータ電圧測定回路からの測定電圧値（例えば、ＣＯＩＬ＿ＶＯＬ）および補償電圧測定回路からの測定電圧値を用いてヒータの温度を決定し得、ヒータ電流測定回路から測定電流値（例えば、ＣＯＩＬ＿ＲＴＮ＿Ｉ）を決定し得る。コントローラは、いずれの公知の様式でヒータ３３６の温度を決定してもよい（例えば、ヒータ３３６の抵抗値と温度との比較的直線的な関係に基づいて決定してもよい）。

さらにコントローラは、測定電流値ＣＯＩＬ＿ＲＴＮ＿Ｉと測定電圧値ＣＯＩＬ＿ＲＴＮとを用いてヒータ３３６の抵抗値であるヒータ抵抗値Ｒ_{Ｈｅａｔｅｒ}を決定し得る（例えば、オームの法則またはその他の公知の方法を用いることにより決定し得る）。例えば少なくともいくつかの例示的実施形態によると、コントローラは測定電圧値ＣＯＩＬ＿ＲＴＮ（または補償電圧値ＶＣＯＭＰ）を測定電流値ＣＯＩＬ＿ＲＴＮ＿Ｉで除算してヒータ抵抗値Ｒ_{Ｈｅａｔｅｒ}を算出し得る。

いくつかの例示的実施形態では、抵抗値の計算用に測定コンタクトで測定された測定電圧値ＣＯＩＬ＿ＲＴＮが温度制御に用いられ得る。

コントローラ２１０５は例えば、以下の式を用いて温度を決定（即ち、推定）し得る。
Ｒ_{Ｈｅａｔｅｒ}＝Ｒ_０[１＋α（Ｔ－Ｔ_０）]
上記式において、αはヒータの材料の抵抗（ＴＣＲ）値の温度係数であり、Ｒ_０は開始抵抗値であり、Ｔ_０は開始温度であり、Ｒ_{Ｈｅａｔｅｒ}は現在の抵抗決定値であり、Ｔは推定温度である。

開始抵抗値Ｒ_０は、最初の予熱中、コントローラ２１０５によってメモリ２１３０に記憶される。より特定すると、ヒータ３３６に印加された電力が、温度計算に対する測定誤差の影響が少ない値に達したとき、コントローラ２１０５は開始抵抗値Ｒ_０を測定し得る。コントローラ２１０５は例えば、ヒータ３３６に供給された電力が１Ｗである（抵抗測定誤差が約１％未満である）ときに、開始抵抗値Ｒ_０を測定し得る。

開始温度Ｔ_０は、コントローラ２１０５が開始抵抗値Ｒ_０を測定したときの周囲温度である。コントローラ２１０５は、開始温度Ｔ_０を測定するオンボードサーミスタまたは任意の温度測定デバイスを用いて開始温度Ｔ_０を決定し得る。

少なくとも１つの例示的実施形態によると、ヒータ電流測定回路２１２５８およびヒータ電圧測定回路２１２５２による測定を行うために１０ｍｓ（ミリ秒）の測定間隔が用いられ得る（なぜなら、これが最大のサンプリングレートであるから）。しかし少なくとも１つの他の例示的実施形態では、抵抗に基づくヒータ測定には１ｍｓの測定間隔（システムのティックレート）を用いてもよい。

他の例示的実施形態では、ヒータ温度値の決定は、決定された抵抗値に基づいてルックアップテーブル（ＬＵＴ）からヒータ温度値を獲得することを含み得る。いくつかの例示的実施形態では、開始抵抗値に対する抵抗値の変化によってインデックスをつけられたＬＵＴを用いてもよい。

ＬＵＴは、複数のヒータ抵抗値のそれぞれに対応する複数の温度値を保存し得、得られたヒータ温度値は、ＬＵＴに保存された複数の温度値のうち、決定された抵抗値に対応する温度値であり得る。

さらにエアロゾル発生デバイス１０は、複数のヒータ抵抗値をインデックスとして保存するルックアップテーブル（ＬＵＴ）を保存（例えば、メモリ２１３０内に）し得、上記インデックスは、それぞれに対応する複数のヒータ温度値用のインデックスであって、これもまたＬＵＴに保存されている。その結果、コントローラは、前回決定したヒータ抵抗値Ｒ_{Ｈｅａｔｅｒ}をＬＵＴのインデックスとして用いて、ヒータ３３６の現在の温度を推定することにより、ＬＵＴ内に保存されたヒータ温度の中から対応するヒータ温度Ｔを特定し得る（例えば、調べ得る）。

最初の目標予熱温度に近づきつつあるとコントローラが一旦決定すると、コントローラはＳ８５５でヒータに印加する電力を中間の電力レベルまで下げ初めることにより、温度オーバーシュートを回避する。

比例－積分－微分（ＰＩＤ）コントローラ（図９に示す）は、誤差信号（即ち、目標温度－現在の決定温度）に基づいて比例制御を行う。従って、誤差信号がゼロに向かって減少しているときに、コントローラ２１０５は印加する電力を下げ始める（これは、大部分はＰＩＤコントローラの比例項（Ｐ）によって制御されるが、積分項（Ｉ）と微分項も貢献している）。

Ｐ値、Ｉ値およびＤ値は、オーバーシュート、レイテンシーおよび定常誤差のバランスを互いに取り、ＰＩＤコントローラがいかにしてその出力を調整するかを制御する。Ｐ値、Ｉ値およびＤ値は経験に由来するものであってもよいし、シミュレーションによるものであってもよい。

図９は、少なくともいくつかの例示的実施形態による温度加熱エンジン制御アルゴリズムを示すブロック図である。

図９に示すように、温度加熱エンジン制御アルゴリズム９００は、ＰＩＤコントローラ９７０を用いて、加熱エンジン制御回路２１２７に印加する電力量を制御し、それによって所望の温度を達成する。例えば以下により詳細に述べるように、いくつかの例示的実施形態によると、温度加熱エンジン制御アルゴリズム９００は、決定された温度値９７４（例えば、上記したように決定された）を獲得することと、目標温度値（例えば、目標温度９７６）をメモリ２１３０から獲得することと、決定されたヒータ温度値と目標温度値とに基づいてＰＩＤコントローラ（例えば、ＰＩＤコントローラ９７０）によってヒータに供給する電力レベルを制御することとを含む。

さらに少なくともいくつかの例示的実施形態によると、目標温度９７６は、ＰＩＤコントローラ９７０によって制御されるＰＩＤ制御ループ内でセットポイント（即ち、温度セットポイント）として作用する。

その結果、ＰＩＤコントローラ９７０は、電力制御信号９７２のレベルを連続的に訂正し、それにより電力レベル設定動作９４４によって加熱エンジン制御回路２１２７に出力される電力波形９３０（即ち、ＣＯＩＬ＿ＸおよびＣＯＩＬ＿Ｚ）を制御する。この制御は、目標温度９７６と決定された温度９７４との差（例えば、差の大きさ）が減少するか又は最小限になるように行われる。目標温度９７６と決定された温度９７４との差は、ＰＩＤコントローラ９７０が減少させようとする又は最小限にしようとする誤差値であると考えることもできる。

例えば少なくともいくつかの例示的実施形態によると、電力レベル設定動作９４４は、電力波形９３０のレベルが電力制御信号９７２によって制御されるように、電力波形９３０を出力する。加熱エンジン制御回路２１２７は、電源１２３４によってヒータ３３６に供給される電力量を、加熱エンジン制御回路２１２７に出力された電力レベル波形の電力レベルの大きさの増加または減少に比例するように、増加または減少させる。その結果、ＰＩＤコントローラ９７０は電力制御信号９７２を制御することにより、ヒータ３３６に供給される電力レベルを制御する（例えば、電源１２３４により制御する）。この制御は、目標温度値（例えば、目標温度９７６）と決定された温度値（例えば、決定された温度９７４）との差の大きさが減少するか又は最小限になるように行われる。

少なくともいくつかの例示的実施形態によると、ＰＩＤコントローラ９７０は、公知のＰＩＤ制御方法に従って動作し得る。少なくともいくつかの例示的実施形態によると、ＰＩＤコントローラ９７０は、比例項（Ｐ）と積分項（Ｉ）と微分項（Ｄ）のうち２以上の項を生成し得る。ＰＩＤコントローラ９７０は、これら２以上の項を用いて、公知の方法に従って電力制御信号９７２を調整または訂正し得る。いくつかの例示的実施形態では、最初の予熱相とそれに続く予熱相とに同じＰＩＤ設定を用いてもよい。

別の例示的実施形態では、各相に異なるＰＩＤ設定を用いてもよい（例えば、最初の予熱用の温度目標とそれに続く予熱用の温度目標が実質的に異なる場合）。

図１０は、ＰＩＤコントローラ９７０が、電力レベル動作９４４に供給された電力制御信号９７２を連続的に訂正している間、電力波形９３０のレベルが経時的にどのように変化し得るかの例を示す。図１０は、温度およびエネルギーがそれぞれの閾値に到達するときに電力波形９３０のレベルがどのように変化し得るかの例を示す。図１０の電力は、ＣＯＩＬ＿ＶＯＬ＊ＣＯＩＬ＿ＣＵＲである。図１０では、温度がセットポイントに近づくと、ＰＩＤループが印加電力を最大電力Ｐ_ｍａｘから下げ始める。このことが目標温度のオーバーシュートを減少させる。

図１０について以下にさらに詳細に述べる。

図８Ａに示すように、コントローラはＳ８１０において、第１の電力印加の一部としてヒータに送達された推定エネルギーを決定する。

図８Ｂに示し上記したように、コントローラはＳ８５５において、ヒータに供給する電力を制御する。Ｓ８６０においてコントローラは、ヒータに印加された推定エネルギーが予熱エネルギー閾値に達したか否かを決定する。より特定すると、コントローラは、予熱を開始してからヒータに送達された電力を積分する（またはサンプルを合計する）ことにより、ヒータに送達されたエネルギーを推定する。ある例示的実施形態では、コントローラは、ヒータに印加された電力（電力＝ＣＯＩＬ＿ＶＯＬ＊ＣＯＩＬ＿ＣＵＲ）を１ミリ秒ごとに決定し、決定した電力を積分（または合計）の一部として用いる。

予熱エネルギー閾値にまだ達していないとコントローラが決定した場合、方法はＳ８５５に進み、ここでヒータの予熱プロセスの一部として電力がヒータに供給される。

印加されたエネルギーが予熱エネルギー閾値（例えば、７５Ｊ）に達したとコントローラが決定した場合、コントローラはＳ８６５で、エアロゾル発生デバイスに、エアロゾルインジケータを介して予熱完了指示を出力させる。

図８Ａおよび図８Ｂに示すように、コントローラは、予熱エネルギー閾値が達成されると、Ｓ８１５において第２の電力をヒータに印加する。第２の電力は、第１の電力より小さい。

コントローラは、ヒータの最初の目標予熱温度を次の予熱温度（例えば、３００℃）に変更し、従って図９に示す温度制御アルゴリズムを用いて入力電力を第２の電力まで下げる。次の予熱温度は、経験によるデータに基づいてもよく、最初の目標予熱温度より低くてもよい。いくつかの例示的実施形態では、次の予熱温度は、デバイス内にカプセルがある状態でデバイスに負の圧力を付与した回数に基づき得る。

図８Ｂおよび図１０は、次の予熱温度目標まで予熱することを示しているが、大人の操作者は、最初の予熱温度目標に達した後にエアロゾル発生を開始してもよい。より特定すると、コントローラ２１０５は、大人の操作者によって負の圧力が付与されたことが検出され、且つ最初の予熱温度目標に達したときに、エアロゾル発生を開始し得る（即ち、ヒータがエアロゾルを製造するに十分な温度に達するようにヒータに電力を供給する）。

予熱エネルギー閾値は、経験によるデータに基づいて決定されてもよく、圧力閾値よりも高い負の圧力が付与されたときに所望の／選択された量のエアロゾルを生成するに十分なエネルギーであると決定されてもよい。

Ｓ８７５において、大人の操作者はエアロゾル発生デバイスに負の圧力を付与し得る。エアロゾル発生デバイスはこれに呼応して、カプセル内のエアロゾル前の物質を加熱してエアロゾルを発生させる。

印加したエネルギーを、ヒータ及び／又は加熱中の温度を制御する要因として用いることにより、感覚的経験とエネルギー効率が向上し、その結果、電池パワーが保存される。

図１０は、図８Ａおよび図８Ｂに示す方法のタイミング図である。Ｔ_１において、予熱が開始され、コントローラは電力を増加させることにより、ヒータに第１の電力を印加する。第１の電力は本実施例では、最大電力Ｐ_ｍａｘである。Ｔ_２において、ヒータが最初の予熱温度Ｔｅｍｐ１に近づきつつあるとコントローラが決定し（ＰＩＤ制御ループ内の誤差信号の低下による）、印加する電力をＰ_ｍａｘから中間電力Ｐ_ｉｎｔに下げ始めることにより、温度オーバーシュートを回避する。中間電力Ｐ_ｉｎｔへの低下は、少なくとも２つの間隔Ｉｎｔ１およびＩｎｔ２を含む。コントローラは電力を、間隔Ｉｎｔ２中のレートよりも速いレートで（即ち、より大きいスロープで）下げる。間隔Ｉｎｔ２はより変化の割合が小さく、それにより、最初の予熱温度Ｔｅｍｐ１に達したとコントローラが決定するのと実質的に同時に、中間電力Ｐ_ｉｎｔに達することが可能となる。予熱に用いられるＰＩＤ設定は、間隔Ｉｎｔ１およびＩｎｔ２の両方に対して同じ（例えば、Ｐ＝１００、Ｉ＝０．２５、且つＤ＝０）であってよい。間隔Ｉｎｔ１およびＩｎｔ２中に電力印加が変化するのは、温度誤差信号が低下した結果である。

Ｔ_３においてコントローラは、最初の予熱温度Ｔｅｍｐ１に達したと決定する。Ｔ_４においてコントローラは、印加されたエネルギーが予熱エネルギー閾値に達したと決定し、電力を第２の電力Ｐ２まで下げることにより、ヒータの温度を次の予熱温度Ｔｅｍｐ２に維持する。

中間電力Ｐ_ｉｎｔから第２の電力Ｐ_２への遷移は、２つの間隔Ｉｎｔ３およびＩｎｔ４を含む。Ｉｎｔ３においてコントローラは、第１のスロープで電力を下げる。Ｉｎｔ４においてコントローラは、第１のスロープの大きさより小さい大きさのスロープで電力を上げる。電力がＰ_ｄｉｐであるときにコントローラは間隔Ｉｎｔ４を開始する。Ｐ_ｄｉｐは第２の電力Ｐ_２より小さい。

本明細書に多くの例示的実施形態を記載してきたが、他のバリエーションも可能であることを理解されたい。このようなバリエーションは本開示の思想および範囲から逸脱するものと考えるべきではなく、当業者に明らかなすべての変更は以下の請求の範囲に含まれることを意図する。

Claims (21)

1. 不燃性エアロゾル発生デバイス内のヒータを制御するシステムであって、
   コンピュータ読み取り可能命令を記憶するメモリと、
   前記コンピュータ読み取り可能命令を実行して前記不燃性エアロゾル発生デバイスに、 第１の予熱温度に基づいて前記ヒータに第１の電力を印加することと、
   前記第１の電力の印加中に前記ヒータに印加された推定エネルギーを決定することと、
   前記推定エネルギーと、エネルギー閾値と、第２の予熱温度とに基づいて前記ヒータに、前記第１の電力より小さい第２の電力を印加することと、
   をさせるように構成されたコントローラと、
   を含むシステム。
2. 前記第１の予熱温度および第２の予熱温度は３２０℃以下である、請求項１に記載のシステム。
3. 前記コントローラは、前記不燃性エアロゾル発生デバイスに、前記第１の電力が印加される前に、前記第１の電力と前記第１の予熱温度と前記第２の予熱温度と前記エネルギー閾値とに対応する値を獲得させるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
4. 前記コントローラは、前記不燃性エアロゾル発生デバイスに、第１のインスタンス用の値と、第２のインスタンス用の値とを獲得させるように構成されており、前記第１の電力と前記第１の予熱温度と前記第２の予熱温度と前記エネルギー閾値とに対応する前記値は、前記第１のインスタンス用である、請求項３に記載のシステム。
5. 前記コントローラは、前記不燃性エアロゾル発生デバイスに、前記推定エネルギーが前記エネルギー閾値より大きいか否かを決定させるように構成されており、前記推定エネルギーが前記エネルギー閾値より大きいときに、前記第２の電力の印加によって前記第２の電力が前記ヒータに印加される、請求項１に記載のシステム。
6. 前記コントローラは、前記不燃性エアロゾル発生デバイスに、前記第２の電力が印加されたときに、ヒューマンマシンインターフェースを用いてインジケータを出力させるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
7. 前記ヒータに接続された第１のコンタクトポイントにおける第１の電圧を測定するように構成された電圧測定回路と、
   第２のコンタクトポイントにおける第２の電圧を測定するように構成された補償電圧測定回路と、
   をさらに含み、
   前記コントローラは、前記不燃性エアロゾル発生デバイスに、前記第１の電圧および前記第２の電圧に基づいて前記ヒータに印加された前記推定エネルギーを決定させるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
8. 前記コントローラは、前記不燃性エアロゾル発生デバイスに、前記第２の電圧に基づいて前記第１の電力を調整させるように構成されている、請求項７に記載のシステム。
9. 不燃性エアロゾル発生デバイスであって、
   前記不燃性エアロゾル発生デバイスに、
   第１の予熱温度に基づいてヒータに第１の電力を印加することと、
   前記第１の電力の印加中に前記ヒータに印加された推定エネルギーを決定することと、
   前記推定エネルギーと、エネルギー閾値と、第２の予熱温度とに基づいて前記ヒータに、前記第１の電力より小さい第２の電力を印加することと、
   をさせるように構成された回路、
   を含む、不燃性エアロゾル発生デバイス。
10. 前記回路は、前記不燃性エアロゾル発生デバイスに、前記第１の電力が印加される前に、前記第１の電力と前記第１の予熱温度と前記第２の予熱温度と前記エネルギー閾値とに対応する値を獲得させるように構成されている、請求項９に記載の不燃性エアロゾル発生デバイス。
11. 前記回路は、前記不燃性エアロゾル発生デバイスに、第１のインスタンス用の値と、第２のインスタンス用の値とを獲得させるように構成されており、前記第１の電力と前記第１の予熱温度と前記第２の予熱温度と前記エネルギー閾値とに対応する前記値は、前記第１のインスタンス用である、請求項１０に記載の不燃性エアロゾル発生デバイス。
12. 前記回路は、前記不燃性エアロゾル発生デバイスに、前記第１の電力が印加されたときに、ヒューマンマシンインターフェースを用いてインジケータを出力させるように構成されている、請求項９に記載の不燃性エアロゾル発生デバイス。
13. 前記回路は、前記不燃性エアロゾル発生デバイスに、前記推定エネルギーが前記エネルギー閾値より大きいか否かを決定させるように構成されており、前記推定エネルギーが前記エネルギー閾値より大きいときに、前記第２の電力の印加によって前記第２の電力が前記ヒータに印加される、請求項９に記載の不燃性エアロゾル発生デバイス。
14. 前記回路は、前記不燃性エアロゾル発生デバイスに、前記第２の電力が印加されたきに、ヒューマンマシンインターフェースを用いてインジケータを出力させるように構成されている、請求項９に記載の不燃性エアロゾル発生デバイス。
15. 前記ヒータに接続された第１のコンタクトポイントにおける第１の電圧を測定するように構成された電圧測定回路と、
    第２のコンタクトポイントにおける第２の電圧を測定するように構成された補償電圧測定回路と、
    をさらに含み、
    前記回路は、前記不燃性エアロゾル発生デバイスに、前記第１の電圧および前記第２の電圧に基づいて前記ヒータに印加された前記推定エネルギーを決定させるように構成されている、請求項９に記載の不燃性エアロゾル発生デバイス。
16. 前記回路は、前記不燃性エアロゾル発生デバイスに、前記第２の電圧に基づいて前記第１の電力を調整させるように構成されている、請求項１５に記載の不燃性エアロゾル発生デバイス。
17. 前記ヒータを含む除去可能カプセルをさらに含み、前記除去可能カプセルは前記カプセルの長手方向軸に沿って空気流を方向付けるように構成されている、請求項９に記載の不燃性エアロゾル発生デバイス。
18. 不燃性エアロゾル発生デバイス内のヒータを制御するシステムであって、
    コンピュータ読み取り可能命令を記憶するメモリと、
    前記コンピュータ読み取り可能命令を実行して前記不燃性エアロゾル発生デバイスに、 第１の予熱温度に基づいて前記ヒータに第１の電力を印加することと、
    一定期間に亘る前記第１の電力の印加中に前記ヒータに印加された電圧と前記ヒータに印加された電流とを決定することと、
    前記一定期間中に前記ヒータに印加された前記電圧および前記ヒータに印加された前記電流と、閾値と、第２の予熱温度とに基づいて前記ヒータに、前記第１の電力より小さい第２の電力を印加することと、
    をさせるように構成されたコントローラと、
    を含むシステム。
19. 前記コントローラは、前記不燃性エアロゾル発生デバイスに、前記第１の電力が印加される前に、前記第１の電力と前記第１の予熱温度と前記第２の予熱温度と前記閾値とに対応する値を獲得させるように構成されている、請求項１８に記載のシステム。
20. 前記コントローラは、前記不燃性エアロゾル発生デバイスに、第１のインスタンス用の値と、第２のインスタンス用の値とを獲得させるように構成されており、前記第１の電力と前記第１の予熱温度と前記第２の予熱温度と前記閾値とに対応する前記値は、前記第１のインスタンス用である、請求項２０に記載のシステム。
21. 前記コントローラは、前記不燃性エアロゾル発生デバイスに、
    前記第１の電力の印加中に前記ヒータに印加された電圧および前記ヒータに印加された電流の積の合計を決定することと、
    前記合計が前記閾値より大きいか否かを決定することと、
    をさせるように構成されており、
    前記合計が前記閾値より大きいときに、前記第２の電力の印加によって前記第２の電力が前記ヒータに印加される、請求項１８に記載のシステム。