JP2024524896A - Aerosol forming device and inhalation detection method thereof, computer storage medium - Google Patents
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Abstract
本発明は、エアロゾル形成装置及びその吸入検出方法、コンピュータ記憶媒体を開示する。当該吸入検出方法は、以下を含む。即ち、エアロゾル形成装置の発熱体におけるその時点の温度検出値を取得し、前記その時点の温度検出値及びプリセットされた目標温度に基づきＰＷＭ信号のその時点のデューティ比を決定することで、前記発熱体のその時点の発熱パワーを調節する。また、ＰＷＭ信号のデューティ比を取得し、前記ＰＷＭ信号のデューティ比に基づいて、その時点における吸入動作の発生有無を特定する。且つ、霧化過程における総吸入回数を統計し、前記総吸入回数が閾値に達したときには、前記エアロゾル形成装置を停止状態とするよう制御する。【選択図】図１The present invention discloses an aerosol generating device, an inhalation detection method thereof, and a computer storage medium. The inhalation detection method includes the following: A temperature detection value at a given time in a heating element of the aerosol generating device is obtained, and a duty ratio of a PWM signal at that time is determined based on the temperature detection value at that time and a preset target temperature, thereby adjusting the heating power of the heating element at that time. Also, a duty ratio of a PWM signal is obtained, and whether or not an inhalation operation has occurred at that time is determined based on the duty ratio of the PWM signal. Also, a total number of inhalations during the atomization process is recorded, and when the total number of inhalations reaches a threshold value, the aerosol generating device is controlled to be stopped. [Selected Figure] Figure 1
Description
本発明は、霧化機器の分野に関し、特に、エアロゾル形成装置及びその吸入検出方法、コンピュータ記憶媒体に関する。 The present invention relates to the field of atomization devices, and in particular to an aerosol forming device and an inhalation detection method thereof, and a computer storage medium.
非燃焼・加熱機器（ＨＮＢ，ｈｅａｔ ｎｏｔ ｂｕｒｎｉｎｇ）は、加熱装置にエアロゾル発生基質（処理済みのタバコ葉製品）を組み合わせた複合機器である。外部の加熱装置は、エアロゾル発生基質がベイパーを発生し得るが燃焼するには不十分な温度（２００～３５０℃）まで高温で加熱する。これにより、タバコ葉を燃焼させないことを前提に、エアロゾル発生基質に乾燥タバコの香りを放出させる。火をつけて吸入する場合、温度は３５０～６００℃の間に達するが、温度がこの区間に達するだけで、燃焼により、例えば、一酸化炭素、ニコチン等のアルカロイド、アミン系、ニトリル系、アルコール系、フェノール系、アルカン、アルデヒド系、窒素酸化物等の非常に多くの有害物質が発生する。一方、非燃焼・加熱方式の場合、温度は３００℃程度となり、明らかな火は発生しないため、有害物質が大幅に減少する。ＨＮＢは、従来のシガレットを直接燃焼させる代わりに、低温ベーキングによる加熱を採用しており、世界中のますます多くの喫煙者から絶大な支持を受けつつある。これは、世界のタバコ業界における新たなアップグレードの方向を示している。 A non-burning/heating device (HNB) is a composite device that combines a heating device with an aerosol-generating substrate (treated tobacco leaf product). The external heating device heats the aerosol-generating substrate to a high temperature (200-350°C) that can generate vapor but is insufficient for combustion. This allows the aerosol-generating substrate to release the aroma of dried tobacco without burning the tobacco leaves. When lit and inhaled, the temperature reaches between 350-600°C, but even if the temperature reaches this range, a large number of harmful substances are generated by combustion, such as carbon monoxide, alkaloids such as nicotine, amines, nitriles, alcohols, phenols, alkanes, aldehydes, and nitrogen oxides. On the other hand, in the case of the non-burning/heating method, the temperature is about 300°C and no obvious fire is generated, so harmful substances are greatly reduced. Instead of the direct combustion of traditional cigarettes, HNBs use low-temperature baking for heating, and are gaining overwhelming support from more and more smokers around the world, marking a new upgrading direction for the global tobacco industry.
エアロゾル形成装置の霧化過程（例えば、ユーザが１本吸う過程）では、ユーザの違いによって吸入頻度が異なることから、霧化過程全体における総吸入回数（吸入数）もユーザの違いによって異なる。これに対し、従来技術では、毎回の吸入及び総吸入回数のいずれについても検出や記録を行わないため、エアロゾル形成基質（例えば、タバコスティック）中の揮発性化合物の放出が完了していたとしても、ユーザは速やかに知ることができず、ユーザエクスペリエンスに影響を及ぼしている。 During the atomization process of an aerosol-forming device (e.g., the process in which a user takes a puff), the inhalation frequency differs depending on the user, and therefore the total number of inhalations (number of inhalations) during the entire atomization process also differs depending on the user. In contrast, the conventional technology does not detect or record either each inhalation or the total number of inhalations, so that even if the release of the volatile compounds in the aerosol-forming substrate (e.g., a tobacco stick) is completed, the user cannot know immediately, which affects the user experience.
本発明は、従来技術では吸入動作ごとの検出及び総吸入回数の記録が不可能であるとの点を解決しようとする技術的課題とする。 The technical problem of the present invention is that it is impossible with conventional technology to detect each inhalation action and record the total number of inhalations.
本発明が技術的課題を解決するために採用する技術方案は、以下の通りである。 The technical solutions adopted by the present invention to solve the technical problems are as follows:
エアロゾル形成装置の吸入検出方法を構成する。当該方法は、霧化過程において以下のステップを行うことを特徴とする。 This invention constitutes a method for detecting inhalation of an aerosol generating device. The method is characterized by carrying out the following steps during the atomization process.
エアロゾル形成装置の発熱体におけるその時点の温度検出値を取得し、前記その時点の温度検出値及びプリセットされた目標温度に基づきＰＷＭ信号のその時点のデューティ比を決定することで、前記発熱体のその時点の発熱パワーを調節する。 The temperature detection value at that time of the heating element of the aerosol forming device is obtained, and the duty ratio of the PWM signal at that time is determined based on the temperature detection value at that time and a preset target temperature, thereby adjusting the heating power of the heating element at that time.
ＰＷＭ信号のデューティ比を取得し、前記ＰＷＭ信号のデューティ比に基づいて、その時点における吸入動作の発生有無を特定する。 The duty ratio of the PWM signal is obtained, and based on the duty ratio of the PWM signal, it is determined whether or not an inhalation action is occurring at that time.
霧化過程における総吸入回数を統計し、前記総吸入回数が閾値に達したときには、前記エアロゾル形成装置を停止状態とするよう制御する。 The total number of inhalations during the atomization process is counted, and when the total number of inhalations reaches a threshold value, the aerosol generating device is controlled to stop.
好ましくは、上記の前記ＰＷＭ信号のデューティ比に基づきその時点における吸入動作の発生有無を特定する際には、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を濾波し、濾波後のデューティ比を微分することで、前記デューティ比の変動率を取得すること、前記変動率が第１プリセット値よりも大きい場合には、吸入動作が発生したと特定すること、前記変動率が第１プリセット値以下の場合には、吸入動作が発生していないと特定すること、を含む。 Preferably, when determining whether or not an inhalation action has occurred at that time based on the duty ratio of the PWM signal, the duty ratio of the PWM signal is filtered, and the filtered duty ratio is differentiated to obtain a fluctuation rate of the duty ratio, and if the fluctuation rate is greater than a first preset value, it is determined that an inhalation action has occurred, and if the fluctuation rate is equal to or less than the first preset value, it is determined that an inhalation action has not occurred.
好ましくは、上記の霧化過程における総吸入回数を統計する際には、加熱開始信号を受信したときに前記総吸入回数を初期化すること、霧化過程において、吸入動作の発生を特定した場合、前記総吸入回数を更新すること、を含む。 Preferably, when the total number of inhalations during the above-mentioned atomization process is collected, the total number of inhalations is initialized when a heating start signal is received, and the total number of inhalations is updated when an inhalation action is identified during the atomization process.
好ましくは、エアロゾル形成装置の発熱体におけるその時点の温度検出値を取得したあと、更に、前記発熱体の冷間・暖機状態に基づき、前記その時点の温度検出値について補償処理を行うことを含む。 Preferably, after obtaining the temperature detection value at that time of the heating element of the aerosol forming device, compensation processing is further performed on the temperature detection value at that time based on the cold/warm-up state of the heating element.
且つ、上記の前記その時点の温度検出値及びプリセットされた目標温度に基づきＰＷＭ信号のその時点のデューティ比を決定する際には、補償処理後のその時点の温度検出値及びプリセットされた目標温度に基づきＰＷＭ信号のその時点のデューティ比を決定することを含む。 In addition, when determining the duty ratio of the PWM signal at that time based on the temperature detection value at that time and the preset target temperature, this includes determining the duty ratio of the PWM signal at that time based on the temperature detection value at that time after compensation processing and the preset target temperature.
好ましくは、前記プリセットされた目標温度は時間に関連する。且つ、前記プリセットされた目標温度は、第１段階において、時間の経過に伴って初期温度から第１プリセット温度まで上昇し、第２段階において、前記第１プリセット温度から第２プリセット温度まで低下し、第３段階において、前記第２プリセット温度で安定する。前記第２プリセット温度は前記第１プリセット温度よりも低い。 Preferably, the preset target temperature is time-related. And, in a first stage, the preset target temperature increases over time from an initial temperature to a first preset temperature, in a second stage, decreases from the first preset temperature to a second preset temperature, and in a third stage, stabilizes at the second preset temperature. The second preset temperature is lower than the first preset temperature.
好ましくは、前記第１段階の時間は２０秒よりも短く、前記第２段階の時間は２０秒よりも長く、前記第３段階の時間は２００～６００秒である。 Preferably, the duration of the first stage is less than 20 seconds, the duration of the second stage is greater than 20 seconds, and the duration of the third stage is between 200 and 600 seconds.
好ましくは、更に、その時点の環境温度検出値を取得し、前記その時点の環境温度検出値に基づき、前記第２プリセット温度について補償処理を行うことを含む。 Preferably, the method further includes acquiring the detected ambient temperature at that time and performing compensation processing for the second preset temperature based on the detected ambient temperature at that time.
本発明は、更に、制御モジュール、発熱体、電源と前記発熱体の間に接続される電子スイッチ、前記発熱体の温度を検出するための検出モジュールを含むエアロゾル形成装置を構成する。前記制御モジュールは、前記発熱体におけるその時点の温度検出値を取得し、前記その時点の温度検出値及びプリセットされた目標温度に基づきＰＷＭ信号のその時点のデューティ比を決定するとともに、前記電子スイッチに前記ＰＷＭ信号を出力することで、前記発熱体のその時点の発熱パワーを調節するために用いられる温度制御ユニットと、ＰＷＭ信号のデューティ比を取得し、前記ＰＷＭ信号のデューティ比に基づいて、その時点における吸入動作の発生有無を特定するために用いられる吸入検出ユニットと、霧化過程における総吸入回数を統計し、前記総吸入回数が閾値に達したときに前記エアロゾル形成装置を停止状態とするよう制御するために用いられる停止制御ユニット、を含む。 The present invention further provides an aerosol forming device including a control module, a heating element, an electronic switch connected between a power source and the heating element, and a detection module for detecting the temperature of the heating element. The control module includes a temperature control unit used to adjust the heating power of the heating element at that time by acquiring a temperature detection value of the heating element at that time, determining a duty ratio of a PWM signal at that time based on the temperature detection value at that time and a preset target temperature, and outputting the PWM signal to the electronic switch, an inhalation detection unit used to acquire the duty ratio of a PWM signal and determine whether or not an inhalation operation has occurred at that time based on the duty ratio of the PWM signal, and a stop control unit used to collect statistics on the total number of inhalations during the atomization process and control the aerosol forming device to be in a stopped state when the total number of inhalations reaches a threshold value.
好ましくは、前記吸入検出ユニットは、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を濾波するために用いられる濾波サブユニットと、濾波後のデューティ比を微分することで、前記デューティ比の変動率を取得するために用いられる微分サブユニットと、前記変動率が第１プリセット値よりも大きい場合には吸入動作が発生したと特定し、前記変動率が第１プリセット値以下の場合には吸入動作が発生していないと特定するために用いられる特定サブユニット、を含む。 Preferably, the inhalation detection unit includes a filtering subunit used to filter the duty ratio of the PWM signal, a differentiation subunit used to obtain the rate of change of the duty ratio by differentiating the filtered duty ratio, and an identification subunit used to determine that an inhalation action has occurred if the rate of change is greater than a first preset value, and to determine that an inhalation action has not occurred if the rate of change is equal to or less than the first preset value.
好ましくは、前記停止制御ユニットは、加熱開始信号を受信したときに前記総吸入回数を初期化し、霧化過程において吸入動作の発生を特定した場合に前記総吸入回数を更新するために用いられる統計サブユニットと、前記総吸入回数が閾値に達したときに、前記エアロゾル形成装置を停止状態とするよう制御するために用いられる制御サブユニット、を含む。 Preferably, the stop control unit includes a statistical subunit used to initialize the total number of inhalations when a heating start signal is received and to update the total number of inhalations when an inhalation action is identified during the atomization process, and a control subunit used to control the aerosol forming device to be stopped when the total number of inhalations reaches a threshold value.
本発明は、更に、エアロゾル形成装置を構成する。当該装置は、エアロゾル形成基質を加熱することでエアロゾルを形成するよう構成される少なくとも１つの発熱素子を含むヒータと、前記発熱素子に電力を供給するために用いられる電源と、メモリ及びプロセッサを含み、前記メモリにはコンピュータプログラムが記憶されており、前記プロセッサが、前記コンピュータプログラムを実行する際に、上記で述べたエアロゾル形成装置の吸入検出方法を実現する制御回路、を含む。 The present invention further provides an aerosol-forming device. The device includes a heater including at least one heating element configured to heat an aerosol-forming substrate to form an aerosol, a power source used to supply power to the heating element, a memory, and a processor, the memory storing a computer program, and a control circuit that, when the processor executes the computer program, realizes the inhalation detection method of the aerosol-forming device described above.
本発明は、更に、メモリ及びプロセッサを含むエアロゾル形成装置を構成する。前記メモリには少なくとも１つのプログラム命令が記憶されている。前記プロセッサは、前記少なくとも１つのプログラム命令をロードして実行することで、上記いずれかで述べた吸入検出方法を実現する。 The present invention further provides an aerosol forming device including a memory and a processor. At least one program instruction is stored in the memory. The processor loads and executes the at least one program instruction to realize any of the inhalation detection methods described above.
本発明は、更に、コンピュータ記憶媒体を構成する。前記コンピュータ記憶媒体にはコンピュータプログラム命令が記憶されている。前記コンピュータプログラム命令は、プロセッサにより実行される際に、上記で述べたエアロゾル形成装置の吸入検出方法を実現する。 The present invention further comprises a computer storage medium. The computer storage medium has stored therein computer program instructions. The computer program instructions, when executed by a processor, realize the inhalation detection method of the aerosol forming device described above.
本発明は、更に、エアロゾル形成装置に応用される制御回路を構成する。前記制御回路は、上記で述べたエアロゾル形成装置の吸入検出方法を実行するように構成されることを特徴とする。 The present invention further provides a control circuit applied to an aerosol forming device. The control circuit is configured to execute the inhalation detection method of the aerosol forming device described above.
本発明の技術方案を実施する場合には、ＰＷＭ方式でエアロゾル形成装置の発熱体の温度を制御する際に、ＰＷＭ信号のデューティ比を検出することでユーザの吸入動作を識別可能である。そして、霧化過程における総吸入回数をカウントし、総吸入回数が閾値に達したときに停止するよう自動制御する。これにより、電力消費を低下させられるだけでなく、ユーザエクスペリエンスも向上する。 When implementing the technical solution of the present invention, when controlling the temperature of the heating element of the aerosol generating device using the PWM method, the duty ratio of the PWM signal can be detected to identify the user's inhalation action. The total number of inhalations during the atomization process is then counted, and the device is automatically controlled to stop when the total number of inhalations reaches a threshold value. This not only reduces power consumption, but also improves the user experience.
以下に、図面と実施例を組み合わせて、本発明につき更に説明する。 The present invention will be further explained below in combination with the drawings and examples.
以下に、本発明の実施例における図面を組み合わせて、本発明の実施例の技術方案につき明瞭簡潔に述べる。なお、言うまでもなく、記載する実施例は本発明の一部の実施例にすぎず、全ての実施例ではない。本発明の実施例に基づいて、当業者が創造的労働を行わないことを前提に取得するその他全ての実施例は、いずれも本発明の保護の範囲に属する。 Below, the technical solutions of the embodiments of the present invention are clearly and concisely described in combination with the drawings in the embodiments of the present invention. It goes without saying that the described embodiments are only some of the embodiments of the present invention, and do not include all of the embodiments. All other embodiments obtained by those skilled in the art based on the embodiments of the present invention without performing creative labor, all fall within the scope of protection of the present invention.
図１は、本発明におけるエアロゾル形成装置の吸入検出方法の実施例１のフローチャートである。霧化過程において、本実施例の吸入検出方法は以下のステップを行う。 Figure 1 is a flow chart of a first embodiment of the inhalation detection method of the aerosol generating device of the present invention. During the atomization process, the inhalation detection method of this embodiment performs the following steps.
ステップＳ１０：エアロゾル形成装置の発熱体におけるその時点の温度検出値を取得し、前記その時点の温度検出値及びプリセットされた目標温度に基づきＰＷＭ信号のその時点のデューティ比を決定することで、前記発熱体のその時点の発熱パワーを調節する。 Step S10: The temperature detection value at that time of the heating element of the aerosol forming device is obtained, and the duty ratio of the PWM signal at that time is determined based on the temperature detection value at that time and the preset target temperature, thereby adjusting the heating power of the heating element at that time.
当該ステップでは、プリセットされた目標温度と、取得した発熱体におけるその時点の温度検出値に基づいて発熱体の発熱パワーを調節する。その際の実現方法としては、例えば、ＰＩＤアルゴリズムによって対応するデューティ比を算出するというように、ＰＷＭ信号の適切なデューティ比を算出し、電子スイッチのオン・オフ時間の比を調節することで、適切な電気エネルギーを発熱体に供給して、温度を所定の目標温度で安定させる。 In this step, the heating power of the heating element is adjusted based on the preset target temperature and the obtained temperature detection value of the heating element at that time. One method of achieving this is, for example, to calculate an appropriate duty ratio of the PWM signal, such as by calculating the corresponding duty ratio using a PID algorithm, and adjust the ratio of the on/off times of the electronic switch to supply appropriate electrical energy to the heating element and stabilize the temperature at the specified target temperature.
ステップＳ２０：ＰＷＭ信号のデューティ比を取得し、前記ＰＷＭ信号のデューティ比に基づいて、その時点における吸入動作の発生有無を特定する。 Step S20: Obtain the duty ratio of the PWM signal, and determine whether or not an inhalation action is occurring at that time based on the duty ratio of the PWM signal.
当該ステップにおいて、吸入動作が発生していないときには、発熱体の温度は相対的に安定しており、ＰＷＭ信号のデューティ比の変動は小さい。一方、吸入動作が発生すると、発熱体の温度に急激な変化が生じ、短時間の低下が現れる。これにより、発熱体の熱が瞬時に奪われることから、ステップＳ１０では、発熱体のパワーコントロールを行う際に、ＰＷＭ信号のデューティ比を大きくすることで、電気エネルギーの供給を増加させて発熱体の熱損失を補うことになる。結果として、吸入時にはＰＷＭ信号のデューティ比にホッピングが出現する。そのため、図２を組み合わせると、検出したＰＷＭ信号のデューティ比にタイミングｔ１１からｔ１２の間に突発的な変動が生じた場合には、ユーザが吸入動作Ｐを行ったと特定可能である。 In this step, when no inhalation occurs, the temperature of the heating element is relatively stable, and the fluctuation of the duty ratio of the PWM signal is small. On the other hand, when an inhalation occurs, the temperature of the heating element changes suddenly, and a short-term drop occurs. As a result, the heat of the heating element is instantly lost, so in step S10, when performing power control of the heating element, the duty ratio of the PWM signal is increased to increase the supply of electrical energy and compensate for the heat loss of the heating element. As a result, hopping appears in the duty ratio of the PWM signal during inhalation. Therefore, when combined with FIG. 2, if a sudden fluctuation occurs in the duty ratio of the detected PWM signal between timing t11 and t12 , it is possible to identify that the user has performed an inhalation P.
ステップＳ３０：霧化過程における総吸入回数を統計し、前記総吸入回数が閾値に達したときには、前記エアロゾル形成装置を停止状態とするよう制御する。 Step S30: The total number of inhalations during the atomization process is counted, and when the total number of inhalations reaches a threshold value, the aerosol generating device is controlled to stop.
当該ステップでは、霧化過程で発生する吸入動作をカウント可能である。そして、総吸入回数が閾値（例えば、１３吸入）に達したと判断した場合には、エアロゾル形成基質（例えば、タバコスティック）中の揮発性化合物の放出が完了したことを意味するため、その時点でエアロゾル形成装置を停止させるよう制御可能とすることで、電力消費を節約する。また、説明すべき点として、ユーザ別に異なる閾値を対応付けてもよい。当該閾値は、ユーザ自身で設定してもよいし、自動学習により取得してもよい。 In this step, the inhalation actions occurring during the atomization process can be counted. Then, when it is determined that the total number of inhalations has reached a threshold value (e.g., 13 inhalations), this means that the release of the volatile compounds in the aerosol-forming substrate (e.g., a tobacco stick) has been completed, and the aerosol-forming device can be controlled to stop at that point, thereby saving power consumption. It should also be noted that different threshold values may be associated with different users. The threshold value may be set by the user himself or may be obtained by automatic learning.
更に、選択的な実施例では、ステップＳ２０において、前記ＰＷＭ信号のデューティ比に基づきその時点における吸入動作の発生有無を特定する際に、以下を含む。 Furthermore, in an optional embodiment, in step S20, when determining whether or not an inhalation action is occurring at that time based on the duty ratio of the PWM signal, the following is included:
前記ＰＷＭ信号のデューティ比を濾波し、濾波後のデューティ比を微分することで、前記デューティ比の変動率を取得する。 The duty ratio of the PWM signal is filtered and the duty ratio after filtering is differentiated to obtain the rate of change of the duty ratio.
前記変動率が第１プリセット値よりも大きい場合には、吸入動作が発生したと特定する。 If the rate of change is greater than the first preset value, it is determined that an inhalation action has occurred.
前記変動率が第１プリセット値以下の場合には、吸入動作が発生していないと特定する。 If the rate of change is equal to or less than the first preset value, it is determined that no inhalation action is occurring.
本実施例では、図３及び図４を組み合わせると、霧化過程において、Ｄ１はＰＷＭ信号の初期デューティ比を表しており、Ｄ２はＰＷＭ信号の濾波後のデューティ比を表している。また、Ｄ３は、濾波後のデューティ比を微分したあとのデューティ比を表している。Ｐは吸入動作が発生したことを表しており、Ｓ１は総吸入回数を表している。よって、ＰＷＭ信号のデューティ比の変動率を検出することで、霧化過程における吸入動作の発生有無を特定し、吸入回数をカウントすることが可能となる。 In this embodiment, by combining Figures 3 and 4, during the nebulization process, D1 represents the initial duty ratio of the PWM signal, and D2 represents the duty ratio of the PWM signal after filtering. Furthermore, D3 represents the duty ratio after differentiating the duty ratio after filtering. P represents the occurrence of an inhalation action, and S1 represents the total number of inhalations. Therefore, by detecting the rate of change in the duty ratio of the PWM signal, it is possible to determine whether an inhalation action has occurred during the nebulization process and to count the number of inhalations.
更に、選択的な実施例では、ステップＳ３０において、霧化過程における総吸入回数を統計する際に、以下を含む。 Furthermore, in an optional embodiment, in step S30, when collecting statistics on the total number of inhalations during the nebulization process, the following is included:
加熱開始信号を受信したときに、前記総吸入回数を初期化する。 When a heating start signal is received, the total number of inhalations is initialized.
霧化過程において、吸入動作の発生を特定した場合、前記総吸入回数を更新する。 If an inhalation action is detected during the atomization process, the total number of inhalations is updated.
本実施例では、総吸入回数を初期化する際に、総吸入回数を０に初期化し、霧化過程で吸入を１回検出するごとに、総吸入回数に１を加えてもよい。 In this embodiment, when initializing the total number of inhalations, the total number of inhalations may be initialized to 0, and 1 may be added to the total number of inhalations each time an inhalation is detected during the nebulization process.
更に、選択的な実施例では、エアロゾル形成装置の発熱体におけるその時点の温度検出値を取得したあと、更に、前記発熱体の冷間・暖機状態に基づき、前記その時点の温度検出値について補償処理を行うことを含む。 Furthermore, in an optional embodiment, after obtaining the temperature detection value at that time of the heating element of the aerosol forming device, a compensation process is further performed on the temperature detection value at that time based on the cold/warm-up state of the heating element.
且つ、上記の前記その時点の温度検出値及びプリセットされた目標温度に基づきＰＷＭ信号のその時点のデューティ比を決定する際には、補償処理後のその時点の温度検出値及びプリセットされた目標温度に基づきＰＷＭ信号のその時点のデューティ比を決定することを含む。 In addition, when determining the duty ratio of the PWM signal at that time based on the temperature detection value at that time and the preset target temperature, this includes determining the duty ratio of the PWM signal at that time based on the temperature detection value at that time after compensation processing and the preset target temperature.
本実施例では、まず、説明すべき点として、発熱体の温度検出値を発熱体の抵抗検出値に基づき特定する場合、発熱体の温度にフィールド分布が存在する状況では、加熱時間の増加に伴って発熱体－基質の熱伝導が増加するため、抵抗値が同じ場合、温度は一定の低下過程を有し得る。この過程と発熱体－基質の熱伝導には関連性が存在する。つまり、発熱体自体が暖機状態の場合には、揮発状況が冷間状態の場合と異なる。そこで、化合物の揮発の一致性と快適性を両立させるベイパー温度を達成するために、内部に補償アルゴリズムを追加する。当該アルゴリズムは、熱伝導に起因して温度が低下する場合に、関連項を時間ｔ及び目標温度Ｔ目標とする。即ち、実際の温度検出値Ｔ＝Ｆ（ＲＨｅａｔｅｒ）＋ｆ（ｔ，Ｔ目標）とする。なお、ＲＨｅａｔｅｒは発熱体の抵抗検出値である。これにより、吸入段階全体が冷間状態とほぼ一致するよう確実に保証可能となる。 In this embodiment, it should be first explained that when the temperature detection value of the heating element is determined based on the resistance detection value of the heating element, in a situation where a field distribution exists in the temperature of the heating element, the heat conduction of the heating element-substrate increases with the increase in heating time, so that when the resistance value is the same, the temperature may have a certain decrease process. There is a correlation between this process and the heat conduction of the heating element-substrate. That is, when the heating element itself is in a warm state, the volatilization situation is different from that in a cold state. Therefore, in order to achieve a vapor temperature that is compatible with the consistency of the volatilization of the compound and comfort, a compensation algorithm is added inside. In this algorithm, when the temperature decreases due to heat conduction, the relevant terms are the time t and the target temperature T target . That is, the actual temperature detection value T = F (R Heater ) + f (t, T target ). Here, R Heater is the resistance detection value of the heating element. This can reliably guarantee that the entire inhalation stage is approximately consistent with the cold state.
更に、選択的な実施例において、前記プリセットされた目標温度は時間に関連する。且つ、前記プリセットされた目標温度は、第１段階において、時間の経過に伴って初期温度から第１プリセット温度まで上昇し、第２段階において、前記第１プリセット温度から第２プリセット温度まで低下し、第３段階において、前記第２プリセット温度で安定する。前記第２プリセット温度は前記第１プリセット温度よりも低い。 Furthermore, in an optional embodiment, the preset target temperature is time-related, and in a first stage, the preset target temperature increases over time from an initial temperature to a first preset temperature, in a second stage, decreases from the first preset temperature to a second preset temperature, and in a third stage, stabilizes at the second preset temperature. The second preset temperature is lower than the first preset temperature.
本実施例では、図５に示す目標温度曲線を組み合わせると、第１段階（０－ｔ１）において、目標温度は初期温度から第１プリセット温度Ｔ１まで上昇する。そして、第２段階（ｔ１－ｔ２）において、目標温度は第１プリセット温度Ｔ１から第２プリセット温度Ｔ２まで低下する。また、第３段階（ｔ２－ｔ３）において、目標温度は第２プリセット温度Ｔ２で安定する。第２段階の目標温度（第１段階の第１プリセット温度よりも低い）を設定することで、タバコカプセルが最適な温度でエアロゾルを継続的に発生するよう保証可能となる。且つ、第３段階で第２プリセット温度の安定を維持することで、発熱体からタバコカプセルへの熱伝導速度が上昇するため、経時変化のない特性の一致したエアロゾルを搬送可能となる。 In this embodiment, by combining the target temperature curves shown in FIG. 5, in the first stage (0-t1), the target temperature rises from the initial temperature to the first preset temperature T1. Then, in the second stage (t1-t2), the target temperature drops from the first preset temperature T1 to the second preset temperature T2. And in the third stage (t2-t3), the target temperature stabilizes at the second preset temperature T2. By setting the target temperature in the second stage (lower than the first preset temperature in the first stage), it is possible to ensure that the tobacco capsule continuously generates aerosol at an optimal temperature. And by maintaining the stability of the second preset temperature in the third stage, the rate of heat conduction from the heating element to the tobacco capsule increases, so that it is possible to deliver aerosol with consistent characteristics that do not change over time.
且つ、目標温度曲線は理想曲線である。即ち、これは、発熱体が霧化基質を静的に加熱する過程の曲線である。しかし、ユーザが実際に吸入する過程では、エアロゾルを吸入するたびに、実際には気流が発熱体の一部の熱を奪うことになる。つまり、実際の場面では、ユーザが吸入したタイミングでの温度値が、目標温度曲線内の対応するタイミングの温度値よりも小さくなる。そして、吸入時に低下した温度では、プリセットされた温度に従って相応のエアロゾル成分を霧化させることができず、吸い心地に影響を及ぼす。この場合、発熱体の実際の温度を目標温度と一致させるために、生成されるＰＷＭ信号のデューティ比に急激な変化が生じ、ＰＷＭ信号のデューティ比が突然上昇する。これにより、第一に、発熱体の実際の温度を目標温度と一致させることで、プリセットされた温度に従い相応のエアロゾル成分を霧化させて、ユーザの吸い心地に影響を及ぼさないよう保証することが可能となる。また、第二に、ユーザがその時点で吸入動作を行ったことを反映可能となる。 And the target temperature curve is an ideal curve. That is, it is a curve of the process in which the heating element heats the atomization substrate statically. However, in the process of the user actually inhaling, the airflow actually takes away some heat from the heating element every time the aerosol is inhaled. That is, in the actual situation, the temperature value at the time when the user inhales is smaller than the temperature value at the corresponding time in the target temperature curve. And the temperature that is lowered during inhalation cannot atomize the corresponding aerosol components according to the preset temperature, which affects the inhalation comfort. In this case, in order to make the actual temperature of the heating element match the target temperature, a sudden change occurs in the duty ratio of the generated PWM signal, and the duty ratio of the PWM signal suddenly increases. In this way, firstly, it is possible to make the actual temperature of the heating element match the target temperature, thereby ensuring that the corresponding aerosol components are atomized according to the preset temperature and not affecting the inhalation comfort of the user. And secondly, it is possible to reflect that the user has performed an inhalation action at that time.
更に、選択的な実施例において、第１段階の時間は２０秒よりも短く、第２段階の時間は２０秒よりも長い。また、第３段階の時間は２００～６００秒である。 Furthermore, in an optional embodiment, the duration of the first stage is less than 20 seconds, the duration of the second stage is greater than 20 seconds, and the duration of the third stage is between 200 and 600 seconds.
選択的な実施例において、本発明におけるエアロゾル形成装置の吸入検出方法は、更に、その時点の環境温度検出値を取得し、前記その時点の環境温度検出値に基づき、前記第２プリセット温度について補償処理を行うことを含む。 In an optional embodiment, the inhalation detection method of the aerosol forming device of the present invention further includes acquiring an environmental temperature detection value at that time, and performing compensation processing for the second preset temperature based on the environmental temperature detection value at that time.
本実施例では、外部の環境温度が変化したときに、製品吸入段階の体験を維持するために、目標温度（第２プリセット温度）についても補償処理を行う必要がある。例えば、冬場の環境温度が低い場合には（例えば、環境温度が１５℃よりも低い）、第２プリセット温度を引き上げて、口内への吸入温度を維持する。一方、夏場の温度が高い場合には（例えば、環境温度が２５℃よりも高い）、第２プリセット温度を引き下げて、口内への吸入温度を維持する。 In this embodiment, when the external environmental temperature changes, compensation processing must also be performed on the target temperature (second preset temperature) in order to maintain the experience of the product inhalation stage. For example, when the environmental temperature is low in winter (e.g., the environmental temperature is lower than 15°C), the second preset temperature is raised to maintain the inhalation temperature into the mouth. On the other hand, when the temperature is high in summer (e.g., the environmental temperature is higher than 25°C), the second preset temperature is lowered to maintain the inhalation temperature into the mouth.
図６は、本発明におけるエアロゾル形成装置の実施例１の論理構造図である。本実施例のエアロゾル形成装置は、制御モジュール１０、発熱体Ｈ１、電源３０と発熱体Ｈ１の間に接続される電子スイッチＫ１、発熱体Ｈ１の温度を検出するための検出モジュール２０を含む。制御モジュール１０は、温度制御ユニット１１、吸入検出ユニット１２及び停止制御ユニット（図示しない）を含む。且つ、温度制御ユニット１１は、発熱体Ｈ１のその時点の温度検出値を取得し、その時点の温度検出値及びプリセットされた目標温度に基づきＰＷＭ信号のその時点のデューティ比を決定するとともに、電子スイッチＫ１にＰＷＭ信号を出力することで、発熱体Ｈ１のその時点の発熱パワーを調節するために用いられる。吸入検出ユニット１２は、ＰＷＭ信号のデューティ比を取得し、ＰＷＭ信号のデューティ比に基づいて、その時点における吸入動作の発生有無を特定するために用いられる。停止制御ユニットは、霧化過程における総吸入回数を統計し、総吸入回数が閾値に達したときに前記エアロゾル形成装置を停止状態とするよう制御するために用いられる。 Figure 6 is a logical structure diagram of the aerosol forming device according to the first embodiment of the present invention. The aerosol forming device according to the present embodiment includes a control module 10, a heating element H1, an electronic switch K1 connected between a power source 30 and the heating element H1, and a detection module 20 for detecting the temperature of the heating element H1. The control module 10 includes a temperature control unit 11, an inhalation detection unit 12, and a stop control unit (not shown). The temperature control unit 11 is used to obtain the temperature detection value of the heating element H1 at that time, determine the duty ratio of the PWM signal at that time based on the temperature detection value at that time and the preset target temperature, and output the PWM signal to the electronic switch K1 to adjust the heating power of the heating element H1 at that time. The inhalation detection unit 12 is used to obtain the duty ratio of the PWM signal and to identify whether or not an inhalation operation has occurred at that time based on the duty ratio of the PWM signal. The stop control unit is used to collect statistics on the total number of inhalations during the atomization process, and to control the aerosol forming device to be stopped when the total number of inhalations reaches a threshold value.
更に、選択的な実施例において、吸入検出ユニット１２は、濾波サブユニット、微分サブユニット及び特定サブユニットを含む。濾波サブユニットは、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を濾波するために用いられる。微分サブユニットは、濾波後のデューティ比を微分することで、前記デューティ比の変動率を取得するために用いられる。特定サブユニットは、前記変動率が第１プリセット値よりも大きい場合には吸入動作が発生したと特定し、前記変動率が第１プリセット値以下の場合には吸入動作が発生していないと特定するために用いられる。 Further, in an optional embodiment, the inhalation detection unit 12 includes a filtering subunit, a differentiation subunit, and a determination subunit. The filtering subunit is used to filter the duty ratio of the PWM signal. The differentiation subunit is used to obtain the fluctuation rate of the duty ratio by differentiating the duty ratio after filtering. The determination subunit is used to determine that an inhalation action has occurred if the fluctuation rate is greater than a first preset value, and to determine that an inhalation action has not occurred if the fluctuation rate is equal to or less than the first preset value.
更に、選択的な実施例において、停止制御ユニットは、統計サブユニット及び制御サブユニットを含む。統計サブユニットは、加熱開始信号を受信したときに前記総吸入回数を初期化し、霧化過程において吸入動作の発生を特定した場合に前記総吸入回数を更新するために用いられる。制御サブユニットは、前記総吸入回数が閾値に達したときに、前記エアロゾル形成装置を停止状態とするよう制御するために用いられる。 Further, in an optional embodiment, the stop control unit includes a statistical subunit and a control subunit. The statistical subunit is used to initialize the total number of inhalations when a heating start signal is received, and to update the total number of inhalations when an inhalation action is identified during the atomization process. The control subunit is used to control the aerosol forming device to be in a stopped state when the total number of inhalations reaches a threshold value.
本発明は、更に、エアロゾル形成装置を構成する。当該エアロゾル形成装置は、メモリ及びプロセッサを含む。当該メモリには少なくとも１つのプログラム命令が記憶されている。当該プロセッサは、当該少なくとも１つのプログラム命令をロードして実行することで、上記で述べた吸入検出方法を実現する。 The present invention further provides an aerosol forming device. The aerosol forming device includes a memory and a processor. At least one program instruction is stored in the memory. The processor loads and executes the at least one program instruction to realize the inhalation detection method described above.
本発明は、更に、エアロゾル形成装置を構成する。当該エアロゾル形成装置は、ヒータ、電源及び制御回路を含む。ヒータは、エアロゾル形成基質を加熱することでエアロゾルを形成するよう構成される少なくとも１つの発熱素子を含む。電源は、当該発熱素子に電力を供給するために用いられる。制御回路は、メモリ及びプロセッサを含む。当該メモリにはコンピュータプログラムが記憶されている。当該プロセッサは、当該コンピュータプログラムを実行する際に、上記で述べたエアロゾル形成装置の吸入検出方法を実現する。 The present invention further provides an aerosol-forming device. The aerosol-forming device includes a heater, a power supply, and a control circuit. The heater includes at least one heating element configured to heat an aerosol-forming substrate to form an aerosol. The power supply is used to provide power to the heating element. The control circuit includes a memory and a processor. A computer program is stored in the memory. When the processor executes the computer program, it realizes the inhalation detection method of the aerosol-forming device described above.
本発明は、更に、コンピュータ記憶媒体を構成する。当該コンピュータ記憶媒体にはコンピュータプログラム命令が記憶されている。当該コンピュータプログラム命令は、プロセッサにより実行される際に、上記で述べたエアロゾル形成装置の吸入検出方法を実現する。 The present invention further comprises a computer storage medium having stored therein computer program instructions which, when executed by a processor, implement the inhalation detection method of the aerosol forming device described above.
以上の記載は本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明を制限するものではない。当業者にとって、本発明には各種の変更及び変形が存在し得る。本発明の精神及び原則の範囲内で実施される何らかの修正、同等の置換、改良等は、いずれも本発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。 The above description is merely a preferred embodiment of the present invention and is not intended to limit the present invention. Those skilled in the art may have various modifications and variations of the present invention. Any modifications, equivalent replacements, improvements, etc. made within the spirit and principles of the present invention are all intended to be included in the scope of the claims of the present invention.
Claims (13)
霧化過程において、
エアロゾル形成装置の発熱体におけるその時点の温度検出値を取得し、前記その時点の温度検出値及びプリセットされた目標温度に基づきＰＷＭ信号のその時点のデューティ比を決定することで、前記発熱体のその時点の発熱パワーを調節し、
ＰＷＭ信号のデューティ比を取得し、前記ＰＷＭ信号のデューティ比に基づいて、その時点における吸入動作の発生有無を特定し、
霧化過程における総吸入回数を統計し、前記総吸入回数が閾値に達したときには、前記エアロゾル形成装置を停止状態とするよう制御する、
とのステップを行うことを特徴とする方法。 A method for detecting inhalation of an aerosol-forming device, comprising:
During the atomization process,
A temperature detection value at that time in the heating element of the aerosol forming device is obtained, and a duty ratio at that time of the PWM signal is determined based on the temperature detection value at that time and a preset target temperature, thereby adjusting the heating power at that time of the heating element;
Obtaining a duty ratio of a PWM signal, and determining whether or not an inhalation action is occurring at that time point based on the duty ratio of the PWM signal;
A total number of inhalations during the atomization process is counted, and when the total number of inhalations reaches a threshold value, the aerosol generating device is controlled to be stopped.
A method comprising the steps of:
前記ＰＷＭ信号のデューティ比を濾波し、濾波後のデューティ比を微分することで、前記デューティ比の変動率を取得すること、
前記変動率が第１プリセット値よりも大きい場合には、吸入動作が発生したと特定すること、
前記変動率が第１プリセット値以下の場合には、吸入動作が発生していないと特定すること、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のエアロゾル形成装置の吸入検出方法。 When determining whether or not an inhalation action is occurring at a given time point based on the duty ratio of the PWM signal,
filtering the duty ratio of the PWM signal and differentiating the filtered duty ratio to obtain a rate of change of the duty ratio;
determining that an inhalation action has occurred when the rate of change is greater than a first preset value;
determining that no inhalation action is occurring when the rate of change is equal to or less than a first preset value;
The method for detecting inhalation of an aerosol forming device according to claim 1, further comprising:
加熱開始信号を受信したときに前記総吸入回数を初期化すること、
霧化過程において、吸入動作の発生を特定した場合、前記総吸入回数を更新すること、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のエアロゾル形成装置の吸入検出方法。 When calculating the total number of inhalations during the above atomization process,
initializing the total number of inhalations when a heating start signal is received;
updating the total number of inhalations when an inhalation action is identified during the atomization process;
The method for detecting inhalation of an aerosol forming device according to claim 1, further comprising:
且つ、上記の前記その時点の温度検出値及びプリセットされた目標温度に基づきＰＷＭ信号のその時点のデューティ比を決定する際には、補償処理後のその時点の温度検出値及びプリセットされた目標温度に基づきＰＷＭ信号のその時点のデューティ比を決定することを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のエアロゾル形成装置の吸入検出方法。 After acquiring a temperature detection value at that time of the heating element of the aerosol generating device, a compensation process is further performed on the temperature detection value at that time based on a cold/warm-up state of the heating element,
and determining the duty ratio of the PWM signal at that time based on the temperature detection value at that time and the preset target temperature includes determining the duty ratio of the PWM signal at that time based on the temperature detection value at that time after compensation processing and the preset target temperature.
The method for detecting inhalation of an aerosol generating device according to claim 1 .
前記プリセットされた目標温度は、第１段階において、時間の経過に伴って初期温度から第１プリセット温度まで上昇し、第２段階において、前記第１プリセット温度から第２プリセット温度まで低下し、第３段階において、前記第２プリセット温度で安定し、前記第２プリセット温度は前記第１プリセット温度よりも低いことを特徴とする請求項１に記載のエアロゾル形成装置の吸入検出方法。 the preset target temperature is time-related; and
The inhalation detection method for an aerosol forming device as described in claim 1, characterized in that in a first stage, the preset target temperature increases over time from an initial temperature to a first preset temperature, in a second stage, decreases from the first preset temperature to a second preset temperature, and in a third stage, stabilizes at the second preset temperature, the second preset temperature being lower than the first preset temperature.
その時点の環境温度検出値を取得し、前記その時点の環境温度検出値に基づき、前記第２プリセット温度について補償処理を行うことを含む、
ことを特徴とする請求項５に記載のエアロゾル形成装置の吸入検出方法。 Furthermore,
acquiring an environmental temperature detection value at that time point, and performing compensation processing for the second preset temperature based on the environmental temperature detection value at that time point;
The method for detecting inhalation of an aerosol generating device according to claim 5 .
前記制御モジュールは、
前記発熱体におけるその時点の温度検出値を取得し、前記その時点の温度検出値及びプリセットされた目標温度に基づきＰＷＭ信号のその時点のデューティ比を決定するとともに、前記電子スイッチに前記ＰＷＭ信号を出力することで、前記発熱体のその時点の発熱パワーを調節するために用いられる温度制御ユニットと、
ＰＷＭ信号のデューティ比を取得し、前記ＰＷＭ信号のデューティ比に基づいて、その時点における吸入動作の発生有無を特定するために用いられる吸入検出ユニットと、
霧化過程における総吸入回数を統計し、前記総吸入回数が閾値に達したときに前記エアロゾル形成装置を停止状態とするよう制御するために用いられる停止制御ユニット、を含むことを特徴とする装置。 1. An aerosol forming device comprising: a control module; a heating element; an electronic switch connected between a power source and the heating element; and a detection module for detecting a temperature of the heating element,
The control module includes:
a temperature control unit for obtaining a temperature detection value of the heating element at that time, determining a duty ratio of a PWM signal at that time based on the temperature detection value at that time and a preset target temperature, and outputting the PWM signal to the electronic switch, thereby adjusting the heating power of the heating element at that time;
an inhalation detection unit for acquiring a duty ratio of a PWM signal and determining whether or not an inhalation action is occurring at a given time point based on the duty ratio of the PWM signal;
An apparatus characterized by including a stop control unit used to keep statistics on the total number of inhalations during the nebulization process and control the aerosol forming device to stop when the total number of inhalations reaches a threshold value.
前記ＰＷＭ信号のデューティ比を濾波するために用いられる濾波サブユニットと、
濾波後のデューティ比を微分することで、前記デューティ比の変動率を取得するために用いられる微分サブユニットと、
前記変動率が第１プリセット値よりも大きい場合には吸入動作が発生したと特定し、前記変動率が第１プリセット値以下の場合には吸入動作が発生していないと特定するために用いられる特定サブユニット、を含むことを特徴とする請求項８に記載のエアロゾル形成装置。 The inhalation detection unit includes:
a filtering sub-unit used for filtering the duty cycle of the PWM signal;
a differentiation sub-unit used for differentiating the filtered duty cycle to obtain a variation rate of the duty cycle;
The aerosol forming device described in claim 8, characterized in that it includes a determination subunit used to determine that an inhalation operation has occurred when the fluctuation rate is greater than a first preset value, and to determine that an inhalation operation has not occurred when the fluctuation rate is equal to or less than the first preset value.
加熱開始信号を受信したときに前記総吸入回数を初期化し、霧化過程において吸入動作の発生を特定した場合に前記総吸入回数を更新するために用いられる統計サブユニットと、
前記総吸入回数が閾値に達したときに、前記エアロゾル形成装置を停止状態とするよう制御するために用いられる制御サブユニット、を含むことを特徴とする請求項８に記載のエアロゾル形成装置。 The stop control unit includes:
a statistical subunit for initializing the total number of inhalations when a heating start signal is received, and updating the total number of inhalations when an inhalation action is determined to occur during the atomization process;
The aerosol forming device according to claim 8, further comprising a control subunit used to control the aerosol forming device to be stopped when the total number of inhalations reaches a threshold value.
エアロゾル形成基質を加熱することでエアロゾルを形成するよう構成される少なくとも１つの発熱素子を含むヒータと、
前記発熱素子に電力を供給するために用いられる電源と、
メモリ及びプロセッサを含み、前記メモリにはコンピュータプログラムが記憶されており、前記プロセッサが、前記コンピュータプログラムを実行する際に、請求項１～７のいずれか１項に記載のエアロゾル形成装置の吸入検出方法を実現する制御回路、を含むことを特徴とする装置。 An aerosol forming device, comprising:
a heater including at least one heating element configured to heat an aerosol-forming substrate to form an aerosol;
a power source used to provide power to the heating element;
An apparatus comprising a memory and a processor, wherein a computer program is stored in the memory, and wherein the processor includes a control circuit that, when executing the computer program, realizes the inhalation detection method of the aerosol forming device described in any one of claims 1 to 7.
メモリ及びプロセッサを含み、前記メモリには少なくとも１つのプログラム命令が記憶されており、前記プロセッサは、前記少なくとも１つのプログラム命令をロードして実行することで、請求項１～７のいずれか１項に記載の吸入検出方法を実現することを特徴とする装置。 An aerosol forming device, comprising:
An apparatus comprising a memory and a processor, the memory storing at least one program instruction, the processor loading and executing the at least one program instruction to realize the inhalation detection method according to any one of claims 1 to 7.
コンピュータプログラム命令が記憶されており、前記コンピュータプログラム命令は、プロセッサにより実行される際に、請求項１～７のいずれか１項に記載のエアロゾル形成装置の吸入検出方法を実現することを特徴とするコンピュータ記憶媒体。 1. A computer storage medium, comprising:
A computer storage medium having computer program instructions stored therein, the computer program instructions, when executed by a processor, realizing an inhalation detection method for an aerosol forming device described in any one of claims 1 to 7.
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