JP6761913B1 - 吸引器用コントローラ - Google Patents

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Abstract

【課題】エアロゾル源の有無または残量の判定の高精度化に有利な技術を提供する。【解決手段】吸引器用コントローラは、エアロゾル源を霧化するヒータを有する霧化器を保持する保持部と、前記保持部によって保持されている前記霧化器における前記エアロゾル源の有無または残量を第1アルゴリズムにより判定する第1判定処理と、前記有無または前記残量を前記第1アルゴリズムとは異なる第2アルゴリズムにより判定する第2判定処理とを実行するプロセッサとを有する。【選択図】 図1

Description

本発明は、吸引器用コントローラに関する。
吸引可能なエアロゾルを生成する吸引装置においては、エアロゾル源を保持しエアロゾル源を霧化する霧化器が交換可能に構成されうる。霧化器内のエアロゾル源が尽きた場合には新しい霧化器に交換される。そこで、霧化器内のエアロゾル源の残量に関する情報を得ることができれば、ユーザは霧化器の交換時期を前もって知ることができ、ユーザにとって突然のエアロゾル源切れを回避することができる。また、霧化器内のエアロゾル源の有無に関する情報を得ることができれば、霧化器内のエアロゾル源が尽きた状態で霧化動作が行われる事態を防ぐことができる。
従来、種々のエアロゾル源の有無または残量の判定手法が提案されている。例えば特許文献1には、エアロゾル源を霧化するためのヒータの温度または温度の上昇速度に基づいてエアロゾル源の有無を判定する技術が開示されている。また、特許文献2には、エアロゾル源を霧化するためのヒータに供給された電力とヒータの温度変化との関係に基づいてエアロゾル源の残量を判定する技術が開示されている。
特許第6553799号公報 特許第5999716号公報
エアロゾル源の有無または残量の判定機構を高精度かつ低コストに実現することは、吸引装置の利便性および安全性を高める上での重要な要請である。
本発明は、例えば、エアロゾル源の有無または残量の判定の高精度化に有利な技術を提供することを目的とする。
本発明の一側面によれば、エアロゾル源を霧化するヒータを有する霧化器を保持する保持部と、霧化要求が検知されたことに応じて、前記保持部によって保持されている前記霧化器における前記エアロゾル源の残量を第1アルゴリズムにより判定する第1判定処理を実行し、前記第1判定処理の実行後の霧化要求が検知されたことに応じて、前記霧化器における前記エアロゾル源の有無を前記第1アルゴリズムとは異なる第2アルゴリズムにより判定する第2判定処理を実行するとともに、前記ヒータへの電力の供給を制御するプロセッサと、前記霧化器における前記エアロゾル源の残量の値を記憶するメモリと、を有し、前記プロセッサは、前記第1判定処理により前記残量が0より多いと判定された場合であっても、前記第2判定処理によりエアロゾル源無しと判定された場合には、該エアロゾル源無しとの判定結果を最終判定結果として出力し、該最終判定結果に応じて前記ヒータへの電力の供給を禁止するとともに前記メモリにおける前記値を0に更新する、ことを特徴とする吸引器用コントローラが提供される。
以下において、上記発明とは別に本明細書に記載された発明のいくつかの特徴を説明するが、それらの特徴は、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明に関連するものであり、本願の特許請求の範囲に記載された発明ではない。
本発明の一側面によれば、エアロゾル源を霧化するヒータを有する霧化器を保持する保持部と、前記保持部によって保持されている前記霧化器における前記エアロゾル源の有無または残量を第1アルゴリズムにより判定する第1判定処理と、前記有無または前記残量を前記第1アルゴリズムとは異なる第2アルゴリズムにより判定する第2判定処理とを実行するプロセッサと、を有することを特徴とする吸引器用コントローラが提供される。
一実施形態によれば、前記第1判定処理は、前記第1アルゴリズムにより前記残量を判定する処理であり、前記第2判定処理は、前記第2アルゴリズムにより前記有無を判定する処理である。
一実施形態によれば、前記プロセッサは、前記第1判定処理により前記残量が0より多いと判定された場合であっても、前記第2判定処理によりエアロゾル源無しと判定された場合、最終判定結果として前記エアロゾル源無しを出力する。
一実施形態によれば、前記第1判定処理は、前記第1アルゴリズムにより前記有無を判定する処理であり、前記第2判定処理は、前記第2アルゴリズムにより前記残量を判定する処理であり、前記プロセッサは、前記第1判定処理によりエアロゾル源無しと判定された場合は前記第2判定処理を実行せず、前記第1判定処理によりエアロゾル源有りと判定された場合に前記第2判定処理を実行する。
一実施形態によれば、前記第1判定処理は、前記第1アルゴリズムにより前記残量を判定する処理であり、前記第2判定処理は、前記第2アルゴリズムにより前記残量を判定する処理である。
一実施形態によれば、前記プロセッサは、前記第1判定処理によって判定された前記残量と前記第2判定処理によって判定された前記残量とに基づいて、前記霧化器における前記エアロゾル源の残量である第1量を取得する。
一実施形態によれば、表示部を更に有し、前記プロセッサは、前記第1判定処理によって判定された前記残量に基づき取得される前記霧化器における前記エアロゾル源の残量である第2量を前記表示部に表示させ、前記第2量が前記表示部によって表示された後に前記第1量を取得した場合、前記第2量に代えて前記第1量を前記表示部に表示させる。
一実施形態によれば、前記霧化器における前記エアロゾル源の残量を表示する表示部を更に有し、前記プロセッサは、前記第1量が取得されるまで、前記表示部に表示させる前記エアロゾル源の残量を変更しない。
一実施形態によれば、前記第1判定処理は、前記第1アルゴリズムにより前記有無を判定する処理であり、前記第2判定処理は、前記第2アルゴリズムにより前記有無を判定する処理である。
一実施形態によれば、前記プロセッサは、前記ヒータへの電力の供給を制御し、前記第1判定処理と前記第2判定処理とのうちの一方でエアロゾル源無しと判定され、かつ前記第1判定処理と前記第2判定処理とのうちの他方ではエアロゾル源有りと判定された場合、前記ヒータへの電力の供給を禁止する。
一実施形態によれば、前記第1判定処理を実行するタイミングの少なくとも一部は、前記第2判定処理を実行するタイミングとは異なる。
一実施形態によれば、前記第1判定処理を実行するために必要な変数は、前記第2判定処理を実行するために必要な変数とは異なる。
一実施形態によれば、前記霧化器は、前記エアロゾル源を保持する容器と、前記容器内の前記エアロゾル源を前記ヒータによって加熱可能な位置まで輸送する輸送部とを更に有し、前記第1判定処理を実行するために必要な変数は、前記ヒータと前記容器と前記輸送部とのうちのいずれか1つの要素から取得され、前記第2判定処理を実行するために必要な変数は、前記ヒータと前記容器と前記輸送部とのうちの前記要素以外のいずれか1つから取得される。
本発明によれば、例えば、エアロゾル源の有無または残量の判定の高精度化に有利な技術を提供することができる。
一実施形態の吸引器の構成を模式的に示す図。 電気部品の構成例を示す図。 一実施形態の吸引器の動作を示す図。 霧化器におけるエアロゾル源の有無および残量の判定処理を含む吸引器の第1動作例を示す図。 霧化器におけるエアロゾル源の有無および残量の判定処理を含む吸引器の第2動作例を示す図。 霧化器におけるエアロゾル源の残量の判定処理を含む吸引器の第3動作例を示す図。 霧化器におけるエアロゾル源の残量の判定処理を含む吸引器の第4動作例を示す図。 霧化器におけるエアロゾル源の有無の判定処理を含む吸引器の第5動作例を示す図。 (a)は第1動作例によるエアロゾル源の残量の更新および枯渇の検知の概念を示す図、(b)は第3動作例によるエアロゾル源の残量の更新の概念を示す図。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴は任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
図1には、一実施形態の吸引器100の構成が模式的に示されている。ユーザによる吸引動作に応じて、エアロゾルを含む気体、または、エアロゾルおよび香味物質を含む気体を吸口部130を通してユーザに提供するように構成されうる。吸引器100は、コントローラ102と、霧化器104とを備えうる。吸引器100は、霧化器104を取り外し可能な状態で保持する保持部103を備えうる。コントローラ102は、吸引器用コントローラとして理解されてもよい。霧化器104は、エアロゾル源を霧化するように構成されうる。エアロゾル源は、例えば、グリセリンまたはプロピレングリコール等の多価アルコール等の液体でありうる。あるいは、エアロゾル源は、薬剤を含んでもよい。エアロゾル源は、液体であってもよいし、固体であってもよいし、液体および固体の混合物であってもよい。エアロゾル源に代えて、水等の蒸気源が用いられてもよい。
吸引器100は、香味源131を含むカプセル106を更に備えてもよく、霧化器104は、カプセル106を取り外し可能な状態で保持するカプセルホルダ105を含みうる。カプセルホルダ106は、霧化器104ではなくコントローラ102に含められていてもよい。香味源131は、例えば、たばこ材料を成形した成形体でありうる。あるいは、香味源131は、たばこ以外の植物(例えば、ミント、ハーブ、漢方、コーヒー豆等)によって構成されてもよい。香味源には、メントールなどの香料が付与されていてもよい。香味源131は、エアロゾル源に添加されてもよい。
コントローラ102は、電気部品110を含みうる。電気部品110は、ユーザインターフェース116を含みうる。あるいは、コントローラ102は、電気部品110およびユーザインターフェース116を含むものとして理解されてもよい。ユーザインターフェース116は、例えば、表示部DISP(例えば、LED等の発光素子、および/または、LCD等の画像表示器)、および/または、操作部OP(例えば、ボタンスイッチ等のスイッチ)を含みうる。
コントローラ102の保持部103は、第1電気接点111および第2電気接点112を含みうる。保持部103によって霧化器104が保持された状態において、保持部103の第1電気接点111は、霧化器104の第3電気接点113に接し、また、保持部103の第2電気接点112は、霧化器104の第4電気接点114に接しうる。コントローラ102は、第1電気接点111および第2電気接点112を通して霧化器104に電力を供給しうる。
霧化器104は、前述の第3電気接点113および第4電気接点114を含みうる。また、霧化器104は、エアロゾル源を加熱するヒータ127と、エアロゾル源を保持する容器125と、容器125によって保持されたエアロゾル源をヒータ127による加熱領域に輸送する輸送部(wick)127とを含みうる。該加熱領域の少なくとも一部は、霧化器104内に設けられた流路128に配置されうる。第1電気接点111、第3電気接点113、ヒータ127、第4電気接点114および第2電気接点112は、ヒータ127に電流を流すための電流経路を形成する。輸送部126は、例えば、繊維素材または多孔質素材で構成されうる。
霧化器104は、前述のように、カプセル106を取り外し可能に保持するカプセルホルダ105を含むことができる。カプセルホルダ105は、一例において、カプセル106の一部をカプセルホルダ105内または霧化器104内に収容し、他の一部を露出させるようにカプセル106を保持しうる。ユーザは、吸口部130を口で銜えて、エアロゾルを含有する気体を吸引することができる。このように吸口部130が取り外し可能なカプセル106に備えられることで、吸引器100を清潔に保つことができる。
ユーザが吸口部130を銜えて吸引動作を行うと、矢印で例示されるように、不図示の開口を通じて霧化器104の流路128に空気が流入し、ヒータ127がエアロゾル源を加熱することによって発生するエアロゾルがその空気によって吸口部130に向けて輸送される。そして、香味源131が配置されている構成においては、そのエアロゾルに香味源131が発生する香味物質が添加されて吸口部130に輸送され、ユーザの口に吸い込まれる。
図2には、電気部品110の構成例が示されている。電気部品110は、電源(バッテリー)250と、霧化器104(のヒータ127)に電力を供給する電力供給部270と、ヒータ127の抵抗値を検出するための検出回路220と、検出回路220を使って得られる情報を平滑化した平滑信号に応じて制御信号を発生するプロセッサ240とを備えうる。ヒータ127は、ヒータ127の温度によって変化する抵抗値RHTRを有する。
電力供給部270は、ヒータ127に電流を流すための電流経路に配置されたスイッチSW1を含みうる。スイッチSW1の開閉(オフ、オン)は、平滑信号に応じてプロセッサ240が発生する制御信号SWC1によって制御されうる。電力供給部270は、例えば、電源250から供給される電源電圧Vbatをヒータ駆動電圧Voutに変換する電圧変換器272を含むことができる。スイッチSW1は、ヒータ駆動電圧Voutの供給ラインと接地ラインとの間に、ヒータ127に電流を流すための電流経路を構成するように配置されうる。スイッチSW1は、例えば、ヒータ駆動電圧Voutの供給ラインとヒータ127との間に配置されうる。
検出回路220は、ヒータ駆動電圧Voutの供給ラインと接地ラインとの間に、ヒータ127と直列に配置されたシャント抵抗Rshunt1と、スイッチSW2とを含みうる。また、検出回路220は、ヒータ127に印加される電圧VHTRを検出する増幅器AMPを含みうる。ここで、シャント抵抗Rshunt1の抵抗値をその符号と同様にRshunt1と標記する。増幅器AMPは、例えば、非反転入力端子、反転入力端子および出力端子を有する差動増幅器221と、反転入力端子と接地ラインとを接続する抵抗素子R1と、反転入力端子と出力端子とを接続する抵抗素子R2とを有し、VHTRが非反転入力端子に入力されうる。このような構成例では、抵抗素子R1の抵抗値をR1、抵抗素子R2の抵抗値をR2と標記すると、増幅器AMPの増幅率Aは、(1+R2/R1)である。スイッチSW2は、プロセッサ240が発生する制御信号SWC2によって制御されうる。
ヒータ127の抵抗値RHTRを検出するときは、スイッチSW1がオフされ、スイッチSW2がオンされる。このとき、RHTRを流れる電流をIHTRとすると、RHTRは次式で表される。
HTR=VHTR/IHTR=VHTR・(RHTR+Rshunt1)/Vout
・・・式(1)
式(1)を変形すると、RHTRを与える式(2)が得られる。

HTR=Rshunt1・VHTR/(Vout−VHTR
・・・式(2)
検出回路220の増幅器AMPの出力電圧VAMPは、式(3)で与えられる。
AMP=A・VHTR ・・・式(3)
式(3)を変形すると、VHTRを与える式(4)が得られる。
HTR=VAMP/A ・・・式(4)
よって、式(2)および式(4)に従って、ヒータ127の抵抗値RHTRを得ることができる。
プロセッサ240は、検出回路220の増幅器AMPの出力電圧VAMPが入力される入力端子、および、該入力端子に入力された電圧であるアナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換器を含みうる。プロセッサ240は、検出回路220を使って得られる情報(ここでは、VAMP)を平滑化した平滑信号に応じて制御信号を発生しうる。該制御信号は、例えば、制御信号SWC1でありうるが、他の制御信号(例えば、表示部DISPを制御する制御信号)を含むこともできる。
プロセッサ240は、例えば、MCU(Micro Controller Unit(マイクロコントローラユニット))で構成されうるが、プロセッサ240は、MCUとアナログ回路とによって構成されてもよい。プロセッサ240には、電源電圧Vbatをプロセッサ240用の電圧Vmcuに変換するLDO(Low DropOut)等の電圧変換回路260から電圧Vmcuが供給されうる。プロセッサ240は、既知の値であるRshunt1、out、および、増幅器AMPから供給されるVAMPに基づいて、式(2)および式(4)に従って、ヒータ127の抵抗値RHTRを計算しうる。
プロセッサ240は、ヒータ127の抵抗値RHTRに基づいて、式(5)に従って、ヒータ127の温度を計算しうる。
T=Tref+(1/α)・(RHTR−Rref)・(1/Rref)・10
・・・式(5)
ここで、Trefは基準温度である。Rrefは基準抵抗値であり、これは基準温度におけるヒータ127の抵抗値RHTRである。αはヒータ127の温度係数[ppm/℃]である。なお、基準温度は、任意の温度とすることができ、基準抵抗値を取得する際のヒータ127の温度が基準温度である。基準抵抗値を取得する際のヒータ127の温度としては、吸引器100内の任意箇所の温度(例えば、後述の温度センサ282によって検出される温度)を代用することができる。
プロセッサ240は、ヒータ127の温度に基づいて、ヒータ127の温度が目標温度に一致するように、スイッチSW1を制御するための制御信号SWC1を発生しうる。プロセッサ240は、ユーザインターフェース116の操作部OPからの信号を取り込み、また、ユーザインターフェース116の表示部DISPに対して表示制御用の信号を提供する。電気部品110は、ユーザのパフ動作を検出するパフセンサ(例えば、圧力センサ)281、および、電気部品110の所定箇所の温度を検出する温度センサ282を含みうる。温度センサ282は、パフセンサ281、電源250、またはプロセッサ240に組み込まれていてもよい。
図3には、吸引器100の動作が示されている。この動作は、プロセッサ240によって制御される。プロセッサ240は、プログラムを格納したメモリと、該プログラムに従って動作するCPUとを含む。例えば、添付図面に示される各フローチャートに対応するプログラムはメモリに格納され、該プログラムがCPUによって実行される。
ステップS301では、プロセッサ240は、霧化要求を受けることを待ち、霧化要求を受けたら、ステップS302を実行する。霧化要求は、霧化器104を動作させること、より詳しくは、エアロゾル源からエアロゾルを発生させるようにヒータ127を目標温度範囲内に制御することの要求である。霧化要求は、ユーザが吸口部130を通して吸引動作(パフ動作)を行ったことをパフセンサ281が検出し、その検出をパフセンサ281がプロセッサ240に通知する動作でありうる。あるいは、霧化要求は、ユーザが操作部OPを操作したことを操作部OPがプロセッサ240に通知する動作でありうる。
ステップS302では、プロセッサ240は、電源電圧Vbatを不図示の電源管理回路から取得し、電源電圧Vbatが放電終止電圧Vend(例えば3.2V)を上回っているかどうかを判断する。電源電圧Vbatが放電終止電圧Vend以下ということは、電源250の放電可能残量が十分ではないことを意味する。そこで、電源電圧Vbatが放電終止電圧Vend以下である場合は、ステップS319において、プロセッサ240は、ユーザインターフェース116の表示部DISPを使って、電源250の充電を促す報知を行う。この報知は、表示部DISPがLEDを含む場合において、該LEDを赤色で点灯させることでありうる。電源電圧Vbatが放電終止電圧Vendを上回っている場合、ステップS303において、プロセッサ240は、ユーザインターフェース116の表示部DISPを使って、正常動作が可能であることを報知しうる。この報知は、表示部DISPがLEDを含む場合において、該LEDを青色で点灯させることでありうる。
ステップS303に次いで、ステップS304では、プロセッサ240は、ヒータ127に対する給電制御を開始する。ヒータ127に対する給電制御は、ヒータ127を目標温度範囲内に制御する温度制御を含む。温度制御は、ヒータ127の抵抗値RHTRを検出することによってヒータ127の温度を検出し、その検出結果に基づいてスイッチSW1の開閉を制御信号SWC1によって制御するフィードバック制御を含みうる。
次いで、ステップS305では、プロセッサ240は、吸引時間Tを0にリセットし、その後、ステップS306では、プロセッサ240は、吸引時間TにΔtを加算する。Δtは、ステップS306の実行と次のステップ506の実行との時間間隔に相当する。
次いで、ステップS307では、プロセッサ240は、霧化要求が終了しているかどうかを判断し、霧化要求が終了している場合は、ステップS309において、プロセッサ240は、ヒータ127に対する給電制御を停止する。一方、霧化要求が終了していない場合は、ステップS308において、プロセッサ240は、吸引時間Tが上限時間に達したかどうかを判断し、吸引時間Tが上限時間に達していない場合は、ステップS306に戻る。一例として、上限時間は2.0〜2.5secであってもよい。
ステップS309に次いで、ステップS310では、プロセッサ240は、青色で点灯させていたLEDを消灯させる。次いで、ステップS311では、プロセッサ240は、積算時間Tを更新する。より具体的には、ステップS311では、現時点での積算時間Tに吸引時間Tを加算する。積算時間Tは、カプセル106が吸引のために使用された積算時間、換言すると、カプセル106の香味源131を通してエアロゾルが吸引された積算時間でありうる。
ステップS312では、プロセッサ240は、積算時間Tが吸引可能時間(例えば、120sec)を超えていないかどうかを判断する。積算時間Tが吸引可能時間を超えていない場合は、カプセル106が未だ香味物質を提供可能であることを意味し、この場合は、ステップS301に戻る。積算時間Tが吸引可能時間を超えている場合は、ステップS313において、プロセッサ240は、霧化要求の発生を待つ。そして、霧化要求が発生したら、ステップS314において、プロセッサ240は、霧化要求が所定時間にわたって継続するのを待ち、その後、ステップS315において、プロセッサ240は、ヒータ127に対する給電制御を禁止する。なお、ステップS514は省略されてもよい。
次いで、ステップS316では、プロセッサ240は、ユーザインターフェース116の表示部DISPを使って、カプセル106の交換を促す報知を行う。この報知は、表示部DISPがLEDを含む場合において、該LEDを青色で点滅(点灯、消灯の繰り返し)させることでありうる。これを受けて、ユーザは、カプセル106を交換しうる。一例において、1個の霧化器104と複数個(例えば、5個)のカプセル106とが1個のセットとして販売されうる。このような例では、1個のセットの1個の霧化器104および全てのカプセル106が消費された後、消費されたセットの霧化器104と最後のカプセル106が新しいセットの霧化器104およびカプセル106に交換されうる。
ステップS317では、プロセッサ240は、カプセル106(または、カプセル106および霧化器104)の交換が完了するのを待ち、ステップS318では、プロセッサ240は、ヒータ127に対する給電制御の禁止を解除し、ステップS301に戻る。
以下、霧化器104におけるエアロゾル源の有無または残量の判定処理を含む吸引器100の動作について説明する。なお、本明細書において、エアロゾル源の残量は、霧化器104(における容器125)内に保持されているエアロゾル源の絶対量を示す値であってもよいし、霧化器104(における容器125)内で保持されうるエアロゾル源の満量に対するエアロゾル源の残存量の割合によって示される値であってもよい。また、エアロゾル源の有無とは、霧化器104(における容器125)内にエアロゾル源が有るか無いかの二値で示すものである。ここで、エアロゾル源無しとは、エアロゾル源の残量が0またはほぼ0である状態をいい、この状態を、エアロゾル源が「枯渇」しているともいう。また、エアロゾル源有りとは、エアロゾル源の残量が正常な吸引動作を妨げない程度に十分にある状態をいう。
実施形態において、プロセッサ240は、保持部103によって保持されている霧化器104におけるエアロゾル源の有無または残量を第1アルゴリズムにより第1判定処理と、エアロゾル源の有無または残量を第1アルゴリズムとは異なる第2アルゴリズムにより判定する第2判定処理とを実行するように構成されている。
(第1動作例)
図4には、霧化器104におけるエアロゾル源の有無または残量の判定処理を含む吸引器100の第1動作例が示されている。第1動作例においては、第1判定処理は第1アルゴリズムによりエアロゾル源の残量を判定する処理であり、第2判定処理は第2アルゴリズムによりエアロゾル源の有無を判定する処理である。例えば、第1アルゴリズムは、後述するアルゴリズムB1〜B6のうちから選択されるいずれかのアルゴリズムであり、第2アルゴリズムは、後述するアルゴリズムA1〜A8のうちから選択されるいずれかのアルゴリズムでありうる。
ステップS401で、プロセッサ240は、エアロゾル源の残量を更新するイベントが検知されたかを判断する。エアロゾル源の残量を更新するイベントは、不図示の電源ボタンまたは残量表示ボタンの押下、霧化要求等でありうる。ここでエアロゾル源の残量を更新するイベントが検知されればステップS402に進み、該イベントが検知されなければステップS406に進む。
ステップS402では、プロセッサ240は、第1判定処理を実行するために必要な変数である第1パラメータを取得する。第1パラメータは、第1判定処理で採用される第1アルゴリズムに応じた、ヒータ127の抵抗値RHTRまたは温度等でありうる。ステップS403では、プロセッサ240は、ステップS402で取得された第1パラメータを用いて第1アルゴリズムによる第1判定処理を実行しエアロゾル源の残量を取得する。第1判定処理によって取得された残量を第1残量とする。ステップS404では、プロセッサ240は、メモリに記憶されている残量を第1残量で更新する。ステップS405では、プロセッサ240は、ユーザインターフェース116の表示部DISPに更新後の残量を表示させる。表示部DISPが複数のLEDを含む場合には、複数のLEDによるグラフ表示によって残量が表示されうる。
ステップS406では、プロセッサ240は、エアロゾル源の有無を更新するイベントが検知されたかを判断する。エアロゾル源の有無を更新するイベントは、例えば霧化要求でありうる。ここでエアロゾル源の有無を更新するイベントが検知されればステップS407に進み、該イベントが検知されなければ本動作は終了する。
ステップS407では、プロセッサ240は、第2判定処理を実行するために必要な変数である第2パラメータを取得する。第2パラメータは、第2判定処理で採用される第2アルゴリズムに応じた、ヒータ127の抵抗値RHTRまたは温度等でありうる。ステップS408では、プロセッサ240は、ステップS407で取得された第2パラメータを用いて第2アルゴリズムによる第2判定処理を実行する。ステップS409では、プロセッサ240は、第2判定処理の結果がエアロゾル源無し(すなわち枯渇)を示しているか否かを判定する。ここで、エアロゾル源有りと判定された場合、本処理は終了する。一方、エアロゾル源無しと判定された場合は、ステップS410に進む。S403において第1判定処理によって残量が0より多いと判定された場合であってもS409でエアロゾル源無し(すなわち枯渇)と判定される場合がありうる。この場合、プロセッサ240は、S409でのエアロゾル源無しとの判定を優先し、図9(a)に示されるように、エアロゾル源無しとの最終判定結果を出力する。ステップS410では、プロセッサ240は、エアロゾル源無しの最終判定結果に従って、ヒータ127に対する給電を禁止することによりエアロゾルの生成を禁止する。
次いで、ステップS411では、プロセッサ240は、メモリに記憶されている残量を0に更新する。ステップS412では、プロセッサ240は、ユーザインターフェース116の表示部DISPを使って更新後の残量(すなわち残量0)を示す報知を行う。この報知は、エアロゾル源の枯渇を強調して報知するためLEDを赤色で点滅させることでありうる。また、ユーザインターフェース116が振動部を備えている場合には、プロセッサ240は、振動部により霧化器の交換を促す振動を発生させてもよい。
以上のように本動作例では、判定アルゴリズムの異なる第1判定処理と第2判定処理の組み合わせによってエアロゾル源の有無および残量の判定を高精度に行うことができる。また、本動作例によれば、第1判定処理によって残量が0より多いと判定された場合であっても第2判定処理によってエアロゾル源無しと判定された場合には、エアロゾル源無しとの判定結果が優先されて、エアロゾルの生成が禁止される。そのため、エアロゾル源が枯渇しているにもかかわらずヒータ加熱が継続されるという事態を確実に防止することができる。また、望まない香喫味の発生をより確実に抑制することができる。
(第2動作例)
図5には、霧化器104におけるエアロゾル源の有無または残量の判定処理を含む吸引器100の第2動作例が示されている。第2動作例においては、第1判定処理は第1アルゴリズムによりエアロゾル源の有無を判定する処理であり、第2判定処理は第2アルゴリズムによりエアロゾル源の残量を判定する処理である。例えば、第1アルゴリズムは、後述するアルゴリズムA1〜A8のうちから選択されるいずれかのアルゴリズムであり、第2アルゴリズムは、後述するアルゴリズムB1〜B6のうちから選択されるいずれかのアルゴリズムでありうる。
ステップS501で、プロセッサ240は、エアロゾル源の残量および有無を更新するイベントが検知されたかを判断する。エアロゾル源の残量および有無を更新するイベントは、不図示の電源ボタンまたは残量表示ボタンの押下、霧化要求等でありうる。ここでエアロゾル源の残量および有無を更新するイベントが検知されればステップS502に進み、該イベントが検知されなければ本動作は終了する。
ステップS502では、プロセッサ240は、第1判定処理を実行するために必要な変数である第1パラメータを取得する。ステップS503では、プロセッサ240は、ステップS502で取得された第1パラメータを用いて第1アルゴリズムによる第1判定処理を実行する。ステップS504では、プロセッサ240は、第1判定処理の結果がエアロゾル源無し(すなわち枯渇)を示しているか否かを判定する。ここで、エアロゾル源有りと判定された場合、ステップS505に進み、プロセッサ240は、第2判定処理を実行するために必要な変数である第2パラメータを取得する。ステップS506では、プロセッサ240は、ステップS505で取得された第2パラメータを用いて第2アルゴリズムによる第2判定処理を実行する。ステップS507では、プロセッサ240は、メモリに記憶されている残量をステップS506での第2判定処理によって判定された残量で更新する。その後、ステップS508で、プロセッサ240は、ユーザインターフェース116の表示部DISPに更新後の残量を表示させる。
一方、ステップS504でエアロゾル源無し(すなわち枯渇)と判定された場合は、ステップS509に進み、プロセッサ240は、ヒータ127に対する給電を禁止することによりエアロゾルの生成を禁止する。次いで、ステップS510で、プロセッサ240は、メモリに記憶されている残量を0に更新する。その後、ステップS508で、プロセッサ240は、ユーザユーザインターフェース116の表示部DISPを使って更新後の残量(すなわち残量0)を示す報知を行う。この場合の報知は、エアロゾル源の枯渇を強調して報知するためLEDを赤色で点滅させることでありうる。また、ユーザインターフェース116が振動部を備えている場合には、プロセッサ240は、振動部により霧化器の交換を促す振動を発生させてもよい。
以上のように、本動作例では、第1判定処理によりエアロゾル源無しと判定された場合(S504でYESの場合)には第2判定処理(残量判定)は実行されず、第1判定処理によりエアロゾル源有りと判定された場合(S504でNOの場合)のみ、第2判定処理(残量判定)が実行される。これにより、エアロゾル源が枯渇していると判定されているにもかかわらずエアロゾル源の残量判定が実行されるのを防止できるため、プロセッサ240の消費電力や負荷を軽減することができる。
(第3動作例)
図6には、霧化器104におけるエアロゾル源の残量の判定処理を含む吸引器100の第3動作例が示されている。第3動作例においては、第1判定処理は第1アルゴリズムによりエアロゾル源の残量を判定する処理であり、第2判定処理は第2アルゴリズムによりエアロゾル源の残量を判定する処理である。例えば、第1アルゴリズムは、後述するアルゴリズムB1〜B6のうちから選択されるいずれかのアルゴリズムであり、第2アルゴリズムは、アルゴリズムB1〜B6のうちから選択される、第1アルゴリズム以外のいずれかのアルゴリズムでありうる。
ステップS601で、プロセッサ240は、エアロゾル源の残量を更新する第1イベントが検知されたかを判断する。第1イベントは、不図示の電源ボタンまたは残量表示ボタンの押下、霧化要求等でありうる。ここで第1イベントが検知されればステップS602に進み、第1イベントが検知されなければステップS606に進む。
ステップS602では、プロセッサ240は、第1判定処理を実行するために必要な変数である第1パラメータを取得する。ステップS603では、プロセッサ240は、ステップS602で取得された第1パラメータを用いて第1アルゴリズムによる第1判定処理を実行しエアロゾル源の残量を取得する。ステップS604では、プロセッサ240は、メモリに記憶されている残量をステップS603で取得された残量で更新する。ステップS605では、プロセッサ240は、ユーザインターフェース116の表示部DISPに更新後の残量(第2量)を表示させる。表示部DISPが複数のLEDを含む場合には、複数のLEDによるグラフ表示によって残量が表示されうる。
ステップS606では、プロセッサ240は、エアロゾル源の残量を更新する第2イベントが検知されたかを判断する。第2イベントは、例えば霧化要求でありうる。ここで第2イベントが検知されればステップS607に進み、第2イベントが検知されなければ本動作は終了する。
ステップS607では、プロセッサ240は、第2判定処理を実行するために必要な変数である第2パラメータを取得する。ステップS608では、プロセッサ240は、ステップS607で取得された第2パラメータを用いて第2アルゴリズムによる第2判定処理を実行しエアロゾル源の残量を取得する。第2判定処理によって取得された残量を第2残量とする。
ステップS609では、プロセッサ240は、S603で得られた第1残量とS608で得られた第2残量とに基づいて、エアロゾル源の残量(第1量)を取得する。ここで、プロセッサ240は、S603で得られた第1残量とS608で得られた第2残量との調停を行うことにより、エアロゾル源の残量(第1量)を取得する。調停は、S603で得られた第1残量とS608で得られた第2残量との単純平均により行われてもよいし、加重平均により行われてもよい。
ステップS610では、プロセッサ240は、メモリに記憶されている残量を調停後の残量で更新(第2量を第1量で更新)し、ユーザインターフェース116の表示部DISPに、更新後の残量(第2量に代えて第1量)を表示させる。
以上のように本動作例では、判定アルゴリズムの異なる第1判定処理および第2判定処理のそれぞれによってエアロゾル源の残量を判定し、図9(b)に示されるように、両者の調停を行うため、残量の判定をより高精度に行うことができる。なお、S605で表示される残量はS610で表示される残量に対する中間値(暫定値)である。このような暫定値を表示することでユーザにいち早く最新の残量を提供することができる。しかし、調停により、S605で表示された残量に対してS610で表示される残量が増加する場合もありうる。そのような表示される残量が増加するという挙動を抑制するため、S605での残量表示は省略されてもよい。S605での残量表示を省略する場合、S609での調停が完了するまで表示残量が更新されないことになる。こうすることで、ユーザは正確な残量を知ることができる。
(第4動作例)
図7には、霧化器104におけるエアロゾル源の残量の判定処理を含む吸引器100の第4動作例が示されている。第4動作例は上記第3動作例の変形例である。第4動作例においては、第3動作例と同様、第1判定処理は第1アルゴリズムによりエアロゾル源の残量を判定する処理であり、第2判定処理は第2アルゴリズムによりエアロゾル源の残量を判定する処理である。
ステップS701で、プロセッサ240は、エアロゾル源の残量を更新する第1イベントが検知されたかを判断する。第1イベントは、不図示の電源ボタンまたは残量表示ボタンの押下、霧化要求等でありうる。ここで第1イベントが検知されればステップS702に進み、第1イベントが検知されなければ本処理は終了する。
ステップS702では、プロセッサ240は、第1判定処理を実行するために必要な変数である第1パラメータ、および、第2判定処理を実行するために必要な変数である第2パラメータを取得する。ステップS703では、プロセッサ240は、ステップS702で取得された第1パラメータを用いて第1アルゴリズムによる第1判定処理を実行しエアロゾル源の残量を第1残量として取得するとともに、ステップS702で取得された第2パラメータを用いて第2アルゴリズムによる第2判定処理を実行しエアロゾル源の残量を第2残量として取得する。
ステップS704では、プロセッサ240は、メモリに記憶されている第1残量および第2残量をそれぞれ、ステップS703で取得された第1残量および第2残量で更新する。ステップS705では、プロセッサ240は、ユーザインターフェース116の表示部DISPに暫定値として第1残量または第2残量を表示させる。表示部DISPが複数のLEDを含む場合には、複数のLEDによるグラフ表示によって残量が表示されうる。
ステップS706では、プロセッサ240は、第1残量と第2残量との調停を行う。調停は、第1残量と第2残量との単純平均により行われてもよいし、加重平均により行われてもよい。次いで、ステップS707で、プロセッサ240は、ユーザインターフェース116の表示部DISPに、調停後の残量を表示させる。
(第5動作例)
図8には、霧化器104におけるエアロゾル源の有無の判定処理を含む吸引器100の第5動作例が示されている。第5動作例においては、第1判定処理は第1アルゴリズムによりエアロゾル源の有無を判定する処理であり、第2判定処理は第2アルゴリズムによりエアロゾル源の有無を判定する処理である。例えば、第1アルゴリズムは、後述するアルゴリズムA1〜A8のうちから選択されるいずれかのアルゴリズムであり、第2アルゴリズムは、アルゴリズムA1〜A8のうちから選択される、第1アルゴリズム以外のいずれかのアルゴリズムでありうる。
ステップS801で、プロセッサ240は、エアロゾル源の有無を更新する第1イベントが検知されたかを判断する。第1イベントは、不図示の電源ボタンまたは残量表示ボタンの押下、霧化要求等でありうる。ここで第1イベントが検知されればステップS802に進み、第1イベントが検知されなければステップS805に進む。
ステップS802では、プロセッサ240は、第1判定処理を実行するために必要な変数である第1パラメータを取得する。ステップS803では、プロセッサ240は、ステップS802で取得された第1パラメータを用いて第1アルゴリズムによる第1判定処理を実行する。ステップS804では、プロセッサ240は、第1判定処理の結果がエアロゾル源無し(すなわち枯渇)を示しているか否かを判定する。ここでエアロゾル源無しと判定された場合は、ステップS809に進み、プロセッサ240は、ヒータ127に対する給電を禁止することによりエアロゾルの生成を禁止する。次いで、ステップS810で、プロセッサ240は、メモリに記憶されている残量を0に更新する。
一方、ステップS804でエアロゾル源有りと判定された場合は、ステップS805に進む。ステップS805では、プロセッサ240は、エアロゾル源の有無を更新する第2イベントが検知されたかを判断する。第2イベントは、例えば霧化要求でありうる。ここで第2イベントが検知されればステップS806に進み、第2イベントが検知されなければ本動作は終了する。
ステップS806では、プロセッサ240は、第2判定処理を実行するために必要な変数である第2パラメータを取得する。ステップS807では、プロセッサ240は、ステップS806で取得された第2パラメータを用いて第2アルゴリズムによる第2判定処理を実行する。ステップS808では、プロセッサ240は、第2判定処理の結果がエアロゾル源無し(すなわち枯渇)を示しているか否かを判定する。ここでエアロゾル源無しと判定された場合は、ステップS809に進み、プロセッサ240は、ヒータ127に対する給電を禁止することによりエアロゾルの生成を禁止する。次いで、ステップS810で、プロセッサ240は、メモリに記憶されている残量を0に更新する。ステップS808でエアロゾル源有りと判定された場合、これは第1判定処理によっても第2判定処理によっても枯渇が検知されなかった場合であり、本動作を終了する。
以上のように、本動作例によれば、第1判定処理と第2判定処理のうちの一方でエアロゾル源無しと判定され、かつ第1判定処理と第2判定処理のうちの他方でエアロゾル源有りと判定された場合、ヒータ127への電力の供給が禁止される。これにより、霧化器104内のエアロゾル源が尽きているにもかかわらず霧化動作(ヒータ127の加熱)が継続的に行われてしまうことを確実に抑制することができる。また、望まない香喫味の発生をより確実に抑制することができる。
上述の各動作例においては、第1判定処理が実行されるタイミングの少なくとも一部は、第2判定処理が実行されるタイミングとは異なっている。こうすることで、できるかぎり最新のエアロゾル源の有無または残量の情報をユーザに提供することができる。また、各動作例においては、第1判定処理を実行するために必要な変数と第2判定処理を実行するために必要な変数とは異なっているため、第1判定処理および第2判定処理のいずれか一方で誤判定が生じても他方によってその誤判定を補償することが可能である。これにより高精度な判定結果を得ることができる。
<エアロゾル源の有無または残量を判定するアルゴリズムの例示>
上述の各動作例における第1判定処理に係る第1アルゴリズムおよび第2判定処理に係る第2アルゴリズムには、種々のアルゴリズムを採用することができる。以下、エアロゾル源の有無または残量を判定するアルゴリズムの例を示す。以下において、アルゴリズムA1〜A8は、エアロゾル源の有無を判定するアルゴリズム、アルゴリズムB1〜B6は、エアロゾル源の残量を判定するアルゴリズムである。
(アルゴリズムA1)
アルゴリズムA1は、ヒータ127の温度(以下、ヒータ温度)またはヒータ温度の上昇速度に基づいてエアロゾル源の有無を判定する。アルゴリズムA1において、エアロゾル源の有無の判定に必要な変数(パラメータ)は、ヒータ127の抵抗値RHTRまたはヒータ温度である。
一例において、プロセッサ240は、霧化要求を受けたことに応じて、ヒータ127の抵抗値RHTRを検出する。具体的には、スイッチSW1をオフ、スイッチSW2をオンした状態で、プロセッサ240は、検出回路220の増幅器AMPの出力電圧VAMPに基づいて、式(2)および式(4)に従ってヒータ127の抵抗値RHTRを計算する。次いで、プロセッサ240は、計算されたヒータ127の抵抗値RHTRと、あらかじめ設定されている基準温度Trefおよび基準抵抗値Rrefとに基づいて、式(5)に従ってヒータ127の温度THTRを計算する。
その後、プロセッサ240は、計算されたヒータ127の温度THTRが所定のしきい値(例えば、250℃)を超えているかどうかを判断する。なお、このしきい値は、エアロゾル源の種類および輸送部127の構造等に応じて定められうる。ここで、温度THTRがしきい値を超えている場合は、プロセッサ240は、霧化器104(の容器125)内のエアロゾル源が無いことを示すエアロゾル源無し(すなわち、枯渇)と判定し、温度THTRがしきい値を超えていない場合は、エアロゾル源有りと判定する。
エアロゾル源の残量が十分にある場合とエアロゾル源が枯渇している場合とでは、ヒータ加熱(給電)継続時間に対するヒータ温度の変化を表す温度プロファイルが異なり、エアロゾル源が枯渇している時の方がエアロゾル源の残量が十分にある時に比べてヒータ温度の上昇速度が速いことが分かっている。そこで、他の例において、プロセッサ240は、霧化要求を受けたことに応じて、ヒータ127の加熱中における第1時刻と該第1時刻から所定時間後の第2時刻とのそれぞれにおいてヒータ温度を計算し、ヒータ温度の上昇速度(変化率)を計算する。
その後、プロセッサ240は、計算された上昇速度が所定のしきい値を超えているかどうかを判断し、上昇速度がしきい値を超えている場合は、エアロゾル源無しと判定し、上昇速度がしきい値を超えていない場合は、エアロゾル源有りと判定する。
(アルゴリズムA2)
アルゴリズムA2は、ヒータ127の抵抗値RHTRの変化率に基づいてエアロゾル源の有無を判定する。アルゴリズムA2において、エアロゾル源の有無の判定に必要な変数(パラメータ)は、ヒータ127の抵抗値RHTRまたはヒータ温度である。
プロセッサ240は、霧化要求を受けたことに応じて、ヒータ127の加熱中における第1時刻と該第1時刻から所定時間後の第2時刻とのそれぞれにおいてヒータ127の抵抗値RHTRを検出し、ヒータ127の抵抗値RHTRの変化率を計算する。その後、プロセッサ240は、計算された変化率が所定のしきい値を超えているかどうかを判断し、変化率がしきい値を超えている場合は、エアロゾル源無しと判定し、変化率がしきい値を超えていない場合は、エアロゾル源有りと判定する。
(アルゴリズムA3)
アルゴリズムA3は、各給電サイクルにおけるヒータ温度のばらつきに関連する指標に基づいてエアロゾル源の有無を判定する。アルゴリズムA3において、エアロゾル源の有無の判定に必要な変数(パラメータ)は、ヒータ127の抵抗値RHTRまたはヒータ温度である。
1つの給電サイクルは、1回の吸引動作の期間(パフ期間)に対応する期間であり、例えば、プロセッサ240が霧化要求を受けてから霧化要求が終了するまでの給電期間とすることができる。エアロゾル源の残量が十分にある場合とエアロゾル源が枯渇している場合とでは、ヒータ加熱(給電)継続時間に対するヒータ温度の変化を表す温度プロファイルが異なることは前述したとおりである。ここで、エアロゾル源の残量が十分にある場合の温度プロファイルにおいて、ヒータ温度は、輸送部126によってヒータ127による加熱領域に輸送されたエアロゾル源の沸点に対応する温度付近の値に収束する。他方、エアロゾル源が枯渇している場合の温度プロファイルにおいては、エアロゾル源が供給されないこと等によってヒータ温度のばらつき(揺らぎ)がエアロゾル源の残量が十分にある場合に比べて大きくなる。したがって、ヒータ温度のばらつきの大きさによってエアロゾル源の有無を判定することが可能である。
プロセッサ240は、霧化要求を受けた場合、霧化要求が終了するまで、ヒータ127の抵抗値RHTRを検出し、該抵抗値RHTRに基づいてヒータ温度を計算し、該ヒータ温度をメモリに格納することを繰り返す。これにより、1つの給電サイクルにおけるヒータ温度のデータが得られる。次いで、プロセッサ240は、当該給電サイクルにおけるヒータ温度のばらつきに関連する指標(例えば標準偏差)を計算する。このとき、昇温期間中または当該給電サイクルの初期のヒータ温度のデータを計算対象から除外するなどのデータ処理が行われてもよい。
その後、プロセッサ240は、計算された指標が所定のしきい値を超えているかどうかを判定し、指標がしきい値を超えていない場合は、エアロゾル源無しと判定し、指標がしきい値を超えている場合は、エアロゾル源有りと判定する。
(アルゴリズムA4)
アルゴリズムA4は、直近の2つの給電サイクルそれぞれにおけるヒータ温度のばらつきに関連する指標に基づいてエアロゾル源の有無を判定する。アルゴリズムA4において、エアロゾル源の有無の判定に必要な変数(パラメータ)は、ヒータ127の抵抗値RHTRまたはヒータ温度である。
プロセッサ240は、上記したアルゴリズムA3と同様の動作により、第1給電サイクルにおけるヒータ温度のデータと、該第1給電サイクルの後続の第2給電サイクルにおけるヒータ温度のデータとを取得し、第1給電サイクルにおけるヒータ温度のばらつきに関連する第1指標(例えば標準偏差)と、第2給電サイクルにおけるヒータ温度のばらつきに関連する第2指標(例えば標準偏差)とを計算する。このとき、昇温期間中または当該給電サイクルの初期のヒータ温度のデータを計算対象から除外するなどのデータ処理が行われてもよい。
そして、例えば、プロセッサ240は、第1指標に基づいて、第1給電サイクルにおけるヒータ温度が、エアロゾル源の残量が十分にある場合のヒータ温度より高い温度で定常状態(高温定常状態)となっているかを判定する。また、プロセッサ240は、第2指標に基づいて、第2給電サイクルにおけるヒータ温度も高温定常状態となっているかを判定する。プロセッサ240は、第1給電サイクルにおけるヒータ温度および第2給電サイクルにおけるヒータ温度が共に高温定常状態となっていると判定した場合、エアロゾル源無しと判定し、そうでなければ、エアロゾル源有りと判定する。
(アルゴリズムA5)
アルゴリズムA5は、エアロゾル生成終了後のヒータ温度の冷却速度あるいは冷却時間に基づいてエアロゾル源の有無を判定する。アルゴリズムA1において、エアロゾル源の有無の判定に必要な変数(パラメータ)は、ヒータ127の抵抗値RHTRまたはヒータ温度である。
プロセッサ240は、霧化要求を受けたことに応じてヒータ127に対する給電を行い、霧化要求が終了した後、ヒータ127に対する給電を停止する。すると、ヒータ127の自然冷却によりヒータ温度は時間の経過とともに低下し、やがて室温に対応する温度に収束する。しかし、エアロゾル源が枯渇していた場合、ヒータ温度はエアロゾル源の残量が十分なときよりも高くなっており且つ輸送部126から輸送されるエアロゾル源によってヒータ127が冷却されないため、冷却速度が遅く、室温に対応する温度に収束するまでに長時間を要する。
一例において、プロセッサ240は、霧化要求を受けたことに応じてヒータ127に対する給電を行い、霧化要求が終了した後、ヒータ127に対する給電を停止するとともに、ヒータ127の抵抗値RHTRを検出してヒータ温度T1を計算する。更に、所定時間Δt経過後、プロセッサ240は、ヒータ127の抵抗値RHTRを検出してヒータ温度T2を計算する。次いで、プロセッサ240は、ヒータ127の冷却速度S=(T1−T2)/Δtを計算する。
その後、プロセッサ240は、計算された冷却速度が所定のしきい値を超えているかどうかを判断し、冷却速度がしきい値を超えていない場合は、エアロゾル源無しと判定し、冷却速度がしきい値を超えている場合は、エアロゾル源有りと判定する。
他の例において、プロセッサ240は、霧化要求を受けたことに応じてヒータ127に対する給電を行い、霧化要求が終了した後、ヒータ127に対する給電を停止するとともに、タイマを起動し、ヒータ127の抵抗値RHTRを検出してヒータ温度を計算し、計算されたヒータ温度が室温に対応するしきい値温度以下になったか判断する。以下、プロセッサ240は、ヒータ温度がしきい値温度以下になるまで、ヒータ温度の計算を単位時間毎に繰り返し、ヒータ温度がしきい値温度以下になった時点のタイマ値を計測する。こうしてヒータ127の冷却時間が測定される。
その後、プロセッサ240は、測定された冷却時間が所定のしきい値を超えているかどうかを判断し、冷却時間がしきい値を超えている場合は、エアロゾル源無しと判定し、冷却時間がしきい値を超えている場合は、エアロゾル源有りと判定する。
(アルゴリズムA6)
アルゴリズムA6は、ヒータ127が加熱され冷却された後の抵抗値に基づいてエアロゾル源の有無を判定する。すなわち、アルゴリズムA1において、エアロゾル源の有無の判定に必要な変数(パラメータ)は、ヒータ127の抵抗値RHTRである。
エアロゾル源が十分にある場合、ヒータ127の温度が正常時に到達するエアロゾル源の最高温度(例えば、200℃)に達すると、ヒータ127の抵抗値は上昇しなくなる。その後霧化要求が終了し、ヒータ127に対する給電が停止されるとヒータ127の温度は低下し、それに伴いヒータ127の抵抗値も下降する。ヒータ127の温度が室温にまで達すると、抵抗値はヒータ127の加熱前の値に戻る。
一方、エアロゾル源が枯渇している場合、ヒータ127の温度は、エアロゾル源の残量が十分な場合に到達するエアロゾル源の最高温度を超え、エアロゾル源の枯渇時にのみ到達可能な温度(例えば、350℃)へとさらに上昇する。ここで、ヒータ127には、エアロゾル源の枯渇時にのみ到達可能な温度に達した場合に物性が変化する(電気抵抗値が変化する)材料が使用される。物性の変化の一例としては、ヒータ127表面における酸化被膜の形成が挙げられる。霧化要求が終了し、ヒータ127に対する給電が停止されるとヒータ127の温度は低下し、それに伴いヒータ127の抵抗値も減少する。しかし、ヒータ127は加熱前とは物性が変化しているため、ヒータ127の温度が室温に戻ってもヒータ127の抵抗値は加熱前の値には戻らない。したがって、エアロゾル源が枯渇しているかいないかでヒータ127の抵抗値の収束値が変化する。
プロセッサ240は、保持部103によって霧化器104が保持されたことが検知されたことに応じて、ヒータ127の初期抵抗値RHTRを検出する。プロセッサ240は、霧化要求を受けたことに応じてヒータ127に対する給電を行う。その後、プロセッサ240は、霧化要求が終了したことに応じてヒータ127に対する給電を停止するとともにタイマを起動し、ヒータ温度が室温に戻るのに十分なものとしてあらかじめ定めた冷却時間の経過を待つ。冷却時間の経過後、プロセッサ240は、ヒータ127の加熱・冷却後の抵抗値R’HTRを検出する。次いで、プロセッサ240は、ヒータ127の加熱・冷却後の抵抗値R’HTRと初期抵抗値RHTRとの差が所定のしきい値より大きいか否かを判断し、その差がしきい値より大きい場合は、エアロゾル源無しと判定し、その差がしきい値より大きくない場合は、エアロゾル源有りと判定する。
(アルゴリズムA7)
輸送部127に埋め込まれた剛性抵抗線を有するセンサを備える場合には、この剛性抵抗線の電気抵抗値に基づいてエアロゾル源の有無を判定することができる。したがって、アルゴリズムA7において、エアロゾル源の有無の判定に必要な変数(パラメータ)は、輸送部127に埋め込まれた剛性抵抗線の抵抗値である。
プロセッサ240は、霧化要求を受けたことに応じて、輸送部127に埋め込まれた剛性抵抗線の抵抗値を検出する。次いで、プロセッサ240は、検出された抵抗値が所定のしきい値を超えているかどうかを判断し、抵抗値がしきい値を超えている場合はエアロゾル源無しと判定し、抵抗値がしきい値を超えていない場合はエアロゾル源有りと判定する。
(アルゴリズムA8)
容器125内のエアロゾル源の温度を検知する温度センサが容器125内に配置されている場合には、この温度センサによって検知される温度に基づいてエアロゾル源の有無を判定することができる。したがって、アルゴリズムA8において、エアロゾル源の有無の判定に必要な変数(パラメータ)は、容器125内に配置された温度センサによって検知された温度である。
プロセッサ240は、霧化要求を受けたことに応じて、容器125内に配置された温度センサによって検知された温度を取得する。次いで、プロセッサ240は、取得された温度が所定のしきい値を超えているかどうかを判断し、温度がしきい値を超えている場合はエアロゾル源無しと判定し、温度がしきい値を超えていない場合はエアロゾル源有りと判定する。
<エアロゾル源の残量を判定するアルゴリズムの例>
(アルゴリズムB1)
吸引時間と霧化量との関係(霧化特性)が分かっていれば、累積吸引時間によってエアロゾル源の消費量を推定できる。そこで、アルゴリズムB1は、累積吸引時間上限値(エアロゾル源の満量に対応する)に対する現在の累積吸引時間の割合に基づいてエアロゾル源の残量を判定する。アルゴリズムB1において、エアロゾル源の残量の判定に必要な変数(パラメータ)は、各回の吸引動作における吸引時間である。なお、1吸引あたりのヒータ127に対する給電を行う上限時間が定められている場合は、吸引時間に代えて給電を実際に行った時間を用いてもよい。
プロセッサ240は、霧化要求を受けたことに応じてヒータ127に対する給電を行うとともにタイマを起動し、霧化要求が終了したことに応じてヒータ127に対する給電を停止するとともにタイマを停止してタイマ値を計測する。これにより、1回の吸引動作における吸引時間が特定される。吸引動作の都度、計測されたタイマ値の累積値をメモリに記憶させることにより、累積吸引時間が取得される。プロセッサ240は、吸引動作の都度、取得された累積吸引時間に基づいてエアロゾル源の残量を計算する。
なお、厳密には、吸引時間と霧化量との関係は線形ではない。ヒータ127に対する給電が開始されてからヒータ温度が安定するまでの時間遅れがあるからである。また、ヒータ127に対する給電開始時におけるヒータ127の初期温度は、前回の吸引動作終了時からの時間間隔(吸引動作間隔)に依存して異なるため、ヒータ127に対する給電が開始されてからヒータ温度が安定するまでの時間遅れも異なる。したがって、プロセッサ240は、各回の吸引動作において計測されたタイマ値および/または吸引動作間隔に基づいて、吸引時間または累積吸引時間を補正してもよい。
(アルゴリズムB2)
アルゴリズムB2は、ヒータ温度またはヒータ温度の上昇率に基づいてエアロゾル源の残量を判定する。アルゴリズムB2において、エアロゾル源の残量の判定に必要な変数(パラメータ)は、ヒータ127の抵抗値RHTRまたはヒータ温度である。ヒータ127の温度を検知する温度センサが配置されている場合には、エアロゾル源の残量の判定に必要な変数(パラメータ)は、温度センサによって検知されたヒータ温度でありうる。
一例において、プロセッサ240は、霧化要求を受けたことに応じて、ヒータ127の抵抗値RHTRを検出する。次いで、プロセッサ240は、計算されたヒータ127の抵抗値RHTRに基づいてヒータ温度を計算する。その後、プロセッサ240は、あらかじめ得られているヒータ温度とエアロゾル源の残量との関係に基づいて、計算されたヒータ温度に対応するエアロゾル源の残量を取得する。
アルゴリズムB2では、ヒータ温度の上昇速度に基づいてエアロゾル源の残量を判定してもよい。この場合、プロセッサ240は、霧化要求を受けたことに応じて、ヒータ127の加熱中における第1時刻と該第1時刻から所定時間後の第2時刻とのそれぞれにおいてヒータ温度を計算し、ヒータ温度の上昇速度(変化率)を計算する。
その後、プロセッサ240は、あらかじめ得られているヒータ温度の上昇速度とエアロゾル源の残量との関係に基づいて、計算された上昇速度に対応するエアロゾル源の残量を取得する。
(アルゴリズムB3)
ヒータ加熱(給電)継続時間に対するヒータ温度の変化を表す温度プロファイルが既知であり、ヒータ温度に対する霧化率の特性が既知であれば、ヒータ加熱継続時間に対する霧化率の変化を表す霧化率プロファイルが得られる。アルゴリズムB3は、霧化率プロファイルに基づいてエアロゾル源の残量を判定する。
プロセッサ240は、霧化要求を受けたことに応じてヒータ127に対する給電を行うとともにタイマを起動し、霧化要求が終了したことに応じてヒータ127に対する給電を停止するとともにタイマを停止してタイマ値を計測する。これにより、1回の吸引動作における吸引時間が特定される。プロセッサ240は、特定された吸引時間における霧化率曲線下で積分することにより、当該吸引時間における霧化量すなわちエアロゾル源の消費量を取得する。吸引動作の都度、取得されたエアロゾル源の消費量の累積値をメモリに記憶させることにより、エアロゾル源の累積消費量が取得される。プロセッサ240は、吸引動作の都度、容器125内に保持されうるエアロゾル源の満量値から取得されたエアロゾル源の累積消費量を減算することにより、エアロゾル源の残量を取得する。
(アルゴリズムB4)
アルゴリズムB4は、輸送部127の電気抵抗値に基づいてエアロゾル源の残量を判定する。アルゴリズムB4において、エアロゾル源の残量の判定に必要な変数(パラメータ)は、輸送部127の電気抵抗値である。
プロセッサ240は、霧化要求を受けたことに応じて、輸送部127の電気抵抗値を検出する。その後、プロセッサ240は、あらかじめ得られている輸送部127の電気抵抗値とエアロゾル源の残量との関係に基づいて、計算された輸送部127の電気抵抗値に対応するエアロゾル源の残量を取得する。
(アルゴリズムB5)
ここでは、容器125内の第1位置に配置された電極と、容器125内の該第1位置とは離れた第2位置に配置された電極のそれぞれが検出回路220に接続され、検出回路200は、容器125における電極間の電気抵抗値を検出するように構成される。電極間の電気抵抗値は、容器125内のエアロゾル源の充填状態によって変化する。例えば、容器125内にエアロゾル源が満たされている状態では電気抵抗値は低く、容器125内のエアロゾル源が減少するにつれ電気抵抗値は高くなる。
そこで、アルゴリズムB5は、容器125における電極間の電気抵抗値に基づいてエアロゾル源の残量を判定する。したがって、アルゴリズムB5において、エアロゾル源の残量の判定に必要な変数(パラメータ)は、容器125における電極間の電気抵抗値である。
プロセッサ240は、霧化要求を受けたことに応じて、容器125における電極間の電気抵抗値を検出する。その後、プロセッサ240は、あらかじめ得られている電極間の電気抵抗値とエアロゾル源の残量との関係に基づいて、検出された電気抵抗値に対応するエアロゾル源の残量を取得する。
あるいは、容器125内のエアロゾル源が満たされている状態では電気抵抗値のばらつき(揺らぎ)は小さく、容器125内のエアロゾル源が減少するにつれ電気抵抗値のばらつきは大きくなる。そこで、他の例において、プロセッサ240は、霧化要求を受けたことに応じて、容器125における電極間の電気抵抗値を複数回にわたって検出し、検出された電気抵抗値のばらつきに関する指標を計算する。その後、プロセッサ240は、あらかじめ得られている電極間の電気抵抗値のばらつきに関する指標とエアロゾル源の残量との関係に基づいて、計算により得られた電気抵抗値のばらつきに関する指標に対応するエアロゾル源の残量を取得する。
(アルゴリズムB6)
ここでは、容器125内の第1位置に配置された電極と、容器125内の該第1位置とは離れた第2位置に配置された電極のそれぞれが検出回路220に接続され、検出回路200は、容器125における電極間の静電容量を検出するように構成される。電極間の静電容量は、容器125内のエアロゾル源の充填状態によって変化する。例えば、容器125内にエアロゾル源が満たされている状態では静電容量は高く、容器125内のエアロゾル源が減少するにつれ静電容量は低くなる。
そこで、アルゴリズムB6は、容器125における電極間の静電容量に基づいてエアロゾル源の残量を判定する。したがって、アルゴリズムB6において、エアロゾル源の残量の判定に必要な変数(パラメータ)は、容器125における電極間の静電容量である。
プロセッサ240は、霧化要求を受けたことに応じて、容器125における電極間の静電容量を検出する。その後、プロセッサ240は、あらかじめ得られている電極間の静電容量とエアロゾル源の残量との関係に基づいて、検出された静電容量に対応するエアロゾル源の残量を取得する。
あるいは、容器125内のエアロゾル源が満たされている状態では静電容量のばらつき(揺らぎ)は小さく、容器125内のエアロゾル源が減少するにつれ静電容量のばらつきは大きくなる。そこで、他の例において、プロセッサ240は、霧化要求を受けたことに応じて、容器125における電極間の静電容量を複数回にわたって検出し、検出された静電容量のばらつきに関する指標を計算する。その後、プロセッサ240は、あらかじめ得られている電極間の静電容量のばらつきに関する指標とエアロゾル源の残量との関係に基づいて、計算により得られた静電容量のばらつきに関する指標に対応するエアロゾル源の残量を取得する。
以上、エアロゾル源の有無または残量を判定するための、種々のアルゴリズム例を示した。ただし、上記したこれらのアルゴリズムはあくまで例示であって、これら以外のアルゴリズムが採用されてもよい。
上述の各アルゴリズム例において説明したように、第1判定処理を実行するために必要な変数は、第1判定処理で採用される第1アルゴリズムに応じて、ヒータ127と容器125と輸送部126とのうちのいずれか1つの要素から取得されうる。このとき、第2判定処理を実行するために必要な変数は、第2判定処理で採用される第2アルゴリズムに応じて、ヒータ127と容器125と輸送部126とのうち、上記要素以外のいずれか1つから取得されるとよい。そうすると、第1判定処理と第2判定処理とで観測対象が異なるため、例えば一方の観測対象の製品誤差等が大きい場合であっても、他方の観測対象を用いた判定処理によって上記一方での観測誤りを補償することが可能である。これにより高精度な判定結果を得ることができる。
発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。
100:吸引器、102:コントローラ、103:保持部、104:霧化器、125:容器、126:輸送部、127:ヒータ

Claims (8)

  1. エアロゾル源を霧化するヒータを有する霧化器を保持する保持部と、
    霧化要求が検知されたことに応じて、前記保持部によって保持されている前記霧化器における前記エアロゾル源の残量を第1アルゴリズムにより判定する第1判定処理を実行し、前記第1判定処理の実行後の霧化要求が検知されたことに応じて、前記霧化器における前記エアロゾル源の有無を前記第1アルゴリズムとは異なる第2アルゴリズムにより判定する第2判定処理を実行するとともに、前記ヒータへの電力の供給を制御するプロセッサと、
    前記霧化器における前記エアロゾル源の残量の値を記憶するメモリと、
    を有し、
    前記プロセッサは、前記第1判定処理により前記残量が0より多いと判定された場合であっても、前記第2判定処理によりエアロゾル源無しと判定された場合には、該エアロゾル源無しとの判定結果を最終判定結果としてし、該最終判定結果に応じて前記ヒータへの電力の供給を禁止するとともに前記メモリにおける前記値を0に更新する、ことを特徴とする引器用コントローラ。
  2. エアロゾル源を霧化するヒータを有する霧化器を保持する保持部と、
    霧化要求が検知されたことに応じて、前記保持部によって保持されている前記霧化器における前記エアロゾル源の有無を第1アルゴリズムにより判定する第1判定処理を実行し、前記第1判定処理によりエアロゾル源有りと判定された場合にのみ、前記霧化器における前記エアロゾル源の残量を前記第1アルゴリズムとは異なる第2アルゴリズムにより判定する第2判定処理を実行するプロセッサと
    を有することを特徴とする引器用コントローラ。
  3. エアロゾル源を霧化するヒータを有する霧化器を保持する保持部と、
    霧化要求が検知されたことに応じて、前記保持部によって保持されている前記霧化器における前記エアロゾル源の残量を第1アルゴリズムにより判定する第1判定処理を実行し、前記第1判定処理の実行後の霧化要求が検知されたことに応じて、前記霧化器における前記エアロゾル源の残量を前記第1アルゴリズムとは異なる第2アルゴリズムにより判定する第2判定処理を実行するプロセッサと、
    前記霧化器における前記エアロゾル源の残量の値を記憶するメモリと、
    を有し、
    前記プロセッサは、前記第1判定処理によって判定された前記残量と前記第2判定処理によって判定された前記残量との単純平均値または加重平均値を、前記霧化器における前記エアロゾル源の残量である第1量として取得し、前記メモリにおける前記値を前記第1量に更新する、ことを特徴とする引器用コントローラ。
  4. 表示部を更に有し、
    前記プロセッサは、
    前記メモリにおける前記値を、前記第1判定処理によって判定された前記残量に基づき取得される前記霧化器における前記エアロゾル源の残量である第2量に更新し、該更新された第2量を前記表示部に表示させ、
    前記第2量が前記表示部によって表示された後に前記第1量を取得したことに応じて前記メモリにおける前記値を前記第1量に更新し、該更新された第1量を前記表示部に表示させる、ことを特徴とする請求項に記載の吸引器用コントローラ。
  5. 前記霧化器における前記エアロゾル源の残量を表示する表示部を更に有し、
    前記プロセッサは、前記第1量が取得されるまで、前記表示部に表示させる前記エアロゾル源の残量を変更しない、ことを特徴とする請求項に記載の吸引器用コントローラ。
  6. エアロゾル源を霧化するヒータを有する霧化器を保持する保持部と、
    霧化要求が検知されたことに応じて、前記保持部によって保持されている前記霧化器における前記エアロゾル源の有無を第1アルゴリズムにより判定する第1判定処理を実行し、前記第1判定処理の実行後の霧化要求が検知されたことに応じて、前記霧化器における前記エアロゾル源の有無を前記第1アルゴリズムとは異なる第2アルゴリズムにより判定する第2判定処理を実行するとともに、前記ヒータへの電力の供給を制御するプロセッサと、
    前記霧化器における前記エアロゾル源の残量の値を記憶するメモリと、
    を有し、
    前記プロセッサは、前記第1判定処理と前記第2判定処理とのうちの一方でエアロゾル源無しと判定され、かつ前記第1判定処理と前記第2判定処理とのうちの他方ではエアロゾル源有りと判定された場合、前記ヒータへの電力の供給を禁止するとともに前記メモリにおける前記値を0に更新する、ことを特徴とする吸引器用コントローラ。
  7. 前記霧化器は、前記エアロゾル源を保持する容器と、前記容器内の前記エアロゾル源を前記ヒータによって加熱可能な位置まで輸送する輸送部とを更に有し、
    前記第1判定処理を実行するために必要な変数は、前記ヒータと前記容器と前記輸送部とのうちのいずれか1つの要素から取得され、
    前記第2判定処理を実行するために必要な変数は、前記ヒータと前記容器と前記輸送部とのうちの前記要素以外のいずれか1つから取得される、ことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の吸引器用コントローラ。
  8. エアロゾル源を霧化するヒータを有する霧化器を保持する保持部と、
    前記保持部によって保持されている前記霧化器における前記エアロゾル源の有無または残量を第1アルゴリズムにより判定する第1判定処理と、前記有無または前記残量を前記第1アルゴリズムとは異なる第2アルゴリズムにより判定する第2判定処理とを実行するプロセッサと、を有し、
    前記霧化器は、前記エアロゾル源を保持する容器と、前記容器内の前記エアロゾル源を前記ヒータによって加熱可能な位置まで輸送する輸送部とを更に有し、
    前記第1判定処理を実行するために必要な変数は、前記ヒータと前記容器と前記輸送部とのうちのいずれか1つの要素から取得され、
    前記第2判定処理を実行するために必要な変数は、前記ヒータと前記容器と前記輸送部とのうちの前記要素以外のいずれか1つから取得される、
    ことを特徴とする吸引器用コントローラ。
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