KR20200121886A - 에어로졸 생성 장치 및 제어 방법 및 기억 매체 - Google Patents

에어로졸 생성 장치 및 제어 방법 및 기억 매체 Download PDF

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니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 실시형태에서, 에어로졸 생성 장치(1)는, 부하와 제어부를 구비한다. 부하(3)는, 전원(4)으로부터 공급되는 전력을 이용하여, 에어로졸원과 향미원 중 적어도 한쪽을 보지하는 또는 담지하는 에어로졸 기재(9a)를 포함하는 에어로졸 발생 물품(9)의 가열에 이용된다. 제어부(8)는, 부하의 온도를 취득하고, 부하의 온도와 기정 온도의 차분에 근거하여 전원으로부터 부하로 공급되는 전력을 피드백 제어에 의해 제어한다. 제어부는, 피드백 제어의 실행 중에 있어서 부하의 온도의 드롭을 검지한 경우에, 전원으로부터 부하로 공급되는 전력을 증가시키도록, 피드백 제어에서 이용되는 변수의 값을 변경한다.

Description

에어로졸 생성 장치 및 제어 방법과 프로그램
본 발명은, 에어로졸 생성 장치 및 제어 방법과 프로그램에 관한 것이다.
예를 들면 전기 히터 등의 전기 발열체에 의해 에어로졸 발생 물품을 가열하여, 에어로졸을 생성시키는 에어로졸 생성 장치가 이용되고 있다.
에어로졸 생성 장치는, 전기 발열체와 당해 전기 발열체 자체 또는 당해 전기 발열체에 공급되는 전력을 제어하는 제어부를 구비한다. 에어로졸 생성 장치에는, 예를 들면, 시트형 또는 입자형으로 성형한 담배를 포함하는 스틱 또는 포드(pod) 등의 에어로졸 발생 물품이 장착된다. 그리고, 전기 발열체에 의해 에어로졸 발생 물품이 가열되는 것에 의해, 에어로졸이 생성된다.
에어로졸 발생 물품의 가열 방법으로서는, 예를 들면, 이하의 3가지 가열 방법이 있다.
제1 가열 방법에서는, 에어로졸 발생 물품에 봉형의 전기 가열체가 삽입되고, 에어로졸 발생 물품에 삽입된 전기 가열체가 에어로졸 발생 물품을 가열한다. 이 제1 가열 방법에 의한 가열의 제어 기술로서, 예를 들면, 일본 특허공보 제6046231호, 일본 특허공보 제6125008호, 일본 특허공보 제6062457호 등이 있다.
제2 가열 방법에서는, 에어로졸 발생 물품의 외주부에, 에어로졸 발생 물품과 동축이며 환형의 전기 가열체를 배치하여, 전기 가열체가 에어로졸 발생 물품의 외주측으로부터 에어로졸 발생 물품을 가열한다.
제3 가열 방법에서는, 자신을 투과하는 자계가 내부에 발생시키는 와전류에 의해 발열하는 금속편(서셉터라고도 한다)을 미리 에어로졸 발생 물품에 삽입해 둔다. 그리고, 코일을 구비하는 에어로졸 생성 장치에 에어로졸 발생 물품을 장착하고, 코일에 교류 전류를 흘리는 것에 의해 자계를 발생시켜, 유도 가열(IH: Induction Heating) 현상을 이용하여, 에어로졸 생성 장치에 장착된 에어로졸 발생 물품 내의 금속편을 가열한다.
예를 들면 에어로졸 생성 장치는, 가열을 개시한 후 유저가 에어로졸을 흡인 가능하게 될 때까지의 시간이 짧은 것이 에어로졸 생성 장치의 편리성의 관점에서 바람직하다. 또한 유저가 에어로졸을 흡인 가능하게 되고부터 가열을 종료할 때까지의 에어로졸의 생성량을 안정시켜, 유저에게 부여하는 향끽미를 안정시키는 것이 에어로졸 생성 장치의 품질의 관점에서 바람직하다.
본 발명은 상기 사정을 고려하여 이루어진 것이며, 에어로졸 발생 물품의 가열을 적절화하여, 이로써 에어로졸의 생성량을 안정시키는 에어로졸 생성 장치 및 제어 방법과 프로그램을 제공한다.
제1 예에 관한 에어로졸 생성 장치는, 부하(負荷)와 제어부를 구비한다. 부하는, 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여, 에어로졸원(源)과 향미원(香味源) 중 적어도 한쪽을 보지(保持)하는 또는 담지(擔持)하는 에어로졸 기재(基材)를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 가열에 이용된다. 제어부는, 부하의 온도를 취득하고, 부하의 온도와 기정(旣定) 온도의 차분(差分)에 근거하여 전원으로부터 부하로 공급되는 전력을 피드백 제어에 의해 제어한다. 제어부는, 피드백 제어의 실행 중에 있어서 부하의 온도의 드롭(drop)을 검지(檢知)한 경우에, 전원으로부터 부하로 공급되는 전력을 증가시키도록, 피드백 제어에서 이용되는 변수의 값을 변경한다.
제2 예에 관한 제어 방법은, 에어로졸원과 향미원 중 적어도 한쪽을 보지하는 또는 담지하는 에어로졸 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 가열에 이용되는 전원으로부터 부하로 공급되는 전력의 제어 방법이다. 제어 방법은, 전원으로부터 부하로의 전력의 공급을 개시하는 것과, 부하의 온도를 취득하고, 부하의 온도와 기정 온도의 차분에 근거하여 전원으로부터 부하로 공급되는 전력을 피드백 제어에 의해 제어하는 것을 포함한다. 제어 방법은, 피드백 제어의 실행 중에 있어서 부하의 온도의 드롭을 검지한 경우에, 전원으로부터 부하로 공급되는 전력을 증가시키도록, 피드백 제어에서 이용되는 변수의 값을 변경한다.
제3 예에 관한 에어로졸 생성 장치는, 부하와 제어부를 구비한다. 부하는, 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여, 에어로졸원과 향미원 중 적어도 한쪽을 보지하는 또는 담지하는 에어로졸 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품을 가열한다. 제어부는, 부하의 온도를 취득하고, 부하의 온도와 기정 온도의 차분에 근거하여 전원으로부터 부하로 공급되는 전력을 피드백 제어에 의해 제어한다. 제어부는, 피드백 제어의 실행 중에 있어서 부하의 온도의 드롭을 검지한 경우에, 피드백 제어에서 이용되는 전원으로부터 부하로 공급되는 전력의 상한값을 무효화한다.
제4 예에 관한 제어 방법은, 에어로졸원과 향미원 중 적어도 한쪽을 보지하는 또는 담지하는 에어로졸 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 가열에 이용되는 전원으로부터 부하로 공급되는 전력의 제어 방법이다. 제어 방법은, 전원으로부터 부하로의 전력의 공급을 개시하는 것과, 부하의 온도를 취득하고, 부하의 온도와 기정 온도의 차분에 근거하여 전원으로부터 부하로 공급되는 전력을 피드백 제어에 의해 제어하는 것을 포함한다. 제어 방법은, 피드백 제어의 실행 중에 있어서 부하의 온도의 드롭을 검지한 경우에, 피드백 제어에서 이용되는 전원으로부터 부하로 공급되는 전력의 상한값을 무효화한다.
본 발명의 실시형태에 의하면, 에어로졸 발생 물품의 가열을 적절화하여, 이로써 에어로졸의 생성량을 안정시킬 수 있다.
도 1은, 실시형태에 관한 에어로졸 생성 장치의 기초 구성의 예를 나타내는 블록도이다.
도 2는, 실시형태에 관한 제어에 의해 부하로 공급되는 전력과 부하의 온도의 변화의 예를 나타내는 그래프이다.
도 3은, 실시형태에 관한 에어로졸 생성 장치의 제어부에 의해 실행되는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
도 4는, 실시예 1A에 관한 제어부에 의해 실행되는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
도 5는, 실시예 1A에 관한 제어부에 의한 준비 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 6은, 준비 단계와 사용 단계 사이에 부하의 온도에 편차가 있는 상태의 예를 나타내는 그래프이다.
도 7은, 제1 서브 단계에 있어서의 듀티비에 대한 제어의 예를 나타내는 그래프이다.
도 8은, 실시예 1B에 관한 제어부에 의한 준비 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 9는, 전원으로부터 부하에 흐르는 전류와 전원이 부하에 인가하는 전압의 관계의 예를 나타내는 도면이다.
도 10은, 준비 단계의 제1 서브 단계에 있어서의 만충전 전압, 방전 종지(終止) 전압, 만충전 전압에 대응하는 전류, 방전 종지 전압에 대응하는 전류의 관계의 예를 나타내는 그래프이다.
도 11은, 듀티비가 일정한 경우에 있어서의, 제1 서브 단계의 개시 시에 있어서 전원의 전압이 만충전 전압인 경우의 준비 단계에 있어서의 부하의 온도 변화와, 제1 서브 단계의 개시 시에 있어서 전원의 전압이 방전 종지 전압 근방인 경우의 준비 단계에 있어서의 부하의 온도 변화의 비교의 예를 나타내는 그래프이다.
도 12는, PWM 제어에 의해 실현되는 만충전 전압과 방전 종지 전압의 관계와, 만충전 전압에 대응하는 전류와 방전 종지 전압에 대응하는 전류의 관계를 예시하는 그래프이다.
도 13은, 실시예 1C에 관한 제어부에 의한 준비 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 14는, 실시예 1D에 관한 제어부에 의해 실행되는 제어의 예를 나타내는 그래프이다.
도 15는, 실시예 1D에 관한 제어부에 의해 실행되는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
도 16은, 실시예 1D에 관한 제어부에 의한 준비 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 17은, 실시예 1E에 관한 제어부에 의한 준비 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 18은, 실시예 2A에 관한 제어부에 의해 실행되는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
도 19는, 실시예 2A에 관한 제어부에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 20은, 실시예 2B에 관한 리미터 변경부에 있어서의 리미터폭의 변경예를 나타내는 제어 블록도이다.
도 21은, 실시예 2B에 관한 제어부(8)에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 22는, 리미터부에서 이용되는 리미터폭의 변화와 부하의 온도 상승 상태의 예를 나타내는 그래프이다.
도 23은, 실시예 2C에 관한 리미터폭의 변화의 예를 나타내는 그래프이다.
도 24는, 실시예 2D에 관한 제어부에 의해 실행되는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
도 25는, 실시예 2D에 관한 제어부에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 26은, 실시예 2E에 관한 제어부에 의한 사용 단계의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 27은, 제2 실시형태에 관한 사용 단계 종료 온도와, 기존의 에어로졸 생성 장치에 관한 목표 온도의 비교의 예를 나타내는 그래프이다.
도 28은, 제2 실시형태에 관한 사용 단계 종료 온도와 온도 측정값의 차와, 기존의 에어로졸 생성 장치에 관한 목표 온도와 온도 측정값의 차를 비교한 예를 나타내는 그래프이다.
도 29는, 제3 실시형태에 관한 제어부에 의해 실행되는 준비 단계와 사용 단계의 대비를 나타내는 표이다.
도 30은, 실시예 4A에 관한 제어부에 의해 실행되는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
도 31은, 실시예 4A에 관한 제어부에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 32는, 부하(3)의 온도의 오버 슛의 발생 상태의 예를 나타내는 그래프이다.
도 33은, 실시예 4B에 관한 제어부에 의해 실행되는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
도 34는, 실시예 4B에 관한 제어부에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 35는, 실시예 4C에 관한 제어부에 의해 실행되는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
도 36은, 실시예 4C에 관한 제어부에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 37은, 실시예 4D에 관한 제어부에 의해 실행되는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
도 38은, 실시예 4D에 관한 오버 슛(overshoot) 검지부의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 39는, 실시예 4E에 관한 제어부에 의해 실행되는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
도 40은, 실시예 4E에 관한 제어부에 의한 준비 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 41은, 실시예 4E에 관한 제어부에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 42는, 실시예 5A에 관한 제어부에 의해 실행되는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
도 43은, 실시예 5A에 관한 제어부에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 44는, 부하(3)의 온도와 리미터폭의 변화의 예를 나타내는 그래프이다.
도 45는, 실시예 5B에 관한 리미터 변경부의 예를 나타내는 도면이다.
도 46은, 실시예 5B에 관한 제어부에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 47은, 실시예 5C에 관한 제어부에 의해 실행되는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
도 48은, 실시예 5C에 관한 제어부에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 49는, 실시예 5D에 관한 제어부에 의해 실행되는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
도 50은, 실시예 5D에 관한 제어부에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 51은, 실시예 5E에 관한 부하의 온도와 리미터폭의 변화의 예를 나타내는 그래프이다.
도 52는, 실시예 5E에 관한 제어부에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
이하, 본 실시형태를 도면을 참조해 설명한다. 또한 이하의 설명에 있어서, 대략 또는 실질적으로 동일한 기능 및 구성요소에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 필요한 경우에만 설명을 행한다.
본 실시형태에 관한 에어로졸 생성 장치는, 예를 들면 에어로졸 발생 물품(고체 가열)용의 에어로졸 생성 장치의 경우를 예로서 설명한다. 그러나, 본 실시형태에 관한 에어로졸 생성 장치는, 예를 들면, 의료용의 네뷸라이저(분무기) 등 다른 종류 또는 용도의 에어로졸 생성 장치여도 된다.
본 실시형태에 관한 에어로졸 생성 장치는, 에어로졸 발생 물품의 내부에 삽입한 전기 가열체를 이용하여 에어로졸 발생 물품을 그 내부로부터 가열하는 상기 제1 가열 방법을 이용하여 에어로졸을 생성하는 경우를 예로서 설명한다. 그러나, 본 실시형태에 관한 에어로졸 생성 장치는, 예를 들면, 에어로졸 발생 물품의 외주부에 배치된 환형의 전기 가열체를 이용하여 에어로졸 발생 물품을 그 외부로부터 가열하는 상기 제2 가열 방법, 또는 유도 가열 현상을 이용하여 에어로졸 발생 물품을 그 내부로부터 가열하는 상기 제3 가열 방법 등과 같은 다른 가열 방법을 이용해도 된다.
도 1은, 본 실시형태에 관한 에어로졸 생성 장치(1)의 기초 구성의 예를 나타내는 블록도이다.
에어로졸 생성 장치(1)는, 장착부(2)와, 부하(3)와, 전원(4)과, 타이머(5)와, 온도 측정부(6)와, 전원 측정부(7)와, 제어부(8)를 포함한다.
장착부(2)는, 에어로졸 발생 물품(9)을 착탈 가능하게 지지한다.
에어로졸 발생 물품(9)은, 예를 들면, 에어로졸원과 향미원 중 적어도 한쪽을 보지, 또는 담지하는 에어로졸 기재(9a)를 포함한다. 에어로졸 발생 물품(9)은, 예를 들면, 흡연 물품이어도 되고, 예를 들면 스틱형 등과 같이 사용하기 쉬운 형상으로 성형되어 있어도 된다.
에어로졸원은, 예를 들면, 글리세린 또는 프로필렌글리콜 등의 다가 알코올을 포함하는 액체 또는 고체여도 된다. 또한 에어로졸원은, 다가 알코올에 더해, 예를 들면 니코틴 성분을 추가로 함유하고 있어도 된다.
에어로졸 기재(9a)는, 예를 들면, 에어로졸원이 첨가 또는 담지되어 있는 고형물이며, 예를 들면, 담배 시트여도 된다.
에어로졸 기재(9a)는, 예를 들면, 그 자신이 에어로졸원 또는 향미원으로서 기능하도록 에어로졸을 생성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출 가능한 기재여도 된다. 휘발성 화합물은, 에어로졸 기재(9a)를 가열함으로써 방출된다. 본 실시형태에 있어서, 에어로졸 기재(9a)는, 에어로졸 발생 물품(9)의 일부로 하고 있다.
부하(3)는, 예를 들면 전기 발열체이며, 전원(4)으로부터의 전력 공급에 의해 발열하여, 장착부(2)에 장착된 에어로졸 발생 물품(9)을 가열한다.
전원(4)은, 예를 들면 전지, 또는 전지와 충전용 전계 효과 트랜지스터(FET: Field Emission Transistor), 방전용 FET, 보호 IC(Integrated Circuit), 감시 장치 등을 조합한 전지 팩이며, 부하(3)에 전력을 공급한다. 전원(4)은, 충전 가능한 2차 전지이며, 예를 들면 리튬 이온 2차 전지로 해도 된다. 전원(4)은, 에어로졸 생성 장치(1)에 포함되어 있어도 되고, 에어로졸 생성 장치(1)와 다른 구성이어도 된다.
타이머(5)는, 비동작 상태의 부하(3)에 전력의 공급을 개시한 후의 시간을 나타내는 타이머값 t를 제어부(8)에 출력한다.
여기에서, 비동작 상태란, 예를 들면, 전원(4)이 오프 상태여도 되고, 전원(4)이 온 상태이지만 부하(3)로의 전력 공급을 기다리지 않는 상태여도 된다. 비동작 상태는, 스탠바이 상태라고 해도 된다.
또한 타이머값은, 에어로졸의 생성 개시로부터 카운트된 시간, 부하(3)에 대한 가열 개시로부터의 시간, 또는 에어로졸 생성 장치(1)의 제어부(8)에 의한 제어 개시 시로부터의 시간을 나타내는 것으로 해도 된다.
온도 측정부(6)는, 예를 들면 부하(3)의 온도(히터 온도)를 측정하여, 온도 측정값을 제어부(8)에 출력한다. 또한 온도에 따라 저항값이 변동하는 정의 온도 계수(PTC: Positive Temperature Coefficient) 특성을 갖는 히터를 부하(3)에 이용해도 된다. 이 경우에 있어서의 온도 측정부(6)는 부하(3)의 전기 저항값을 계측하여, 계측한 전기 저항값으로부터 부하(3)의 온도(히터 온도)를 도출해도 된다.
전원 측정부(7)는, 예를 들면 전원(4)의 잔량에 관한 값, 전원(4)이 출력하는 전압값, 또는 전원(4)으로부터 방전되는 전류 또는 전원(4)에 충전되는 전류 등과 같은 전원(4)의 상태를 나타내는 전원 상태값을 측정하여, 전원 상태값을 제어부(8)에 출력한다.
여기에서, 전원(4)의 잔량에 관한 값으로서는, 예를 들면, 전원(4)의 출력 전압을 이용해도 된다. 또는, 전원(4)의 충전 상태(SOC: State Of Charge)를 이용해도 된다. 충전 상태는, 예를 들면, 개회로 전압(SOC-OCV: Open Circuit Voltage)법, 또는 전원(4)의 충전 전류와 방전 전류를 적산하는 전류 적산법(쿨롱·카운팅법)을 이용하여, 센서에 의해 측정된 전압 또는 전류로부터 추정되어도 된다.
제어부(8)는, 예를 들면, 타이머(5)로부터 입력한 타이머값과 온도 측정부(6)로부터 입력한 온도 측정값에 근거하여, 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력을 제어한다. 또한 제어부(8)는, 예를 들면, 전원 측정부(7)로부터 입력한 전원 상태값을 이용하여 제어를 실행해도 된다. 제어부(8)는, 예를 들면 컴퓨터, 컨트롤러, 또는 프로세서와 메모리를 포함하며, 컴퓨터, 컨트롤러, 또는 프로세서가, 메모리에 기억되어 있는 프로그램을 실행하여, 제어를 행하는 것으로 해도 된다.
도 2는, 본 실시형태에 관한 제어에 의해 부하(3)에 공급되는 전력과 부하(3)의 온도의 변화의 예를 나타내는 그래프이다. 도 2에 있어서, 가로축은 타이머값 t 즉 시간을 나타내고, 세로축은 부하(3)에 공급되는 전력과 부하(3)의 온도를 나타낸다.
제어부(8)는, 주로, 준비 단계와 사용 단계에서 제어를 전환한다.
예를 들면, 준비 단계에 있어서, 부하(3)가 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 기정량 이상의 에어로졸을 생성 불가능한 상태를 준비 상태라고 한다. 준비 상태는, 예를 들면, 유저로부터의 입력을 받아 부하(3)의 가열이 개시된 후부터 에어로졸 생성 장치(1)를 이용하여 유저가 에어로졸을 흡인(퍼프)하는 것을 허가받을 때까지의 상태라고 해도 된다. 환언하면, 준비 상태에서는, 에어로졸 생성 장치(1)를 이용하여 유저가 에어로졸을 흡인하는 것은 허가되지 않는 것으로 한다.
기정량은, 예를 들면, 유저에게 에어로졸의 흡인을 허가 가능한 에어로졸의 발생량에 상당한다.
보다 구체적으로는, 기정량은, 예를 들면, 유저의 구강 내에 유효량을 갖는 에어로졸을 송달 가능한 양이라고 해도 된다. 여기에서 말하는 유효량은, 에어로졸 발생 물품에 포함되는 에어로졸원 또는 향미원 유래의 향끽미를 유저에게 부여할 수 있는 양이어도 된다. 기정량은, 예를 들면, 부하(3)가 생성하여 유저의 구강 내에 송달 가능한 에어로졸의 양이라고 해도 된다. 기정량은, 예를 들면, 부하(3)의 온도가 에어로졸원의 비점(沸點) 이상인 경우에 생성되는 에어로졸의 양이라고 해도 된다. 기정량은, 예를 들면, 부하(3)에 공급되는 전력이, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 에어로졸을 생성하기 위하여 부하(3)에 공급해야 할 전력 이상인 경우에, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성되는 에어로졸의 양이라고 해도 된다. 부하(3)는, 준비 상태인 경우에, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 에어로졸을 생성 불가능해도 되고, 즉 기정량은 제로여도 된다.
제어부(8)는, 비동작 상태의 부하(3)에 전력의 공급을 개시하는 경우, 또는 부하(3)가 준비 상태인 경우에, 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력을 피드 포워드 제어(F/F 제어)에 의해 제어해도 된다.
제어부(8)는, 부하(3)가 준비 상태로부터 사용 상태로 천이한 경우에, 피드백 제어(F/B 제어)를, 또는 피드백 제어와 피드 포워드 제어의 쌍방을 실행해도 된다.
예를 들면, 사용 단계에 있어서, 부하(3)가 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 기정량 이상의 에어로졸을 생성 가능한 상태를 사용 상태라고 한다. 사용 상태는, 예를 들면, 유저가 에어로졸을 흡인하는 것을 허가받은 후부터 에어로졸의 생성을 종료할 때까지의 상태라고 해도 된다.
제어부(8)에서 실행되는 제어의 구체적인 내용은, 후술하는 제1 내지 제5 실시형태에 있어서 구체적으로 설명한다.
점선 L1은, 타이머값 t에 따라 부하(3)에 공급되는 전력이 변화하는 상태를 나타내고 있다. 예를 들면, 제어부(8)는, 도 1에 있어서 도시하지 않은 스위치에 대한 펄스 폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 제어 또는 펄스 주파수 변조(PFM: Pulse Frequency Modulation) 제어에 의해 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력을 제어해도 된다. 또는, 제어부(8)는, 도 1에 있어서 도시하지 않은 DC/DC 컨버터에 의한 전원(4)의 출력 전압에 대한 승압 또는 강압에 의해 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력을 제어해도 된다. 부하(3)가 준비 상태인 준비 단계에 있어서는, 큰 전력이 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되고, 그 후 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력은 저하된다. 준비 단계로부터 부하(3)가 사용 상태인 사용 단계로 천이하면, 타이머값 t의 증가에 수반하여 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력은 단계적으로 커진다. 그리고, 예를 들면, 부하(3)의 온도가 사용 단계 종료 온도에 도달하거나, 또는 타이머값 t가 사용 단계의 종료를 나타내는 임계값 이상이 되는 등, 부하(3)의 사용 상태의 종료 조건이 성립하면, 부하(3)로의 전력 공급이 정지된다.
실선 L2는, 타이머값 t에 따라 부하(3)의 온도가 변화하는 상태를 나타내고 있다. 준비 단계에 있어서 전원(4)으로부터 부하(3)에 큰 전력이 공급되고 있는 동안, 부하(3)의 온도는 급상승한다. 준비 단계에 있어서 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력이 저하된 후, 부하(3)의 온도는 유지 또는 미증(微增)한다. 사용 단계로 천이하면, 시간의 경과에 수반하여 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력은 단계적으로 커져, 부하(3)의 온도도 서서히 증가한다. 사용 단계의 종료 시에 부하(3)의 온도가 사용 단계 종료 온도가 되도록, 제어부(8)는, 온도 측정부(6)로부터 입력한 온도 측정값에 근거하여 피드백 제어를 실행한다.
사용 단계 종료 온도는, 피드백 제어에 있어서 최종적으로 수속 또는 도달하도록 설정되는 부하(3)의 온도이다. 본 실시형태에 관한 피드백 제어는, 사용 단계의 종료 시에 있어서, 사용 단계 종료 온도와 온도 측정값의 차가 없어지도록 부하(3)로의 전력의 공급을 제어한다.
도 3은, 본 실시형태에 관한 에어로졸 생성 장치(1)의 제어부(8)가 실행하는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
제어부(8)는, 준비부(10), 차분부(11), 게인부(12), 리미터 변경(조정)부(13), 리미터부(14), 비교부(15)를 포함한다. 이들 제어부(8)의 각 구성요소의 구체적인 설명은 후술한다.
제어부(8)에 의해 실행되는 제어는, 주로 제1 내지 제5 특징을 갖는다. 제어부(8)에 의해 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력이 제어되는 것에 의해, 준비 단계의 시간을 단축하고, 또한 사용 단계에 있어서의 에어로졸의 생성량을 안정시킬 수 있다.
제어부(8)는, 준비 단계에 있어서 피드 포워드 제어를 실행하는 제1 특징을 갖는다.
제어부(8)는, 사용 단계의 피드백 제어에 있어서 리미터부(14)의 리미터폭을 확장하는 제2 특징을 갖는다.
제어부(8)는, 준비 단계와 사용 단계에 있어서 다른 제어 모드를 이용하는 제3 특징을 갖는다.
제어부(8)는, 준비 단계로부터 사용 단계로의 천이 시의 부하(3)의 온도 저하를 억제하는 제4 특징을 갖는다.
제어부(8)는, 사용 단계에 있어서의 유저의 에어로졸 흡인 시의 온도 저하를 회복시키는 제5 특징을 갖는다.
본 실시형태에 관한 에어로졸 생성 장치(1)는, 예를 들면, 부하(3)에 의해 에어로졸 발생 물품(9)을 가열하여, 에어로졸 발생 부품(9)으로부터 에어로졸을 생성시킨다. 부하(3)의 가열 중에 생성되는 에어로졸이 크게 변동하지 않도록, 제어부(8)는, 부하(3)에 대한 전력의 공급을 제어한다.
1개의 제어 모드 또는 1개의 제어 단계에서 안정적인 에어로졸의 생성을 실현하기 위해서는, 목표 온도 등의 제어 파라미터를 시간 경과 등에 따라 변화시키는 것이 필요하여, 안정적인 제어가 곤란한 경우가 있다.
이에 대해서, 본 실시형태에 관한 제어부(8)는, 부하(3)의 가열을 위하여, 상이한 복수의 제어 모드, 구체적으로는 피드 포워드 제어와 피드백 제어를 구분하여 사용하고 있어, 안정적인 에어로졸 생성을 가능하게 하고 있다.
이하의 제1 내지 제5 실시형태에서, 각각 상기의 제1 특징부터 제5 특징을 구체적으로 설명한다.
또한 본 실시형태부터 제1 내지 제5 실시형태에 있어서, 일례로서, 피드 포워드 제어와 피드백 제어는 서로 다른 제어 모드로 해도 된다. 피드 포워드 제어는, 예를 들면, 제어 대상의 제어량에 근거하여 조작 대상의 조작량을 결정하지 않는 제어여도 된다. 환언하면, 피드 포워드 제어는, 예를 들면, 제어 대상의 제어량을 귀환 성분으로서 이용하지 않는 제어여도 된다. 또 다른 일례로서, 피드 포워드 제어는, 미리 설정한 알고리즘 또는 변수에만 근거하여, 또는 이것과 조작 대상에 조작량에 관한 제어 지령을 출력하기 전에 취득한 어떠한 물리량의 조합에만 근거하여, 조작 대상의 조작량을 결정하는 제어여도 된다. 피드백 제어는, 예를 들면, 제어 대상의 제어량에 근거하여 제어 대상의 조작량을 결정하는 제어여도 된다. 환언하면, 피드백 제어는, 예를 들면, 제어 대상의 제어량을 귀환 성분으로서 이용하는 제어여도 된다. 또 다른 일례로서, 피드백 제어는, 미리 설정한 알고리즘 또는 변수에 더해 제어 실행 중에 취득한 어떠한 물리량의 조합에 근거하여, 조작 대상의 조작량을 결정하는 제어여도 된다.
또한 이하 제1 내지 제3 실시형태에 있어서, 「과열」이라는 용어는, 제어 대상의 온도가 제어해야 할 온도(예를 들면, 사용 단계 종료 온도, 또는 목표 온도)보다 약간이라도 높은 상태를 의미한다. 즉, 반드시 제어 대상이 과잉의 고온 상태인 것을 의미하지 않는다는 점에 유의해야 한다.
(제1 실시형태)
제1 실시형태에서는, 준비 단계에 있어서의 피드 포워드 제어를 설명한다.
제1 실시형태에 관한 제어부(8)는, 비동작 상태의 부하(3)에 전력의 공급을 개시하는 경우, 또는 부하(3)가 에어로졸 발생 물품으로부터 기정량 이상의 에어로졸을 생성 불가능한 준비 상태인 경우에, 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력을 피드 포워드 제어에 의해 제어한다. 이와 같이, 준비 상태의 부하(3)의 온도를 피드 포워드 제어에 의해 높이는 것에 의해, 사용 상태가 될 때까지의 부하(3)의 온도 상승을 빠르게 할 수 있다.
제어부(8)는, 부하(3)가 비동작 상태 또는 준비 상태로부터 사용 상태로 천이하기 위하여 필요한 전력량을 부하(3)에 공급하도록, 피드 포워드 제어를 실행한다. 이와 같이, 부하(3)의 온도를 피드 포워드 제어에 의해 사용 상태로까지 높이는 것에 의해, 부하(3)가 사용 상태가 될 때까지의 시간을 단축할 수 있다.
여기에서, 부하(3)가 사용 상태가 될 때까지의 시간을 단축시키기 위하여, 제어부(8)가 피드 포워드 제어를 실행하는 것에 대하여 상세하게 설명한다. 예를 들면, 제어부(8)가 피드백 제어를 실행하여 비동작 상태 또는 준비 상태에 있는 부하(3)를 사용 상태로 하는 경우, 조작량의 결정에 제어량이 영향을 주기 때문에, 부하(3)가 사용 상태가 되기까지 필요로 하는 시간이 길어지기 쉽다. 특히, 피드백 제어에 의해 준비 단계의 비교적 초기부터 부하(3)를 사용 상태로 하는 양태에 있어서, 게인(전달 함수)이 작은 경우에는, 부하(3)의 승온 속도가 느려지고, 게인이 큰 경우에는, 부하(3)가 사용 상태에 수속하기 어려워진다. 또한 준비 단계에 있어서 피드백 제어에 의해 계시적(繼時的)으로 부하(3)의 목표 온도를 점증시키는 양태에 있어서, 부하(3)의 온도 측정값이 목표 온도를 역전한 경우에는, 승온의 정체가 발생할 수 있다. 이에 대해서, 준비 단계에 있어서 제어부(8)가 피드 포워드 제어를 실행하는 경우, 상기와 같은 준비 단계에 있어서 피드백 제어를 이용한 경우의 우려가 발생하지 않기 때문에, 부하(3)가 사용 상태가 될 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 이러한 이유로부터, 비동작 상태 또는 준비 상태에 있는 부하(3)를 사용 상태로 하기 위하여 제어부(8)가 실행하는 제어로서는, 피드백 제어보다 피드 포워드 제어가 적합하다고 할 수 있다.
제어부(8)는, 필요한 전력량을 부하(3)에 공급한 후, 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력을 억제하도록, 피드 포워드 제어를 실행해도 된다. 이 경우에 있어서, 전력의 억제는, 예를 들면, 부하(3)의 온도를 보온하도록 부하(3)에 공급되는 전력을 억제해도 된다. 이와 같이, 필요한 전력량을 부하(3)에 공급한 후, 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력을 억제하는 것에 의해, 에어로졸 생성 장치(1) 및 에어로졸 발생 물품(9)이 과열 상태가 되는 것을 억제할 수 있다. 또한 에어로졸 생성 장치(1)가 과열 상태에 빠져 버리면, 에어로졸 생성 장치(1)가 구비하는 전원(4), 제어부(8), 부하(3), 전원(4)부터 부하(3)까지를 전기적으로 접속하는 회로 등의 수명이 줄어들 가능성이 있다. 또한 에어로졸 발생 물품(9)이 과열 상태에 빠져 버리면, 에어로졸 발생 물품(9)이 발생하는 에어로졸의 향끽미가 손상될 가능성이 있다.
제어부(8)는, 필요한 전력량을 부하(3)에 공급한 후, 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력을 피드백 제어에 의해 제어해도 된다. 이와 같이, 필요한 전력량이 부하(3)에 공급된 후에 피드백 제어를 실행하는 것에 의해, 필요한 전력량이 부하(3)에 공급된 후의 제어 정밀도를 제어 안정성이 우수한 피드백 제어에 의해 향상시킬 수 있어, 에어로졸 생성을 안정시킬 수 있다.
제어부(8)에 의해 실행되는 피드 포워드 제어는, 제1 서브 단계와 제2 서브 단계로 구분되며, 제1 서브 단계와 제2 서브 단계에서 피드 포워드 제어에 이용되는 변수의 값이 다른 것으로 해도 된다. 이 경우에 있어서, 변수의 값이 다른 것에는, 제어의 변수가 다른 것, 정수가 다른 것, 임계값이 다른 것이 포함되어도 된다. 이와 같이, 피드 포워드 제어를 제1 서브 단계와 제2 서브 단계로 구분하고, 상이한 변수의 값을 이용함으로써, 1개의 제어 단계를 이용하는 경우보다, 제어 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한 제1 서브 단계와 제2 서브 단계에서 피드 포워드 제어에 이용되는 함수 또는 알고리즘이 다른 것으로 해도 된다. 제1 서브 단계와 제2 서브 단계에 대해서는, 도 4부터 도 8을 이용하여 후에 상세하게 설명한다.
제1 서브 단계는, 예를 들면, 제2 서브 단계보다 먼저 실행되는 것으로 한다.
제1 서브 단계에 있어서 부하(3)에 공급되는 전력(W) 또는 전력량(W·h)은, 제2 서브 단계에 있어서 부하(3)에 공급되는 전력(W) 또는 전력량(W·h)보다 크게 해도 된다. 이로써, 제2 서브 단계에 있어서의 부하(3)의 승온 속도가 완만하게 되거나 또는 부하(3)의 승온이 정지하기 때문에, 피드 포워드 제어의 종료 후의 부하(3)의 온도를 안정시킬 수 있다.
제1 서브 단계의 시간은, 제2 서브 단계의 시간보다 길게 해도 된다. 이와 같이, 부하(3)의 상태(온도)를 지배적으로 변화시키는 제1 서브 단계의 시간을, 제2 서브 단계보다 길게 함으로써, 피드 포워드 제어를 행하는 총시간을 결과적으로 단축할 수 있다. 환언하면, 에어로졸 생성 장치(1)는, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 원하는 향끽미를 갖는 에어로졸을 보다 빨리 생성할 수 있다.
제어부(8)는, 제2 서브 단계의 종료 시에, 부하(3)가 사용 상태가 되도록 피드 포워드 제어를 실행해도 된다. 이로써, 제2 서브 단계 종료까지 피드 포워드 제어를 이용하여 안정적으로 부하(3)의 온도를 사용 상태에 필요한 온도에 도달시킬 수 있다. 또한 제2 서브 단계의 종료 전에 부하(3)가 사용 상태가 되는 경우와 비교하여 전원(4)이 방전하는 전력량이 작아지기 때문에, 전원(4)의 전비(電費)의 개선에 더해 전원(4)의 열화를 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 제2 서브 단계에 있어서, 부하(3)를, 에어로졸을 생성 가능한 사용 상태로 하고, 또한 부하(3)의 사용 상태를 유지하기 위하여 필요한 전력 또는 전력량을 공급하도록 피드 포워드 제어를 실행해도 된다. 이와 같이, 제2 서브 단계에 있어서 사용 상태를 유지하기 위하여 필요한 전력 또는 전력량을 부하(3)에 공급하는 것에 의해, 제2 서브 단계에서 극단적으로 낮은 전력 또는 적은 전력량이 공급되는 것을 회피할 수 있다. 따라서, 부하(3)가 사용 상태가 아니게 되어, 사용 단계에 있어서 에어로졸 생성 장치(1)가 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 원하는 향끽미를 갖는 에어로졸을 생성할 수 없는 것, 및 전원(4)의 전비의 저하를 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 제1 서브 단계로부터 제2 서브 단계로 바뀌기 전에, 부하(3)가 사용 상태가 되도록 피드 포워드 제어를 실행해도 된다. 이로써, 제1 서브 단계의 시점에서 조기에 부하(3)를 사용 상태로 할 수 있고, 또한 제2 서브 단계에 있어서 부하(3)의 온도를 조정하여 사용 상태를 유지할 수 있어, 제어의 안정성을 증가시킬 수 있다.
제어부(8)는, 제2 서브 단계에 있어서, 사용 상태인 부하(3)에 대해서 사용 상태를 유지하기 위하여 필요한 전력 또는 전력량을 공급하도록 피드 포워드 제어를 실행해도 된다. 이로써, 제2 서브 단계에서 극단적으로 낮은 전력 또는 적은 전력량이 공급되어 부하(3)가 사용 상태가 아니게 되는 것을 억제할 수 있어, 부하(3)를 사용 상태로 안정시킬 수 있다. 또한 제2 서브 단계 종료 시의 부하(3)의 온도 편차를 억제할 수 있다.
제2 서브 단계는, 예를 들면, 제1 서브 단계보다 짧고, 또한 제어부(8)에 의해 실현되는(실현 가능한) 제어의 단위시간 이상으로 해도 된다. 이로써, 제2 서브 단계가 적절한 시간만 실행되어, 부하(3)의 온도를 안정시킬 수 있다.
제어부(8)는, 부하(3)의 피드 포워드 제어의 실행 시 또는 실행 전 상태인 초기 상태에 근거하여, 피드 포워드 제어에서 이용되는 변수의 값을 변경해도 된다. 이 경우에 있어서, 초기 상태에는, 예를 들면 초기 온도 등이 포함된다. 변수의 값의 변경에는, 제어의 변수의 변경, 정수의 변경, 임계값의 변경이 포함된다. 이와 같이, 초기 상태에 근거하여 피드백 제어에서 이용되는 변수의 값을 변경하는 것에 의해, 제품 오차, 초기 조건, 분위기 온도 등의 외적 요인 등으로부터 발생할 수 있는 피드 포워드 제어의 실행 중 및/또는 종료 시에 있어서의 부하(3)의 온도 편차를 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 초기 상태의 부하(3)가 사용 상태로 천이하기 위하여 필요한 전력 또는 전력량을 부하(3)에 공급하도록, 변수의 값을 변경해도 된다. 이로써, 제품 오차, 초기 조건, 분위기 온도 등의 외적 요인 등으로부터 발생할 수 있는 피드백 제어가 종료되고 사용 상태가 되었을 때의 부하(3)의 온도 편차를 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 전원(4)의 잔량에 관련된 값을 취득하여, 피드 포워드 제어의 실행 시 또는 실행 전에 있어서의 잔량에 관련된 값에 근거하여, 피드 포워드 제어에서 이용되는 변수의 값을 변경해도 된다. 이로써, 전원(4)의 잔량의 차이로부터 발생할 수 있는 부하(3)의 온도 편차를 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 잔량에 관련된 값이 작을수록, 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력의 듀티비, 전압, 온 시간 중 적어도 1개를 증가시키는 것으로 해도 된다. 예를 들면, DC/DC 컨버터를 이용하는 경우, DC/DC 컨버터의 출력 측에 마련된 평활 콘덴서의 평활 작용에 의해, 부하(3)에 펄스파가 인가되지 않는 경우가 있기 때문에, 제어부(8)는, 잔량에 관련된 값에 근거하여 부하(3)에 전력을 공급하는 시간(온 시간)을 제어하는 것으로 해도 된다. 이로써, 전원(4)의 잔량의 차이로부터 발생하는 부하(3)의 온도 편차를 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 전원(4)으로부터 취득된 제1 잔량에 관련된 값에 근거하여 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 제1 전력량과, 전원(4)으로부터 취득되고 제1 잔량에 관련된 값과 상이한 제2 잔량에 관련된 값에 근거하여 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 제2 전력량이 대략 동일해지도록, 변수의 값을 변경해도 된다. 이로써, 예를 들면, 전원(4)의 잔량에 관계없이 일정 전력이 부하(3)에 공급되도록 PWM 제어를 실행할 수 있어, 전원(4)의 잔량의 차이로부터 발생하는 부하(3)의 온도 편차를 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 전원(4)의 잔량에 관련된 값을 취득하여, 피드 포워드 제어의 실행 시 또는 실행 전에 있어서의 부하(3)의 상태와 잔량에 관련된 값에 근거하여 피드 포워드 제어에서 이용되는 변수의 값을 변경해도 된다. 이로써, 전원(4)의 잔량의 차이에 더해, 제품 오차, 초기 조건, 분위기 온도 등의 외적 요인 등으로부터 발생할 수 있는 피드 포워드 제어의 실행 중 및/또는 종료 시에 있어서의 부하(3)의 온도 편차를 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 부하(3)의 상태에 근거하여, 부하(3)가 에어로졸을 생성 가능한 사용 상태에 가까울수록, 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력의 듀티비, 전압, 온 시간 중 적어도 1개를 저하시키고, 잔량에 관련된 값이 클수록, 전력의 듀티비, 전압, 온 시간 중 적어도 1개를 저하시켜도 된다. 이 경우, 예를 들면, 초기 온도 등의 부하(3)의 상태로부터 구해지는 전력의 듀티비, 전압, 온 시간 중 적어도 1개를, 전원(4)의 잔량으로 보정할 수 있어, 제품 오차, 초기 조건, 분위기 온도 등의 외적 요인 등에 더해 전원(4)의 잔량으로부터 발생할 수 있는 피드 포워드 제어의 실행 중 및/또는 종료 시에 있어서의 부하(3)의 온도 편차를 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 전원(4)으로부터 취득된 제1 잔량에 관련된 값에 근거하여 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 제1 전력량과, 전원(4)으로부터 취득되고 제1 잔량에 관련된 값과 상이한 제2 잔량에 관련된 값에 근거하여 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 제2 전력량이 대략 동일해지도록, 듀티비, 전압, 온 시간을 변경해도 된다. 이 경우에 있어서, 제1 전력량과 제2 전력량은, 부하(3)의 상태에 따라 다른 것으로 해도 된다. 이로써, 예를 들면, 제1 잔량과 제2 잔량에서 같은 전력이 부하(3)에 공급되도록 PWM 제어를 실행할 수 있어, 제품 오차, 초기 조건, 분위기 온도 등의 외적 요인 등에 더해 전원(4)의 잔량으로부터 발생할 수 있는 피드 포워드 제어의 실행 중 및/또는 종료 시에 있어서의 부하(3)의 온도 편차를 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 피드 포워드 제어의 실행 시 또는 실행 전에 있어서의 부하(3)의 저항값 또는 부하(3)의 열화 상태에 근거하여, 피드 포워드 제어에서 이용되는 변수의 값을 변경해도 된다. 이 경우에 있어서, 제어부(8)는, 예를 들면, 부하(3)의 사용 횟수 또는 사용 시간의 누적값에 근거하여, 열화 상태를 구해도 된다. 이로써, 에어로졸 생성 장치(1)의 사용 횟수가 많아짐에 따라, 부하(3)의 열화가 진행되어 상온 등에 있어서의 전기 저항값이 변화한 경우여도, 부하(3)의 온도를 안정시킬 수 있다. 또한 앞서 설명한 정의 온도 계수 특성(PTC 특성)을 갖는 부하(3)를 이용하고, 부하(3)의 열화가 진행되어 이 특성이 변화한 경우여도, 부하(3)의 온도를 안정시킬 수 있다.
상기의 제어부(8)에 의한 각종 제어는, 제어부(8)가 프로그램을 실행하는 것에 의해 실현되어도 된다.
상기와 같은 제1 실시형태에 대해, 추가로 이하의 실시예 1A~1E로 구체적인 제어예를 설명한다.
<실시예 1A>
도 4는, 실시예 1A에 관한 제어부(8)에 의해 실행되는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
제어부(8)의 준비부(10)는, 준비 단계에 있어서, 타이머(5)가 출력하는 타이머값 t를 취득하여, 타이머값 t에 대응하는 듀티 지령값을 구한다. 구해진 듀티 지령값에 따라, 후술하는 도 9에 나타나 있는 바와 같이 부하(3)와 전원(4)을 전기적으로 접속하는 회로에 마련된 개폐기(25)를 스위칭함으로써, 제어부(8)는 듀티 지령값에 근거하여 부하(3)에 공급되는 전력을 제어한다.
실시예 1A에 있어서, 부하(3)에 대한 가열 상태는, 듀티 지령값, 보다 구체적으로는 듀티 지령값이 나타내는 듀티비에 근거하여 전환된다. 그러나, 개폐기(25) 대신에 부하(3)와 전원(4)을 전기적으로 접속하는 회로에 마련된 DC/DC 컨버터를 제어하는 경우, 부하(3)는, 예를 들면, 당해 부하(3)에 공급되는 전류 또는 당해 부하(3)에 인가되는 전압 또는 이들의 지령값에 근거하여 가열 상태가 전환되어도 되고, 부하(3)에 대한 가열 상태의 전환을 지시하는 값은 적절히 변경 가능하다.
준비 단계는, 추가로 제1 서브 단계와 제2 서브 단계를 포함한다. 제1 서브 단계와 제2 서브 단계는, 듀티 지령값, 보다 구체적으로는 듀티 지령값이 나타내는 듀티비에 의해 구별되어도 된다. 또한 제1 서브 단계와 제2 서브 단계는, 당해 부하(3)에 공급되는 전류 또는 당해 부하(3)에 인가되는 전압 또는 이들의 지령값에 근거하여 구별되어도 된다.
제1 서브 단계의 시간 Δt1은, 비동작 상태의 부하(3)에 전력의 공급을 개시했을 때부터 시각 t1까지의 시간이다.
제2 서브 단계의 시간 Δt2는, 시각 t1부터 준비 단계의 종료 시각 t2까지의 시간이다.
제1 서브 단계의 시간 Δt1은, 제2 서브 단계 시간 Δt2보다 길다.
제1 서브 단계에 있어서의 듀티비 D1은, 제2 서브 단계에 있어서의 듀티비 D2보다 높다. 실시예 1A에 있어서는, 듀티비가 높을수록, 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력은 커지는 것으로 한다. 따라서, 제1 서브 단계에 있어서 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력은, 제2 서브 단계에 있어서 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력보다 커진다.
제어부(8)는, 제1 서브 단계에 있어서, 부하(3)(에어로졸 발생 물품(9))의 온도가 에어로졸의 생성 온도에 도달할 때까지는 높은 듀티비를 나타내는 듀티 지령값에 근거하여, 부하(3)에 공급되는 전력을 제어하고, 이로써, 전원(4)으로부터 부하(3)로의 전력의 공급(급전)의 개시로부터 조기에 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 에어로졸을 생성 가능하게 한다.
제어부(8)는, 제2 서브 단계에 있어서, 사용 단계로 천이할 때까지 부하(3)의 온도의 변동을 억제하여, 부하(3)(에어로졸 발생 물품(9))를 에어로졸의 생성 온도 이상으로 보온하기 위하여, 제1 서브 단계의 듀티비보다 낮은 듀티비를 나타내는 듀티 지령값에 근거하여 부하(3)에 공급되는 전력을 제어한다. 제어부(8)는, 제1 서브 단계의 종료 시의 온도에 약간 편차가 있어도, 이 제2 서브 단계에 있어서의 제어에 의해 당해 편차를 억제 및 흡수한다. 이로써 사용 단계에 있어서 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 발생하는 에어로졸의 향끽미가 안정된다.
이와 같이, 준비 단계에 있어서, 제1 서브 단계에 보다 큰 전력을 부하(3)에 공급하여, 급격하게 부하(3)의 온도를 높이고, 그 후 제2 서브 단계에 보다 작은 보온용의 전력을 부하(3)에 공급함으로써, 준비 단계 후의 사용 단계에 있어서의 에어로졸 생성량 및 그 향끽미를 안정시킬 수 있다.
도 5는, 실시예 1A에 관한 제어부(8)에 의한 준비 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
스텝 S501에 있어서, 준비부(10)는, 에어로졸 생성이 요구되었는지 아닌지 판단한다. 에어로졸 생성이 요구되지 않은 경우(스텝 S501에 있어서의 판단이 「No」인 경우), 준비부(10)는, 스텝 S501을 반복한다. 제1 예로서, 준비부(10)는, 부하(3)의 가열을 개시하기 위한 입력이 유저에 의해 이루어졌는지 아닌지에 근거하여, 스텝 S501에 있어서 에어로졸 생성이 요구되었는지 아닌지를 판단해도 된다. 보다 구체적으로는, 부하(3)의 가열을 개시하기 위한 입력이 유저에 의해 이루어진 경우, 준비부(10)는, 에어로졸 생성이 요구되었다고 판단해도 된다. 이와는 반대로, 부하(3)의 가열을 개시하기 위한 입력이 유저에 의해 이루어지지 않은 경우, 준비부(10)는, 에어로졸 생성이 요구되지 않았다고 판단해도 된다. 제2 예로서, 에어로졸 생성 장치(1)는, 도 1에 있어서 도시하지 않은 유저의 흡인을 검지하기 위한 센서를 갖고, 센서에 의해 검지된 유저의 흡인을 부하(3)의 가열을 개시하기 위한 입력으로 해도 된다. 제3 예로서, 에어로졸 생성 장치(1)는, 도 1에 있어서 도시하지 않은 버튼, 스위치, 터치 패널, 그 밖의 유저 인터페이스 중 적어도 1개를 구비하고, 이들에 대한 유저의 조작을 부하(3)의 가열을 개시하기 위한 입력으로 해도 된다.
에어로졸 생성이 요구된 경우, 스텝 S502에 있어서, 준비부(10)는 타이머(5)를 기동한다.
스텝 S503에 있어서, 타이머(5)로부터 준비부(10)에 타이머값 t의 입력이 개시된다.
스텝 S504에 있어서, 준비부(10)는, 제1 서브 단계에 있어서의 듀티비 D1을 나타내는 듀티 지령값에 근거하여, 후술하는 도 9에 나타나 있는 바와 같이 부하(3)와 전원(4)을 전기적으로 접속하는 회로에 마련된 개폐기(25)를 스위칭함으로써, 부하(3)에 공급되는 전력을 제어한다.
스텝 S505에 있어서, 준비부(10)는, 타이머값 t가 제1 서브 단계의 종료 시각 t1 이상인지 아닌지 판단한다. 타이머값 t가 제1 서브 단계의 종료 시각 t1 이상이 아닌 경우(스텝 S505에 있어서의 판단이 「No」인 경우), 준비부(10)는, 스텝 S505를 반복한다.
타이머값 t가 제1 서브 단계의 종료 시각 t1 이상인 경우(스텝 S505에 있어서의 판단이 「Yes」인 경우), 스텝 S506에 있어서, 준비부(10)는, 제2 서브 단계에 있어서의 듀티비 D2를 나타내는 듀티 지령값에 근거하여 부하(3)에 공급되는 전력을 제어한다.
스텝 S507에 있어서, 준비부(10)는, 타이머값 t가 제2 서브 단계의 종료 시각 t2 이상인지 아닌지 판단한다. 타이머값 t가 제2 서브 단계의 종료 시각 t2 이상이 아닌 경우(스텝 S507에 있어서의 판단이 「No」인 경우), 준비부(10)는, 스텝 S507을 반복한다. 타이머값 t가 제2 서브 단계의 종료 시각 t2 이상인 경우(스텝 S507에 있어서의 판단이 「Yes」인 경우), 준비부(10)는, 준비 단계를 종료하고, 사용 단계로 천이한다.
이상 설명한 실시예 1A에 있어서는, 제어부(8)는 준비 단계에 있어서 피드 포워드 제어를 이용하여 부하(3)의 가열을 제어하기 때문에, 에어로졸 생성이 요구되어, 전원(4)으로부터 부하(3)로의 전력의 공급이 개시된 후의 부하(3)의 승온 속도를 빠르게 할 수 있다.
실시예 1A에 있어서는, 준비 단계에 있어서, 피드 포워드 제어를 이용하여, 에어로졸을 흡인 가능한 온도로까지 부하(3)의 온도를 높이기 때문에, 에어로졸 생성을 요구한 후 유저가 에어로졸을 흡인 가능해질 때까지의 시간을 단축할 수 있다.
실시예 1A에 있어서는, 준비 단계의 제1 서브 단계에 있어서 부하(3)에 공급되는 전력을 일단 높이고 그 후 준비 단계의 제2 서브 단계에 있어서 부하(3)에 공급되는 전력을 낮추기 때문에, 부하(3)가 과열 상태가 되는 것을 억제할 수 있다.
여기에서, 제어부(8)가 준비 단계에 있어서 피드 포워드 제어를 이용하여 부하(3)의 가열을 제어하는 것에 의해, 에어로졸 생성이 요구되어 전원(4)으로부터 부하(3)로의 전력의 공급이 개시된 후의 부하(3)의 승온 속도를 빠르게 할 수 있는 이유, 에어로졸 생성을 요구한 후 유저가 에어로졸을 흡인 가능해질 때까지의 시간을 단축할 수 있는 이유, 부하(3)가 과열 상태가 되는 것을 억제할 수 있는 이유에 대해 상세하게 설명한다. 예를 들면, 제어부(8)가 준비 단계에 있어서 피드백 제어를 이용하여 부하(3)의 가열을 제어하면, 조작량의 결정에 제어량이 영향을 주기 때문에, 부하(3)의 승온 속도가 느려지기 쉽다. 또한 동일한 이유로, 에어로졸 생성을 요구한 후 유저가 에어로졸을 흡인 가능해질 때까지의 시간이 길어지기 쉽다. 특히, 준비 단계의 비교적 초기부터 부하(3)를 에어로졸을 생성 가능한 온도로 하는 양태에 있어서, 게인이 작은 경우, 부하(3)의 승온 속도가 느려지고, 게인이 큰 경우, 부하(3)의 온도가 에어로졸을 생성 가능한 온도에 수속하기 어려워져, 부하(3)가 과열 상태에 빠지기 쉬워진다. 또한 계시적으로 부하(3)의 목표 온도를 점증시키는 양태에 있어서는, 부하(3)의 온도 측정값이 목표 온도를 역전한 경우에 승온의 정체가 발생할 수 있다. 그러나, 제어부(8)가 준비 단계에 있어서 피드 포워드 제어를 이용하여 부하(3)의 가열을 제어하면, 이러한 우려가 발생하지 않기 때문에, 에어로졸 생성이 요구되어 전원(4)으로부터 부하(3)로의 전력의 공급이 개시된 후의 부하(3)의 승온 속도를 빠르게 할 수 있다. 또한 에어로졸 생성을 요구한 후 유저가 에어로졸을 흡인 가능해질 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 이와 함께, 부하(3)가 과열 상태가 되는 것을 억제할 수 있어 부하(3)가 사용 상태가 될 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 준비 단계에 있어서 부하(3)의 가열에 이용하는 제어로서는, 피드백 제어보다 피드 포워드 제어가 적합하다고 할 수 있다.
<실시예 1B>
실시예 1B에서는, 부하(3)의 온도를 나타내는 온도 측정값에 근거하여 제1 서브 단계에 있어서 부하(3)에 공급되는 전력을 변경하는 제어를 설명한다.
도 6은, 준비 단계와 사용 단계 사이에 부하(3)의 온도에 편차가 있는 상태의 예를 나타내는 그래프이다. 이 도 6은, 타이머값 t와 부하(3)의 온도의 관계와, 타이머값 t와 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력의 관계의 예를 나타내는 그래프이다. 가로축은, 타이머값 t를 나타낸다. 세로축은, 부하(3)의 온도 또는 부하(3)에 공급되는 전력의 듀티비를 나타낸다.
준비 단계가 종료된 경우여도, 준비 단계로부터 사용 단계로 천이할 때 또는 사용 단계로 천이한 직후에, 부하(3)의 온도가 준비 단계 종료 온도로부터 급격한 변동을 나타내는 경우가 있다.
이와 같이, 준비 단계 종료 온도가 에어로졸 생성 온도 또는 그 근방에서 안정되지 않은 경우, 부하(3)의 온도가 급격한 변동을 나타내, 사용 단계의 적어도 초반에 있어서 부하(3)의 온도가 에어로졸 생성 온도에 미치지 못하는 경우가 있다.
준비 단계가 종료된 경우에 있어서 부하(3)의 온도에 편차가 있는 요인에는, 예를 들면 이하의 3가지가 상정된다.
제1 요인은, 부하(3)의 초기 상태의 어긋남이며, 예를 들면 부하(3)의 온도 상승 개시 시에 있어서의 부하(3)의 온도의 어긋남이다.
제2 요인은, 전원(4)의 잔량 저하 또는 열화로부터 발생할 수 있는 전원(4)의 출력 전압의 어긋남이다.
제3 요인은, 에어로졸 발생 물품(9) 또는 에어로졸 생성 장치(1)의 제품 오차이다.
제1 및 제2 요인은, 제1 서브 단계에 있어서 이하의 제어를 행함으로써 적어도 완화할 수 있다.
제3 요인은, 제2 서브 단계에 있어서의 보온 제어에 의해 적어도 완화할 수 있다.
도 7은, 제1 서브 단계에 있어서의 듀티비 D1에 대한 제어의 예를 나타내는 그래프이다. 이 도 7은, 타이머값 t와 부하(3)의 온도의 관계와, 타이머값 t와 듀티비의 관계를 나타내고 있다. 가로축은, 타이머값 t를 나타낸다. 세로축은, 부하(3)의 온도, 또는 부하(3)에 공급되는 전력의 듀티비를 나타낸다.
제1 서브 단계에 있어서의 듀티비 D1을 일정하게 하고, 제2 서브 단계에 있어서의 듀티비 D2를 일정하게 하면, 제1 서브 단계의 개시 시에 부하(3)의 온도가 저온 또는 고온인 경우, 제2 서브 단계의 종료 시의 부하(3)의 온도도 저온 또는 고온이 되어, 준비 단계의 종료 시의 부하(3)의 온도에 편차가 있는 것이 상정된다.
이에 대해서, 실시예 1B에 관한 제어부(8)는, 제1 서브 단계의 개시 시에 있어서의 온도 측정값에 근거하여, 제1 서브 단계에 있어서의 듀티비 D1을 변경하는 것에 의해, 제1 서브 단계의 개시 시에 있어서의 부하(3)의 온도의 어긋남에 근거하여 준비 단계의 종료 시의 부하(3)의 온도에 편차가 있는 것을 억제한다.
보다 구체적으로는, 제어부(8)는, 제1 서브 단계의 개시 시에 있어서의 온도 측정값이 낮은 경우에, 제1 서브 단계에 있어서의 듀티비 D1을 높게 한다. 이와는 반대로, 제어부(8)는, 제1 서브 단계의 개시 시에 있어서의 온도 측정값이 높은 경우에, 제1 서브 단계에 있어서의 듀티비 D1을 낮게 한다.
도 8은, 실시예 1B에 관한 제어부(8)에 의한 준비 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
스텝 S801부터 스텝 S803은, 상기의 도 5의 스텝 S501부터 스텝 S503과 동일하다.
스텝 S804에 있어서, 온도 측정부(6)로부터 준비부(10)에, 초기 상태로서 제1 서브 단계 개시 시의 온도 측정값 Tstart가 입력된다.
스텝 S805에 있어서, 준비부(10)는, 온도 측정값 Tstart에 근거하여, 제1 서브 단계에 있어서의 듀티비 D1(Tstart)을 구하고, 제1 서브 단계에 있어서의 듀티비 D1(Tstart)을 나타내는 듀티 지령값에 근거하여, 후술하는 도 9에 나타나 있는 바와 같이 부하(3)와 전원(4)을 전기적으로 접속하는 회로에 마련된 개폐기(25)를 스위칭함으로써, 부하(3)에 공급되는 전력을 제어한다.
그 후의 스텝 S806부터 스텝 S808는, 상기의 도 5의 스텝 S505부터 스텝 S507과 동일하다.
이상 설명한 실시예 1B에 있어서는, 제1 서브 단계의 개시 시에 있어서의 부하(3)의 온도의 어긋남에 근거하여 준비 단계의 종료 시의 부하(3)의 온도에 편차가 있는 것을 억제할 수 있어, 준비 단계 후의 사용 단계에 있어서 에어로졸의 생성량 및 그 향끽미를 안정시킬 수 있다.
또한 실시예 1B에 있어서, 제어부(8)는, 제1 서브 단계의 개시 시의 온도 측정값 Tstart에 근거하여 제1 서브 단계의 듀티 지령값을 변경하지만, 온도 측정값 Tstart에 근거하여 제2 서브 단계의 듀티 지령값을 변경해도 되고, 온도 측정값 Tstart에 근거하여 제1 서브 단계의 듀티 지령값과 제2 서브 단계의 듀티 지령값의 쌍방을 변경해도 된다.
<실시예 1C>
실시예 1C에서는, 전원(4)의 잔량에 관련된 값의 일례로서 전원(4)의 충전 상태(SOC)에 근거하여 제1 서브 단계의 전력을 변경하는 제어, 또는 전원(4)의 충전 상태가 변화하는 경우여도 부하(3)에 인가되는 전압을 일정하게 하는 PWM 제어를 설명한다.
도 9는, 전원(4)으로부터 부하(3)에 흐르는 전류와 전원(4)이 부하(3)에 인가하는 전압의 관계의 예를 나타내는 도면이다. 전류계(23)는 전원(4)으로부터 부하(3)에 흐르는 전류 A를 출력하고, 전압계(24)는 전원(4)으로부터 부하(3)에 인가되는 전압 V를 출력한다. 또한 도 9에 있어서 도시하지 않은 제어부(8)는, 전류계(23)가 출력하는 값과 전압계(24)가 출력하는 값을 취득한다. 또한 전류계(23)와 전압계(24)에는, 기지(旣知)의 저항값을 갖는 션트(shunt) 저항을 내장한 것을 이용해도 되고, 홀 소자를 이용해도 된다. 또한 션트 저항을 내장한 것을 이용하는 것이 중량 또는 용적의 관점에서는 유리하고, 홀 소자를 이용하는 것이 계측 제도 또는 계측 대상에 주는 영향이 적은 관점에서 유리하다. 또한 전류계(23) 또는 전압계(24)는, 계측한 값을 디지털값으로 출력해도 되고, 아날로그값으로 출력해도 된다. 전류계(23) 또는 전압계(24)가 아날로그값을 출력하는 경우, 제어부(8)는, A/D 컨버터에 의해 아날로그값을 디지털값으로 변환해도 된다.
또한 전원(4)과 부하(3)는 회로에 의해 전기적으로 접속되어 있고, 제어부(8)가 이 회로에 마련된 개폐기(25)를 개폐(스위칭)하도록 제어하는 것에 의해, 전원(4)으로부터 부하(3)로의 전력의 공급이 제어된다. 일례로서, 개폐기(25)는, 스위치, 컨택터, 트랜지스터 중 적어도 1개로 구성되어도 된다. 또한 회로는, 개폐기(25) 대신에 또는 개폐기(25)와 함께 DC/DC 컨버터를 구비해도 된다. 이 경우에 있어서, 제어부(8)는, DC/DC 컨버터를 제어함으로써 전원(4)으로부터 부하(3)로의 전력의 공급을 제어한다.
또한 도 9에 있어서는, 개폐기(25)보다 부하(3) 측에 전압계(24)가 마련되어 있지만, 전원(4)의 충전 상태를 취득할 수 있도록 SOC-OCV법을 이용하기 위하여, 개폐기(25)보다 전원(4) 측에 다른 전압계를 마련해도 된다. 이 다른 전압계는, 전원(4)의 개방단 전압(OCV)을 출력 가능하게 한다.
도 10은, 준비 단계의 제1 서브 단계에 있어서의 전원(4)의 잔량에 따른 출력 전압과 출력 전류의 관계의 예를 나타내는 그래프이다. 도 10에 있어서, 가로축은 타이머값 t를 나타내고 있고, 시각 t1 이후의 제2 서브 단계는 생략되어 있는 점에 유의해야 한다. 세로축은, 전원(4)이 출력하는 전압 또는 전류를 나타내고 있다. 또한 도 10에 있어서, 파선은, 전원(4)의 잔량이 100%인 경우의 전압과 전류를 나타낸다. 한편, 실선은, 전원(4)의 잔량이 0% 또는 그 근방이기 때문에 방전 종지 전압 또는 방전 종지 전압에 가까운 값의 전압을 출력하는 경우의 전압과 전류를 나타낸다. 또한 도 10에 있어서, Vfull-charged와 VE.O.D는, 각각 전원(4)의 만충전 전압과 방전 종지 전압을 나타내고 있다.
도 10에서는, 제1 서브 단계에 있어서의 듀티비 D1은 100%인 것으로 한다.
간략화를 위해, 부하(3)와 전원(4)을 전기적으로 접속하는 회로의 전기 저항은 무시할 수 있을 정도로 작은 값으로 하고, 또한 전원(4)이 부하(3)와 동시에 급전하는 대상이 없다고 가정하면, 부하(3)의 저항값 R로 전원(4)의 출력 전압을 제산함으로써, 전원(4)의 잔량에 따른 출력 전류가 구해진다.
전원(4)의 출력 전압이 만충전 전압인 경우에 출력되는 전류 Ifull-charged는, 앞서 설명한 바와 같이 간략화한 모델을 이용하면, 만충전 전압/부하(3)의 저항(Vfull-charged/R)에 의해 구할 수 있다.
전원(4)의 출력 전압이 방전 종지 전압인 경우에 출력되는 전류 IE.O.D는, 앞서 설명한 바와 같이 간략화한 모델을 이용하면, 방전 종지 전압/부하(3)의 저항(VE.O.D/R)에 의해 구할 수 있다.
준비 단계의 제1 서브 단계에 있어서, 전원(4)의 출력 전압이 만충전 전압 Vfull-charged인 경우에 출력되는 전류 Vfull-charged/R은, 전원(4)의 출력 전압이 방전 종지 전압 VE.O.D인 경우에 출력되는 전류 VE.O.D/R보다 크다.
도 11은, 듀티비가 일정한 경우에 있어서의, 제1 서브 단계의 개시 시에 있어서 전원(4)이 만충전 전압인 경우의 준비 단계에 있어서의 부하(3)의 온도 변화와, 제1 서브 단계의 개시 시에 있어서 전원(4)이 방전 종지 전압 근방인 경우의 준비 단계에 있어서의 부하(3)의 온도 변화의 비교의 예를 나타내는 그래프이다. 도 11에 있어서, 가로축은, 타이머값 t를 나타낸다. 세로축은, 온도 또는 부하(3)에 공급되는 전력의 듀티비를 나타낸다. 앞서 설명한 바와 같이, 전원(4)이 방전 종지 전압 근방인 경우에 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전류 및 인가되는 전압은, 전원(4)이 만충전 전압인 경우보다 작다. 따라서, 전원(4)이 방전 종지 전압 근방인 경우의 준비 단계에 있어서의 부하(3)의 온도 변화보다, 전원(4)이 만충전 전압인 경우의 준비 단계에 있어서의 부하(3)의 온도 변화가 커진다.
그런데, 전원(4)이 만충전 전압인 경우에, 제1 서브 단계에 있어서 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력은 이하의 식으로 나타난다.
W=(Vfull-charged·D)2/R
한편, 전원(4)이 방전 종지 전압 근방인 경우에, 제1 서브 단계에 있어서 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력은 이하의 식으로 나타난다.
W=(VE.O.D·D)2/R
양식에 있어서, D는 부하(3)에 공급되는 전력의 듀티비를 나타내고 있다.
이들 양식의 차분을 계산한다. 전원(4)이 만충전 전압인 경우에 제1 서브 단계에 있어서 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력과, 전원(4)이 방전 종지 전압 근방인 경우에 제1 서브 단계에 있어서 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력의 차분은, 이하의 식으로 나타난다.
ΔW={(Vfull-charged·D)2-(VE.O.D·D)2}/R
예를 들면, 만충전 전압 Vfull-charged가 4.2V이며, 방전 종지 전압 VE.O.D가 3.2V이며, 부하(3)의 전기 저항값 R이 1.0Ω이며, 듀티비 D가 100%인 경우, 전력의 차 ΔW는 7.4W가 된다.
이로 인하여, 부하(3)와 에어로졸 발생 물품(9) 사이의 열전도에 관한 조건(예를 들면 접촉 면적 등), 부하(3)의 초기 온도, 에어로졸 발생 물품(9)의 열용량 등의 다양한 조건이 동일해도, 준비 단계 종료 시의 부하(3)의 온도는, 전원(4)의 잔량에 따라 변화한다.
따라서, 실시예 1C에서는, 제어부(8)는, 전원(4)의 출력 전압에 근거하여 제1 서브 단계에 있어서의 전력, 즉 듀티비를 변경하고, 준비 단계 종료 시의 부하(3)의 온도 편차를 억제한다.
또한 실시예 1C에 있어서, 제어부(8)는, 전원(4)의 출력 전압의 영향을 배제하기 위하여 부하(3)에 인가되는 전압을 일정하게 하는 PWM 제어를 실행해도 된다. PWM 제어에서는, 실효적인 전압 파형의 면적이 동일해지도록, 펄스형의 전압 파형이 변경된다. 여기에서, 실효적인 전압은, 인가 전압×듀티비로부터 산출 가능하다. 또한 다른 일례로서는, 2승평균 평방근(RMS: Root Mean Square)으로부터, 실효적인 전압을 구해도 된다.
도 12는, 전원(4)의 잔량에 따라 PWM 제어를 행한 경우의, 전원(4)의 출력 전압과 출력 전류의 관계를 예시하는 그래프이다. 도 12에 있어서, 가로축은, 타이머값 t를 나타내고, 시각 t1 이후의 제2 서브 단계는 생략되어 있는 점에 유의해야 한다. 세로축은, 전원(4)이 출력하는 전압 또는 전류를 나타낸다.
제어부(8)는, 준비 단계에 있어서, 만충전 전압 Vfull-charged에 대응하는 펄스형의 전압 파형의 면적과, 방전 종지 전압 VE.O.D에 대응하는 전압 파형의 면적이 동일해지도록 제어를 행한다.
수식 (1)은, 만충전 전압 Vfull-charged에 대응하는 듀티비 Dfull-charged와, 만충전 전압 Vfull-charged와, 방전 종지 전압 VE.O.D와, 방전 종지 전압 VE.O.D에 대응하는 듀티비 DE.O.D의 관계를 나타낸다.
[수학식 1]
Figure pct00001
이 수식 (1)에 있어서, 방전 종지 전압 VE.O.D에 대응하는 듀티비 DE.O.D를 100%로 하면, 만충전 전압 Vfull-charged에 대응하는 듀티비 Dfull-charged는 76%가 된다.
이와 같이, 제어부(8)는, 준비 단계에 포함되는 제1 서브 단계에 있어서 전원(4)의 출력 전압에 근거하여 듀티비를 제어하는 것에 의해, 준비 단계 종료 시의 부하(3)의 온도 편차를 억제할 수 있다.
도 13은, 실시예 1C에 관한 제어부(8)에 의한 준비 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
스텝 S1301부터 스텝 S1303은, 상기의 도 5의 스텝 S501부터 스텝 S503까지와 동일하다.
스텝 S1304에 있어서, 전원 측정부(7)는, 전원(4)의 출력 전압(전지 전압) VBatt를 측정한다.
스텝 S1305에 있어서, 준비부(10)는, 듀티비 D1=(VE.O.D·DE.O.D)/VBatt을 구한다.
스텝 S1306에 있어서, 준비부(10)는, 듀티비 D1을 나타내는 듀티 지령값에 근거하여 도 9에 나타낸 바와 같은 부하(3)와 전원(4)을 전기적으로 접속하는 회로에 마련된 개폐기(25)를 스위칭함으로써, 부하(3)에 공급되는 전력을 제어한다.
그 후의 스텝 S1307부터 스텝 S1309는, 상기의 도 5의 스텝 S505부터 스텝 S507과 동일하다.
이상 설명한 실시예 1C에 있어서는, 전원(4)의 잔량에 관련된 값의 일례인 전원(4)의 출력 전압에 따라 준비 단계에 포함되는 제1 서브 단계에 있어서의 듀티비 D1을 변경하는 것에 의해, 준비 단계의 종료 시의 부하의 온도 편차를 억제할 수 있어, 준비 단계 후의 사용 단계에 있어서 에어로졸의 생성량 및 향끽미를 안정시킬 수 있다.
실시예 1C에서는, 전원(4)의 잔량에 관련된 값의 일례로서 전원(4)의 출력 전압을 이용하는 양태를 설명했다. 이 대신에, 전원(4)의 잔량에 관련된 값의 다른 예로서 전원(4)의 충전 상태(SOC)에 따라 준비 단계에 포함되는 제1 서브 단계에 있어서의 듀티비 D1을 변경해도 된다.
또한 전원(4)의 잔량에 관련된 값으로서 충전 상태를 이용하는 경우는, 널리 알려져 있는 바와 같이, 전원(4)의 전압이 만충전 전압인 경우의 충전 상태를 100%라고 정의한다. 한편, 전원(4)의 전압이 방전 종지 전압인 경우의 충전 상태를 0%라고 정의한다. 또한 충전 상태는 전원(4)의 잔량에 따라, 100%에서 0%까지 연속적으로 변화한다. 전원(4)에 리튬 이온 2차 전지를 이용한 경우의 만충전 전압과 방전 종지 전압의 일례는, 각각 4.2V와 3.2V지만, 전원(4)의 만충전 전압과 방전 종지 전압은 이들 값으로 한정되지 않는다. 또한 앞서 설명한 바와 같이, 제어부(8)는 전원(4)의 충전 상태를, 예를 들면 SOC-OCV법 또는 전류 적산(쿨롱 카운팅)법 등에 의해 구해도 된다.
<실시예 1D>
준비 단계 종료 시의 부하(3)의 온도를 보다 고정밀도로 제어하기 위해서는, 복수의 초기 조건, 예를 들면, 부하(3)의 온도와 전원(4)의 잔량에 관련된 값의 쌍방에 근거하여 제어를 행하는 것이 바람직하다.
실시예 1D에서는, 온도 측정값 THTR에 근거하여 방전 종지 전압 VE.O.D에 대응하는 듀티비 DE.O.D(THTR)를 구하고, 또한 방전 종지 전압 VE.O.D, 듀티비 DE.O.D(THTR), 배터리 전압 VBatt에 근거하여, 제1 서브 단계에 있어서의 듀티비 D1을 구하고, 당해 듀티비 D1을 이용하여, 도 9에 나타낸 바와 같은 부하(3)와 전원(4)을 전기적으로 접속하는 회로에 마련된 개폐기(25)를 스위칭하는 것과 같은 피드 포워드 제어를 실행한다.
도 14는, 실시예 1D에 관한 제어부(8)에 의해 실행되는 제어의 예를 나타내는 그래프이다. 도 14에 있어서, 가로축은, 타이머값 t를 나타낸다. 세로축은, 온도 또는 부하(3)에 공급되는 전력의 듀티비를 나타낸다.
도 14의 좌측의 그래프에서는, 듀티비와, 부하(3)의 온도의 변화의 관계를 모식적으로 나타내고 있다. 도 14의 좌측의 그래프에 있어서는, 제1 서브 단계에 있어서의 듀티비 D1과 제2 서브 단계에 있어서의 듀티비 D2 중, 제1 서브 단계에 있어서의 듀티비 D1만을 변경하고 있다. 듀티비 D1을 굵은 실선으로 나타난 높은 듀티비로 한 경우, 부하(3)의 온도는, 예를 들면 도 14의 좌측 또한 위의 그래프에 있어서의 실선과 같이 변화한다. 한편, 듀티비 D1을 가는 실선으로 나타난 낮은 듀티비로 한 경우, 부하(3)의 온도는, 예를 들면 도 14의 좌측 또한 위의 그래프에 있어서의 점선과 같이 변화한다. 도 14의 좌측의 그래프로 나타나는 바와 같이, 제1 서브 단계에 있어서의 듀티비 D1의 레벨(고저)에 따라, 부하(3)의 온도 변화, 즉 타이머값 t마다의 부하(3)의 온도는 상이하다.
즉, 부하(3)의 온도 및 전원(4)의 잔량에 관련된 값 등의 초기 조건이 다른 경우여도, 제1 서브 단계에 있어서의 듀티비 D1을 조정하면, 준비 단계 종료 시의 부하(3)의 온도를 보다 고도로 제어할 수 있다.
따라서, 실시예 1D에 관한 제어부(8)는, 도 14의 우측의 그래프로 나타내는 바와 같이, 제1 서브 단계 개시 시의 부하(3)의 온도(초기 온도)가 높을수록, 제1 서브 단계의 듀티비 D1을 작게 하고, 제1 서브 단계 개시 시의 부하(3)의 온도가 낮을수록, 제1 서브 단계의 듀티비 D1을 크게 하도록 제어를 행한다.
또한 실시예 1D에 관한 제어부(8)는, 제1 서브 단계 개시 시의 부하(3)의 온도와 함께, 전원(4)의 잔량에 관련된 값(예를 들면, 전원(4)의 출력 전압)에 근거하여 듀티비 D1을 변경해도 된다. 이와 같이 하면, 도 14의 우측의 그래프로 나타나는 바와 같이, 부하(3)의 온도 및 전원(4)의 잔량에 관련된 값 등의 초기 조건이 다른 경우여도, 준비 단계 종료 시의 부하(3)의 온도를 보다 고도로 제어할 수 있어, 특정의 값에 가깝게 할 수 있다.
도 15는, 실시예 1D에 관한 제어부(8)에 의해 실행되는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
실시예 1D에 있어서, 제어부(8)는, 초기 설정부(16)와 준비부(10)를 포함한다.
초기 설정부(16)는, 부하(3)의 온도와 방전 종지 전압 VE.O.D에 대응하는 듀티비 DE.O.D의 관계를 갖는다.
초기 설정부(16)는, 제1 서브 단계 개시 시의 온도 측정값 THTR을 온도 측정부(6)로부터 받아, 온도와 듀티비의 관계 및 온도 측정값 THTR에 근거하여, 방전 종지 전압 VE.O.D에 대응하는 듀티비 DE.O.D(THTR)을 구한다.
또한 초기 설정부(16)는, 전원 측정부(7)로부터 전압 VBatt를 입력하여, 듀티비 D1=VE.O.D·DE.O.D(THTR)/VBatt를 구하고, 듀티비 D1을 나타내는 듀티 지령값을 준비부(10)에 출력한다.
타이머(5)로부터 준비부(10)에 타이머값 t가 입력되고, 준비부(10)는, 타이머값 t가 제1 서브 단계인지 제2 서브 단계인지를 판단하여, 제1 서브 단계에 있어서 듀티비 D1을 나타내는 듀티 지령값에 근거하여 부하(3)에 공급되는 전력을 제어하고, 제2 서브 단계에 있어서 듀티비 D2를 나타내는 듀티 지령값에 근거하여 부하(3)에 공급되는 전력을 제어한다.
도 16은, 실시예 1D에 관한 제어부(8)에 의한 준비 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
스텝 S1601부터 스텝 S1603은, 상기의 도 5의 스텝 S501부터 스텝 S503까지와 동일하다.
스텝 S1604에 있어서, 온도 측정부(6)로부터 초기 설정부(16)에 제1 서브 단계 개시 시의 온도 측정값 Tstart가 입력된다.
스텝 S1605에 있어서, 전원 측정부(7)로부터 초기 설정부(16)에 전원(4)의 출력 전압 VBatt가 입력된다.
스텝 S1606에 있어서, 초기 설정부(16)는, 온도와 듀티비의 관계와, 스텝 S1604에서 입력된 온도 측정값 Tstart에 근거하여, 방전 종지 전압 VE.O.D에 대응하는 듀티비 DE.O.D(Tstart)를 구하고, 전압 VBatt와 듀티비 DE.O.D(Tstart)에 근거하여 듀티비 D1=VE.O.D·DE.O.D(Tstart)/VBatt을 구한다.
스텝 S1607에 있어서, 준비부(10)는, 듀티비 D1에 근거하여, 도 9에 나타낸 바와 같은 부하(3)와 전원(4)을 전기적으로 접속하는 회로에 마련된 개폐기(25)를 스위칭함으로써, 부하(3)에 공급되는 전력을 제어한다.
그 후의 스텝 S1608부터 스텝 S1610은, 상기의 도 5의 스텝 S505부터 스텝 S507과 동일하다.
이상 설명한 바와 같이, 실시예 1D에 관한 제어부(8)는, 부하(3)의 초기 온도 및 전원(4)의 잔량에 관련된 값에 근거하여 제1 서브 단계에 있어서의 듀티비 D1을 변경한다. 보다 구체적으로는, 초기 설정부(16)는, 온도와 듀티비의 관계와, 온도 측정값 Tstart에 근거하여, 방전 종지 전압 VE.O.D에 대응하는 듀티비 DE.O.D(Tstart)를 구하고, 또한 방전 종지 전압 VE.O.D, 듀티비 DE.O.D(Tstart), 전압 VBatt에 근거하여, 제1 서브 단계에 대응하는 듀티비 D1을 구한다. 이로써, 제어 대상의 제어량을 귀환 성분으로서 조작량의 결정에 이용하지 않는 피드 포워드 제어여도, 준비 단계 종료 시의 부하(3)의 온도를 보다 고정밀도로 제어할 수 있다.
<실시예 1E>
실시예 1E에서는, 준비 단계에 있어서, 부하(3)의 열화에 근거하여 피드 포워드 제어를 변경하는 것을 설명한다.
부하(3)의 적산 사용 횟수 Nsum이 많아지면, 파손이 발생하거나 또는 산화 현상 등이 발생함으로써 부하(3)는 열화한다. 부하(3)가 열화되면, 부하(3)의 전기 저항값 RHTR은 증가하는 경향이 있다. 즉, 부하(3)의 열화 상태를 나타내는 적산 사용 횟수 Nsum와 부하(3)의 전기 저항값 RHTR의 사이에는 상관이 있다.
따라서, 실시예 1E에 있어서는, 부하(3)의 열화에 의해 저항값 RHTR이 증가한 경우여도 부하(3)의 온도가 안정되도록 부하(3)에 전력을 공급한다. 이하, 부하(3)의 열화 상태에 관계없이, 부하(3)의 온도가 안정되도록 부하(3)에 전력을 공급하는 방법에 대해 상세하게 설명한다.
부하(3)에 흐르는 전류를 IHTR, 부하(3)에 인가되는 전압을 VHTR, 부하(3)에 공급되는 전력을 PHTR, 부하의 저항을 RHTR, 전원(4)의 출력 전압을 V, 부하(3)에 공급되는 전력의 듀티비를 D로 하면, 수식 (2) 및 수식 (3)을 얻을 수 있다. 또한 VHTR은 전압의 실효값인 것에 유의해야 한다.
[수학식 2]
Figure pct00002
[수학식 3]
Figure pct00003
여기에서, 부하(3)가 새로운 경우(열화되지 않은 경우)의 전력을 PHTR_new, 부하(3)가 새로운 경우의 저항을 RHTR_new, 부하(3)가 새로운 경우의 듀티비를 Dnew로 한다.
또한 부하(3)가 오래된 경우(열화된 경우)의 전력을 PHTR_used, 부하(3)가 오래된 경우의 저항을 RHTR_used, 부하(3)가 오래된 경우의 듀티비를 Dused로 한다.
부하(3)가 새로운 경우의 전력 PHTR_new와 부하(3)가 오래된 경우의 전력 PHTR_used는, 동일한 것이 바람직하다.
따라서, 이하의 수식 (4)를 얻을 수 있다.
[수학식 4]
Figure pct00004
앞서 설명한 부하(3)의 열화 상태를 나타내는 적산 사용 횟수 Nsum과 부하(3)의 전기 저항값 RHTR의 상관이 선형인 경우 또는 선형으로 근사할 수 있는 경우, 수식 (4)는 이하의 수식 (5)로 다시 쓸 수 있다.
[수학식 5]
Figure pct00005
따라서, 앞서 설명한 부하(3)의 열화 상태를 나타내는 적산 사용 횟수 Nsum과 부하(3)의 전기 저항값 RHTR의 상관이 선형인 경우 또는 선형으로 근사할 수 있는 경우, 제어부(8)는, 부하(3)의 적산 사용 횟수 Nsum을 취득하면, 수식 (5)에 근거하여 열화된 부하(3)에 대응하는 듀티비 Dused를 구할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 부하(3)의 열화 상태를 나타내는 적산 사용 횟수 Nsum과 부하(3)의 전기 저항값 RHTR의 상관이 비선형인 경우, 부하(3)의 전기 저항값 RHTR을 부하(3)의 적산 사용 횟수 Nsum의 함수로 나타내면, 수식 (4)는, 이하의 수식 (6)으로 다시 쓸 수 있다.
[수학식 6]
Figure pct00006
따라서, 앞서 설명한 부하(3)의 열화 상태를 나타내는 적산 사용 횟수 Nsum과 부하(3)의 전기 저항값 RHTR의 상관이 비선형인 경우, 제어부(8)는, 부하(3)의 적산 사용 횟수 Nsum을 취득하면, 이 수식 (6)을 이용함으로써, 적산 사용 횟수 Nsum이 제로회(부하(3)가 새로운 경우)인 부하(3)의 저항 R(0)과, 적산 사용 횟수가 Nsum회인 부하(3)의 저항 R(Nsum)과, 부하(3)가 새로운 경우의 듀티비 Dnew에 근거하여, 열화된 부하(3)에 대응하는 듀티비 Dused를 구할 수 있다.
도 17은, 실시예 1E에 관한 제어부(8)에 의한 준비 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
스텝 S1701부터 스텝 S1703은, 상기의 도 5의 스텝 S501부터 스텝 S503과 동일하다.
스텝 S1704에 있어서, 전원 측정부(7)로부터 준비부(10)에 부하(3)가 열화된 경우의 저항값 RHTR_used가 입력된다.
스텝 S1705에 있어서, 준비부(10)는, 앞서 설명한 부하(3)의 열화 상태를 나타내는 적산 사용 횟수 Nsum과 부하(3)의 전기 저항값 RHTR의 상관이 선형인 경우 또는 선형으로 근사할 수 있는 경우, 취득한 부하(3)의 적산 사용 횟수 Nsum 및 수식 (5)에 근거하여, 열화된 부하(3)에 대응하는 듀티비 Dused를 구한다. 한편, 준비부(10)는, 앞서 설명한 부하(3)의 열화 상태를 나타내는 적산 사용 횟수 Nsum과 부하(3)의 전기 저항값 RHTR의 상관이 비선형인 경우, 수식 (6)을 이용함으로써, 부하(3)의 적산 사용 횟수 Nsum과 적산 사용 횟수 Nsum이 제로회인 경우(부하(3)가 새로운 경우)의 부하(3)의 저항 R(0)과, 적산 사용 횟수가 Nsum회인 부하(3)의 저항 R(Nsum)과, 부하(3)가 새로운 경우의 듀티비 Dnew에 근거하여, 열화된 부하(3)에 대응하는 듀티비 Dused를 구한다.
스텝 S1706에 있어서, 준비부(10)는, 제1 서브 단계에 있어서, 듀티비 Dused를 나타내는 듀티 지령값에 근거하여, 도 9에 나타낸 바와 같은 부하(3)와 전원(4)을 전기적으로 접속하는 회로에 마련된 개폐기(25)를 스위칭함으로써, 부하(3)에 공급되는 전력을 제어한다.
그 후의 스텝 S1707부터 스텝 S1709는, 상기의 도 5의 스텝 S505부터 스텝 S507과 동일하다.
이상 설명한 실시예 1E에 있어서는, 부하(3)의 적산 사용 횟수 Nsum이 많아지는 등의 요인에 의해, 부하(3)가 열화된 경우여도, 부하(3)의 온도가 안정되도록 부하(3)에 전력을 공급할 수 있다.
또한 본 실시예에 있어서는, 부하(3)의 열화 상태를 나타내는 물리량으로서 부하(3)의 적산 사용 횟수 Nsum을 이용했다. 그러나, 적산 사용 횟수 Nsum 대신에, 예를 들면, 부하(3)의 적산 동작 시간, 부하(3)의 적산 소비 전력, 부하(3)의 적산 에어로졸 생성량, 실온 등의 소정 온도에 있어서의 부하(3)의 전기 저항값 등을 이용해도 된다.
(제2 실시형태)
제2 실시형태에서는, 사용 단계에서 실행되는 피드백 제어에 있어서 게인부(12)의 게인과 리미터부(14)에서 이용되는 리미터폭(범위) 중 적어도 하나를 변경하는 제어를 설명한다.
에어로졸 발생 물품(9)을 가열하는 에어로졸 생성 장치(1)에 있어서, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성되는 에어로졸을 계시적으로 안정시키기 위해서는, 부하(3) 또는 에어로졸 발생 물품(9)의 온도를 서서히 높이는 것에 의해, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서의 에어로졸 생성 위치를, 부하(3)의 근방으로부터 서서히 멀리 천이시킬 필요가 있다. 이 이유는, 부하(3)로부터 에어로졸 발생 물품(9)으로의 열전도를 생각한 경우, 에어로졸 발생 물품(9)에 대한 가열을 개시하면, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서 부하(3)에 가까운 위치일수록 조기에 에어로졸이 생성되기 때문이다. 즉, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서 부하(3)로부터 가까운 위치의 에어로졸원이 무화(霧化)되어 소진되어 에어로졸 생성이 완료된 경우, 계속해서 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 에어로졸을 생성하기 위해서는, 부하(3)로부터 먼 위치의 에어로졸원을 무화할 필요가 있다. 즉, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서의 부하(3)로부터 가까운 위치로부터, 부하(3)로부터의 열전도 효율이 뒤떨어지기 때문에 에어로졸원이 무화되어 소진되지 않은 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서의 부하(3)로부터 먼 위치로, 에어로졸 생성 위치를 천이시킬 필요가 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서 부하(3)로부터 먼 위치는, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서 부하(3)로부터 가까운 위치에 비해, 부하(3)로부터의 열전도의 관점에서 뒤떨어진다. 따라서, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서 부하(3)로부터 먼 위치에서 에어로졸을 생성하려고 하면, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서 부하(3)로부터 가까운 위치에서 에어로졸을 생성시키는 경우와 비교하여 부하(3)는 많은 열을 에어로졸 발생 물품(9)에 전달할 필요가 있다. 환언하면, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서 부하(3)로부터 먼 위치에서 에어로졸을 생성하려고 하면, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서 부하(3)로부터 가까운 위치에서 에어로졸을 생성시키는 경우와 비교하여 부하(3)의 온도를 높게 할 필요가 있다.
제2 실시형태에서는, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서의 에어로졸 생성 위치를 부하(3)로부터 가까운 위치에서 먼 위치로 천이시킴으로써, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성되는 에어로졸의 양을 계시적으로 안정시키기 위한 제어를 설명한다.
예를 들면, 부하(3)가 에어로졸 발생 물품(9)을 내부로부터 가열하는 제1 가열 방법이 이용되는 경우, 에어로졸 발생 물품(9)의 중심부가, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서 부하(3)로부터 가까운 위치가 된다. 또한 에어로졸 발생 물품(9)의 외주부가, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서 부하(3)로부터 먼 위치가 된다.
예를 들면, 부하(3)가 에어로졸 발생 물품(9)을 외부로부터 가열하는 제2 가열 방법이 이용되는 경우, 에어로졸 발생 물품(9)의 외주부가, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서 부하(3)로부터 가까운 위치가 된다. 또한 에어로졸 발생 물품(9)의 중심부가, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서 부하(3)로부터 먼 위치가 된다.
예를 들면, 부하(3)가 유도 가열(IH)을 이용하여 에어로졸 발생 물품(9)을 가열하는 제3 가열 방법이 이용되는 경우, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서 서셉터와 접하거나 또는 가까운 위치가, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서 부하(3)로부터 가까운 위치가 된다. 또한 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서 서셉터와 접하지 않거나 또는 먼 위치가, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서 부하(3)로부터 먼 위치가 된다.
그러나, 피드백 제어에 있어서의 목표 온도를 서서히 높이는 것에 의해 부하(3) 또는 에어로졸 발생 물품(9)의 온도를 서서히 높이려고 하면, 온도 측정값이 목표 온도를 일시적으로 상회한 경우에 그 때의 온도 상승이 정체하여, 에어로졸을 흡인하는 유저에게 위화감을 주는 경우가 있다.
따라서, 제2 실시형태에 있어서는, 사용 단계에 있어서의 게인부(12)의 게인과, 리미터부(14)의 리미터폭 중 적어도 하나를 서서히 확대하여, 부하(3) 또는 에어로졸 발생 물품(9)의 온도를 정체없이 매끄럽게 상승시켜, 안정적으로 에어로졸을 생성한다. 또한 게인부(12)의 게인의 확대란, 게인을 확대하기 전의 게인부(12)에 입력된 입력값에 대한 출력값의 절대값보다, 게인을 확대한 후의 게인부(12)에 입력된 입력값에 대한 출력값의 절대값이 커지도록, 게인부(12)에 있어서의 출력값과 입력값의 상관을 조정하는 것을 의미하는 것으로 해도 된다. 또한 리미터부(14)의 리미터폭의 확대란, 리미터부(14)가 출력하는 출력값의 절대값이 취할 수 있는 최대값을 크게 하는 것을 의미하는 것으로 해도 된다.
제2 실시형태에 관한 제어부(8)에 의한 제어와 기존의 에어로졸 생성 장치에 의한 제어를 대비하면, 제2 실시형태에 관한 제어부(8)에 의한 제어는, 피드백 제어에서 이용되는 목표 온도를 높인 다음 낮추고, 다시 높이는 것과 같은 제어가 아닌, 사용 단계 종료 온도를 일정하게 하여 제어를 행하는 점에서 특징적이다. 즉, 제2 실시형태에 있어서는, 사용 단계의 대부분에 있어서, 부하(3)의 온도는 피드백 제어에서 이용되는 사용 단계 종료 온도보다 낮기 때문에, 사용 단계의 전체에 걸쳐 부하(3) 또는 에어로졸 발생 물품(9)의 온도를 지체 없이 매끄럽게 상승시켜, 안정적으로 에어로졸을 생성한다.
제2 실시형태에 관한 제어부(8)에 의한 제어는, 리미터부(14)의 리미터폭을 타이머값 t에 근거하여 축소하는 것과 같은 제어가 아닌 점에서 특징적이다. 또한 제2 실시형태에 관한 제어부(8)에 의한 제어는, 리미터부(14)의 리미터폭을 일정하게 하여 목표 온도를 타이머값 t에 근거하여 높이는 것과 같은 제어가 아닌 점에서 특징적이다. 환언하면, 제2 실시형태에 관한 제어부(8)에 의한 제어에 있어서, 리미터폭은, 사용 단계의 진행에 수반하여 축소하지 않고, 계속해서 확대하거나, 또는 단계적으로 확대한다.
제2 실시형태에 관한 제어부(8)는, 사용 단계에 있어서, 예를 들면, 부하(3)의 온도가 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 기정량 이상의 에어로졸을 생성 가능한 값 이상인 경우에, 부하(3)의 온도와 사용 단계의 진행도를 취득하여, 부하(3)의 온도가 기정 온도에 수속하도록 피드백 제어를 실행하고, 피드백 제어에 있어서, 진행도가 진전될수록, 피드백 제어에 있어서의 게인, 또는 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력의 상한값을 증가시켜도 된다. 이로써, 부하(3)의 온도를, 서서히, 정체 없이, 또한 안정적으로 높일 수 있다. 즉 사용 단계 전체에 걸쳐, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성되는 에어로졸의 양을 안정시킬 수 있다.
여기에서, 제어부(8)는, 피드백 제어에 있어서의 게인의 증가를, PID(Proportional Integral Differential) 제어의 비례(P) 제어, 적분(I) 제어, 미분(D) 제어 중 어느 요소의 변경으로 행해도 된다. 또한 제어부(8)는, 비례 제어, 적분 제어, 미분 제어 중, 1개의 게인을 증가시켜도 되고, 복수의 게인을 증가시켜도 된다. 또한 제어부(8)는, 게인의 증가와 부하(3)에 공급되는 전력의 상한값의 증가의 쌍방을 행해도 된다.
제어부(8)는, 부하(3)의 온도가 사용 단계의 개시 시부터 감소하지 않도록, 진행도가 진전될수록, 게인 또는 상한값을 증가시켜도 된다. 이로써, 에어로졸 생성량이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
진행도의 진행폭에 대한 게인 또는 상한값의 상승폭은, 일정하게 해도 된다. 이로써, 피드백 제어의 안정성을 향상시킬 수 있다.
제어부(8)는, 진행도의 진행폭에 대한 게인 또는 상한값의 증가율을 변화시켜도 된다. 이로써, 진행도에 따라 적절한 양의 에어로졸을 생성할 수 있다.
제어부(8)는, 진행도가 진전될수록, 증가율을 확대시켜도 된다. 이로써, 에어로졸 생성량이 저하되는 것을 억제할 수 있다. 또한 부하(3)가 고온인 시간을 짧게 할 수 있어 부하(3) 및 에어로졸 생성 장치(1)가 과열 상태가 되는 것을 억제할 수 있고, 부하(3) 및 에어로졸 생성 장치(1)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한 부하(3)가 고온인 시간이 짧기 때문에, 에어로졸 생성 장치(1)의 단열 구조를 간략하게 할 수 있다. 특히 에어로졸 생성 장치(1)가 상기 제2 가열 방법을 채용하는 경우에, 단열 구조를 간략하게 할 수 있다.
제어부(8)는, 진행도가 진전될수록, 증가율을 축소시켜도 된다. 이로써, 부하(3)가 고온이 되는 시간을 길게 할 수 있어, 에어로졸 생성량이 저하되는 것을 억제할 수 있다. 부하(3)가 고온이 되는 시간을 길게 할 수 있기 때문에, 1개의 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성되는 에어로졸의 양을 증가시킬 수 있다. 또한 게인 또는 상한값이 증가되는 기간이 길기 때문에, 유저에 의한 에어로졸의 흡인에 수반하는 온도 저하(예를 들면 온도 드롭)를 신속히 회복하여, 부하(3)의 온도를 보상할 수 있다. 즉 사용 단계의 전체에 걸쳐, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성되는 에어로졸의 양을 안정시킬 수 있다.
제어부(8)는, 진행도가 진전될수록 게인 또는 상한값이 상승하는 제1 관계(상관)에 근거하여, 진행도에 대응하는 게인 또는 상한값을 결정하고, 진행도의 시계열적인 변화에 근거하여 제1 관계를 변경해도 된다. 이로써, 진행도의 진척 상태에 따라, 게인 또는 상한값의 확장의 정도를 변경할 수 있고, 실제의 진척 상태에 따라, 부하(3)에 적절한 전력량을 공급할 수 있어, 에어로졸 생성량을 안정시킬 수 있다.
제어부(8)는, 진행도가 진전될수록 게인 또는 상한값이 상승하도록 제1 관계를 변경해도 된다. 이 경우, 게인 또는 상한값이 낮아지지 않기 때문에, 에어로졸 생성량이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 진행도가 기정의 진행도보다 늦어진 경우에, 진행도의 진행폭에 대응하는 게인 또는 상한값의 상승폭이 커지도록 제1 관계를 변경하고, 진행도는, 부하(3)의 온도로 해도 된다. 이로써, 부하(3)의 온도 상승이 느릴수록, 부하(3)의 온도를 오르기 쉽게 할 수 있기 때문에, 에어로졸 생성량이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 진행도가 기정의 진행도보다 진전된 경우에, 진행도의 진행폭에 대응하는 게인 또는 상한값의 상승폭이 작아지도록 제1 관계를 변경하고, 진행도는, 부하(3)의 온도로 해도 된다. 이로써, 부하(3)의 온도 상승이 진전될수록, 부하(3)의 온도를 오르기 어렵게 할 수 있기 때문에, 에어로졸 생성량이 커지는 것을 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 진행도가 기정의 진행도보다 늦어진 경우에, 진행도의 진행폭에 대응하는 게인 또는 상한값의 상승폭이 작아지도록 제1 관계를 변경하고, 진행도는, 에어로졸 흡인 횟수, 에어로졸 흡인량, 에어로졸 생성량 중 적어도 1개를 포함하는 것으로 해도 된다. 예를 들면, 에어로졸의 흡인이 기정의 진행도보다 늦어진 경우에는, 부하(3)의 근방의 에어로졸원이 고갈되지 않았다고 상정된다. 이러한 경우에, 게인 또는 상한값의 상승폭을 작게 함으로써, 에어로졸 발생 물품(9) 내의 에어로졸원을 유효하게 이용할 수 있다.
제어부(8)는, 진행도가 기정의 진행도보다 진전된 경우에, 진행도의 진행폭에 대응하는 게인 또는 상한값의 상승폭이 커지도록 제1 관계를 변경하고, 진행도는, 에어로졸 흡인 횟수, 에어로졸 흡인량, 에어로졸 생성량 중 적어도 1개를 포함하는 것으로 해도 된다. 예를 들면, 에어로졸의 흡인이 기정의 진행도보다 진전된 경우에는, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서의 에어로졸 생성 위치가 상정한 것보다 부하(3)로부터 먼 위치로 천이하고 있다고 상정된다. 이러한 경우여도, 게인 또는 상한값의 상승폭을 크게 함으로써, 부하(3)로부터 먼 에어로졸 생성 위치로부터 에어로졸을 적극적으로 생성시킬 수 있다.
제어부(8)는, 제1 관계를 일시적으로 변경, 또는 제1 관계의 일부를 변경해도 된다. 이 경우, 게인 또는 상한값의 상승폭이 일시적으로 변경되어, 그 후, 원래의 상승폭으로 돌아오기 때문에, 제어의 안정성을 향상시킬 수 있다.
제어부(8)는, 제1 관계 중 제어부(8)에 의해 취득된 최신의 진행도 이후의 전체 부분을 변경해도 된다. 이 경우, 게인 또는 상한값의 상승폭이 전체적으로 변경되기 때문에, 다시 변경이 필요하게 될 가능성을 줄일 수 있다.
또한 제어부(8)는, 최신의 진행도부터 과거의 진행도를 포함하는 제1 관계 전체를 변경해도 된다.
제어부(8)는, 제1 관계 중 제어부(8)에 의해 취득된 최신의 진행도 이후를 변경하고, 제1 관계의 변경 전과 변경 후에 있어서 사용 단계의 종점에 있어서의 진행도와 게인 또는 상한값의 관계를 동일하게 해도 된다. 이 경우, 사용 단계의 종점에 있어서의 게인 또는 상한값은 변경되지 않기 때문에, 부하(3)에 주어지는 전력량이 크게 변경되는 것을 억제할 수 있어, 제어의 안정성을 향상시킬 수 있다.
기정 온도는, 장착된 에어로졸 발생 물품(9)에 포함되어 있고 부하(3)로부터 가장 떨어진 위치의 에어로졸원 또는 에어로졸 기재(9a)로부터, 에어로졸을 생성하기 위하여 필요한 부하(3)의 온도로 해도 된다. 이로써, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 효과적으로 에어로졸을 생성시킬 수 있다.
제어부(8)는, 부하(3)의 온도가 기정 온도에 도달한 경우에, 사용 단계를 종료해도 된다. 이로써, 에어로졸 발생 물품(9)이 과열 상태가 되는 것을 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 부하(3)의 온도가 기정 온도에 도달한 경우, 또는 진행도가 기정 임계값에 도달한 경우에, 사용 단계를 종료해도 된다. 이로써, 보다 안전하고 확실히 피드백 제어를 종료시킬 수 있다.
제어부(8)는, 부하(3)의 온도가 기정 온도에 도달하고, 또한 진행도가 기정 임계값에 도달한 경우에, 사용 단계를 종료해도 된다. 이로써, 적절한 범위에서 종료 조건을 엄격하게 하여, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 보다 많은 에어로졸을 생성시킬 수 있다.
제어부(8)는, 사용 단계에 있어서, 부하(3)의 온도가 기정 온도 이상인 시간보다, 부하(3)의 온도가 기정 온도 미만인 시간이 길어지도록, 게인 또는 상한값을 증가시켜도 된다. 이 경우, 기정 온도의 근방에 부하(3)의 온도가 없는 시간이, 기정 온도의 근방에 부하(3)의 온도가 있는 시간보다 길어지기 때문에, 에어로졸의 생성량이 커지는 것을 억제할 수 있다.
진행도는, 제어부(8)의 제어에 따라, 사용 단계의 경과 시간, 에어로졸 흡인 횟수, 에어로졸 흡인량, 에어로졸 생성량, 또는 부하(3)의 온도를 이용할 수 있다.
제2 실시형태에 관한 제어부(8)는, 예를 들면, 부하(3)의 온도가, 에어로졸 발생 물품(9)에 포함되어 있고 부하(3)로부터 가장 가까운 위치의 에어로졸원 또는 에어로졸 기재(9a)로부터 기정량 이상의 에어로졸을 생성 가능한 제1 온도로부터, 에어로졸 발생 물품(9)에 포함되어 있고 부하(3)로부터 가장 먼 위치의 에어로졸원 또는 에어로졸 기재(9a)로부터 기정량 이상의 에어로졸을 생성 가능한 제2 온도로 점근하도록, 피드백 제어에 있어서의 게인, 또는 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력의 상한값을 증가시킨다. 이로써, 제어부(8)는 피드백 제어에 의해, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서의 부하(3)로부터 가까운 위치에서 먼 위치까지의 전체에 걸쳐서 에어로졸 생성을 효과적으로 행할 수 있다.
제2 실시형태에 관한 제어부(8)는, 예를 들면, 부하(3)의 온도가 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 기정량 이상의 에어로졸을 생성 가능한 값 이상인 사용 단계인 경우에, 부하(3)의 온도와 사용 단계의 진행도를 취득하여, 부하(3)의 온도와 기정 온도의 차분에 근거하여 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력을 결정하고, 또한 사용 단계의 진행에 따른 전력의 공급량의 변화율이 사용 단계의 진행에 따른 기정 온도의 변화율보다 커지도록, 피드백 제어를 실행해도 된다. 또한 변화율은, 제로, 즉, 변화하고 있지 않은 상태도 포함하는 것으로 해도 된다. 이로써, 부하(3)의 온도를, 서서히, 정체 없이, 또한 안정적으로 높일 수 있다.
제2 실시형태에 관한 제어부(8)는, 예를 들면, 부하(3)의 온도가 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 기정량 이상의 에어로졸을 생성 가능한 값 이상인 사용 단계인 경우에, 부하(3)의 온도와 사용 단계의 진행도를 취득하여, 부하(3)의 온도와 기정 온도의 차분에 근거하여 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력을 결정하고, 또한 사용 단계의 진행에 따라 기정 온도에서 부하(3)의 온도를 뺀 값이 감소하고, 사용 단계의 진행에 따라 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력의 공급량이 증가하도록, 피드백 제어를 실행해도 된다. 이로써, 부하(3)의 온도를, 서서히, 정체 없이, 또한 안정적으로 높일 수 있다.
상기의 제어부(8)에 의한 각종 제어는, 제어부(8)가 프로그램을 실행하는 것에 의해 실현되어도 된다.
상기와 같은 제2 실시형태에 대해, 추가로 이하의 실시예 2A~2F에서 구체적인 제어예를 설명한다.
<실시예 2A>
도 18은, 실시예 2A에 관한 제어부(8)에 의해 실행되는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
제어부(8)의 리미터 변경부(13)는, 타이머값 t와 부하(3)의 온도 측정값과 퍼프 프로파일 중 적어도 1개를 포함하는 입력 파라미터와 리미터부(14)의 리미터폭을 관련시킨 제1 관계를 보지(保持)한다. 타이머값 t, 부하(3)의 온도 측정값, 퍼프 프로파일은, 사용 단계의 진행도를 나타내는 값의 예이며, 이들 대신에 사용 단계의 진행도에 따라 증대하는 경향을 갖는 다른 물리량 또는 변수를 이용해도 된다.
실시예 2A에 있어서는, 타이머값 t와 온도 측정값과 퍼프 프로파일을 입력 파라미터로서 이용하는 경우를 예로서 설명하지만, 타이머값 t와 온도 측정값과 퍼프 프로파일 중 일부를 입력 파라미터로서 이용해도 된다.
입력 파라미터와 리미터폭의 관계부는, 테이블로 관리되어도 되고, 리스트 구조 등의 데이터 구조로 관리되어도 되며, 입력 파라미터와 리미터폭에 관한 함수가 이용되어도 된다. 이하의 각종 관계부에 대해서도 마찬가지이다.
제어부(8)는, 사용 단계에 있어서, 타이머(5)로부터 타이머값 t를 입력하여, 온도 측정부(6)로부터 부하(3)의 온도를 나타내는 온도 측정값을 입력한다.
제어부(8)는, 예를 들면, 에어로졸 생성 장치(1)가 구비하는 유량 센서, 유속 센서, 압력 센서 등의 유저의 흡인에 수반하여 변동하는 물리량을 검출하는 센서의 출력값에 근거하여 유저의 흡인을 검지하고, 예를 들면 시계열적인 유저의 흡인 횟수 또는 흡인량 등과 같은 흡인 상태를 나타내는 퍼프 프로파일을 생성한다.
제어부(8)는, 리미터 변경부(13), 차분부(11), 게인부(12), 리미터부(14)를 포함한다.
리미터 변경부(13)는, 입력 파라미터에 근거하여 리미터부(14)에서 이용되는 리미터폭의 상승폭을 결정하고, 사용 단계의 진행이 진전됨에 따라, 리미터폭을 서서히 확대한다.
실시예 2A에 있어서, 리미터 변경부(13)는, 예를 들면, 리미터폭을 좁게 하지는 않아도 된다. 환언하면, 리미터 변경부(13)는, 리미터폭을 변경할 때는 그 확대만을 행해도 된다. 이하, 제2 실시형태의 실시예 2B~2F에 있어서도 마찬가지로, 리미터 변경부(13)에서 이용되는 리미터폭이 좁아지는 경우는 없는 것으로 해도 된다.
보다 구체적으로는, 리미터 변경부(13)는, 타이머값 t의 증가에 따라, 리미터 최대값과 리미터 최소값 사이의 폭이 확대되도록 리미터부(14)의 리미터폭을 변경한다.
차분부(11)는, 온도 측정부(6)에 의해 측정된 온도 측정값과 사용 단계 종료 온도의 차를 구한다. 실시예 2A에 있어서, 사용 단계 종료 온도는 고정값이며, 피드백 제어에 의해 예를 들면 사용 단계의 종료 시에 부하(3)의 온도가 도달해야 할 값인 것으로 한다.
게인부(12)는, 온도 측정값과 사용 단계 종료 온도의 차에 근거하여 당해 차를 없애거나, 또는 작게 하는 것과 같은 듀티비를 구한다. 환언하면, 게인부(12)는, 온도 측정값과 사용 단계 종료 온도의 차와 듀티비의 상관을 갖고, 입력된 온도 측정값과 사용 단계 종료 온도의 차에 대응하는 듀티비를 리미터부(14)에 대해서 출력한다.
리미터부(14)는, 게인부(12)에 의해 구해진 듀티비가 리미터폭에 포함되도록 제어한다. 구체적으로는, 리미터부(14)는, 게인부(12)에 의해 구해진 듀티비가 리미터 변경부(13)에서 구해진 리미터폭의 최대값을 넘는 경우에, 듀티비를 리미터폭의 최대값으로 하고, 구해진 듀티비가 리미터 변경부(13)에서 구해진 리미터폭의 최소값을 하회하는 경우에, 듀티비를 리미터폭의 최소값으로 제한한다. 리미터부(14)는, 리미터 처리의 결과로서, 리미터폭에 포함되는 듀티비를 나타내는 듀티 조작값을, 예를 들면 도 3에 나타난 비교부(15)에 출력한다. 듀티 조작값은, 제어부(8)의 피드백 제어의 결과로 얻어진 값으로 한다.
도 19는, 실시예 2A에 관한 제어부(8)에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
스텝 S1901에 있어서, 제어부(8)는, 타이머(5)로부터 타이머값 t를 입력한다.
스텝 S1902에 있어서, 제어부(8)는, 타이머값 t가 사용 단계 종료를 나타내는 시간 tthre 이상인지 아닌지 판단한다.
타이머값 t가 시간 tthre 이상인 경우(스텝 S1902에 있어서의 판단이 긍정적인 경우), 제어부(8)는, 부하(3)로의 전력 공급을 정지하고, 사용 단계를 종료한다.
타이머값 t가 시간 tthre 이상이 아닌 경우(스텝 S1902에 있어서의 판단이 부정적인 경우), 스텝 S1903에 있어서, 제어부(8)의 차분부(11)는, 부하(3)의 사용 단계 종료 온도와 온도 측정부(6)로부터 입력한 온도 측정값의 차분 ΔTHTR을 구한다.
스텝 S1904에 있어서, 제어부(8)의 리미터 변경부(13)는, 타이머값 t, 온도 측정값, 퍼프 프로파일 중 적어도 1개에 근거하여, 리미터부(14)에서 이용되는 리미터폭의 상승폭을 결정하고, 리미터폭을 변경한다.
스텝 S1905에 있어서, 제어부(8)의 게인부(12)는, 차분 ΔTHTR에 근거하여 듀티비(듀티 조작값) Dcmd를 구한다. 게인부(12)에 있어서의 입력값과 출력값의 상관을 함수 K로 하면, 이 게인부(12)의 처리는, Dcmd=K(ΔTHTR)로 나타낼 수 있다. 특히, 게인부(12)에 있어서의 입력값과 출력값의 상관이 선형이라면, 당해 상관의 기울기인 게인 계수를 K로 하면, 이 게인부(12)의 처리는, Dcmd=K×ΔTHTR로 나타낼 수도 있다.
스텝 S1906에 있어서, 제어부(8)의 리미터부(14)는, 게인부(12)에 의해 구해진 듀티비 Dcmd가 리미터부(14)의 리미터폭에 들어가도록 리미터 처리를 행하여, 리미터 처리된 듀티비 Dcmdd를 구한다.
스텝 S1907에 있어서, 제어부(8)는, 듀티비 Dcmdd를 나타내는 듀티 지령값에 근거하여 부하(3)에 공급되는 전력을 제어하고, 그 후 처리는 스텝 S1901로 되돌아온다. 또한 듀티비 Dcmdd는, 전원(4)과 부하(3) 사이에 마련된 개폐기(25)에 적용되어도 되고, 전원(4)과 부하(3) 사이에 마련된 DC/DC 컨버터에 적용되어도 된다.
또한 상기의 처리에 있어서, 스텝 S1904와 스텝 S1905는, 순서를 바꿔도 된다.
이상 설명한 실시예 2A에 관한 제어부(8)가 실행하는 제어에 있어서는, 사용 단계가 진행될 때마다 리미터부(14)에서 이용되는 리미터폭이 서서히 확대되도록 변경되고, 리미터폭 내의 듀티비 Dcmdd에 근거하여 부하(3)의 온도가 제어된다. 이로써, 부하(3) 또는 에어로졸 발생 물품(9)의 온도를 정체 없이 매끄럽게 상승시킬 수 있어, 안정적으로 에어로졸을 생성할 수 있다.
<실시예 2B>
실시예 2B에서는, 사용 단계의 시계열 진척에 있어서 에어로졸 발생 물품(9)의 열용량이 상정한 것보다 큰지 아닌지의 판단에 근거하여, 리미터 변경부(13)가, 리미터폭의 상승폭을 결정하고, 당해 리미터폭을 변경하는 제어를 설명한다.
실시예 2B에 있어서, 에어로졸 발생 물품(9)의 열용량은, 에어로졸 발생 물품(9)의 질량과 비열로부터 엄밀하게 구해도 된다. 또한 다른 일례로서, 에어로졸 발생 물품(9)의 열용량은, 에어로졸 발생 물품(9)이 구비하는 에어로졸 기재(9a), 향미원, 에어로졸원의 조성 또는 구조에 의존하며, 특히 에어로졸 발생 물품(9), 향미원, 에어로졸원의 잔량이 많을수록 높은 값을 나타내는 물리량으로서 취급해도 된다. 즉, 부하(3)에 의해 에어로졸 발생 물품(9)을 가열하면, 에어로졸 기재(9a)와 향미원 또는 에어로졸원의 적어도 일부가 소비되는 것에 의해, 에어로졸 발생 물품(9)의 열용량은, 사용 단계의 진행에 수반하여 감소하는 경향을 갖는다. 환언하면, 에어로졸 발생 물품(9)의 열용량은, 에어로졸 발생 물품(9)이 생성 가능한 에어로졸량, 에어로졸 생성 장치(1)의 유저가 흡인 가능한 에어로졸의 잔량, 흡인의 잔여 횟수, 또는 에어로졸 생성 장치(1)에 의한 에어로졸 발생 물품(9)으로의 가열 가능량을 나타내는 것으로 한다. 또한 에어로졸 발생 물품(9)이 생성 가능한 에어로졸량, 에어로졸 생성 장치(1)의 유저가 흡인 가능한 에어로졸원의 잔량, 또는 흡인의 잔여 횟수가 제로가 된 경우여도, 에어로졸 발생 물품(9)의 열용량은 제로가 되지 않는다는 점에 유의해야 한다.
실시예 2B에 관한 제어부(8) 및/또는 리미터 변경부(13)는, 사용 단계의 시계열적인 진척에 있어서 에어로졸 발생 물품(9)의 열용량이 상정한 것보다 큰지 아닌지를, 온도 측정값 또는 퍼프 프로파일에 근거하여 판단해도 된다. 일례로서, 실시예 2B에 관한 제어부(8) 및/또는 리미터 변경부(13)는, 사용 단계에 있어서의 부하(3) 또는 에어로졸 발생 물품(9)의 온도, 사용 단계에 있어서의 에어로졸 생성 장치(1)의 유저의 흡인 횟수 또는 흡인량의 적산값에 대한, 이상적인 시계열 데이터를 미리 기억해 둔다. 그리고, 이들 이상적인 시계열 데이터와 온도 측정값 또는 퍼프 프로파일을 비교함으로써, 사용 단계의 시계열적인 진척에 있어서 에어로졸 발생 물품(9)의 열용량이 상정한 것보다 큰지 아닌지를 판단해도 된다.
구체적으로는, 제어부(8) 및/또는 리미터 변경부(13)는, 이상적인 시계열 데이터에 대해서 온도 측정값이 지연되고 있는 경우는, 에어로졸 발생 물품(9)의 열용량이 상정한 것보다 크다고 판단해도 된다. 한편, 제어부(8) 및/또는 리미터 변경부(13)는, 이상적인 시계열 데이터에 대해서 온도 측정값이 진행되고 있는 경우는, 에어로졸 발생 물품(9)의 열용량이 상정한 것보다 작다고 판단해도 된다.
환언하면, 에어로졸 발생 물품(9)의 열용량이 큰 상태에서는, 온도 측정값은 낮다고 추정된다. 이와는 반대로, 에어로졸 발생 물품(9)의 열용량이 크지 않은(작은) 상태에서는, 온도 측정값이 높다고 추정된다.
리미터 변경부(13)는, 온도 측정값이 낮은 것을 나타내는 경우에, 리미터폭의 상승폭을 확대한다.
리미터 변경부(13)는, 온도 측정값이 높은 것을 나타내는 경우에, 리미터폭의 상승폭을 축소한다.
한편, 제어부(8) 및/리미터 변경부(13)는, 이상적인 시계열 데이터에 대해서 퍼프 프로파일이 지연되고 있는 경우는, 에어로졸 발생 물품(9)의 열용량이 상정한 것보다 크다고 판단해도 된다. 이러한 경우에 있어서는, 퍼프 프로파일이 지연되고 있는 것으로부터 명확한 바와 같이, 에어로졸 생성 장치(1)에 대한 유저의 흡인이 상정한 것보다 행해지지 않았다. 따라서, 리미터폭의 상승폭을 확대하여 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성되는 에어로졸의 양을 증가 또는 유지하도록 리미터폭의 상승폭을 확대할 필요가 없는 점에 유의해야 한다.
또한 제어부(8) 및/리미터 변경부(13)는, 이상적인 시계열 데이터에 대해서 퍼프 프로파일이 진행되고 있는 경우는, 에어로졸 발생 물품(9)의 열용량이 상정한 것보다 작다고 판단해도 된다. 이러한 경우에 있어서는, 퍼프 프로파일이 진행되고 있는 것으로부터 명확한 바와 같이, 에어로졸 생성 장치(1)에 대한 유저의 흡인이 상정한 것보다 행해지고 있다. 따라서, 리미터폭의 상승폭을 확대하여 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성되는 에어로졸의 양을 증가 또는 유지하도록 리미터폭의 상승폭을 적극적으로 확대할 필요가 있는 점에 유의해야 한다.
리미터 변경부(13)는, 퍼프 프로파일이 지연되고 있는 경우에, 리미터폭의 상승폭을 축소한다.
리미터 변경부(13)는, 퍼프 프로파일이 진행되고 있는 경우에, 리미터폭의 상승폭을 확대한다.
다만, 앞에서 설명한 바와 같이, 사용 단계의 진행도에 온도 측정값과 퍼프 프로파일의 어느 쪽을 이용하는 경우여도, 실시예 2B에서는, 리미터 변경부(13)는, 사용 단계의 진행에 수반하여 리미터폭을 축소하는 경우는 없는 것으로 한다.
도 20은, 실시예 2B에 관한 리미터 변경부(13)에 있어서의 리미터폭의 변경예를 나타내는 도면이다. 또한 도 20에 있어서의 우상향의 파선은, 변경 전의 리미터폭의 상승폭을 나타낸다. 도 20에 있어서의 점선으로 나타나는 리미터폭의 제1 변경예에 있어서, 리미터 변경부(13)는, 입력 파라미터에 근거하여, 일시적으로, 리미터폭의 상승폭을 확대 또는 축소하고, 그 후, 리미터폭의 상승폭을 도 20에 있어서의 우상향의 파선으로 나타나는 변경 전 상태로 되돌린다. 또한 리미터폭의 제1 변경예에 있어서 점선으로 나타나는 리미터폭이 적용되는 영역에서는, 리미터 변경부(13)는, 파선으로 나타나는 변경 전의 리미터폭의 상승폭을 출력하지 않는다는 점에 유의해야 한다.
도 20에 있어서의 실선으로 나타나는 리미터폭의 제2 변경예에 있어서, 리미터 변경부(13)는, 입력 파라미터에 근거하여, 리미터폭의 상승폭을 확대 또는 축소하고, 그 후, 그 상승폭에 의한 리미터폭의 변경을 유지한다. 환언하면, 이 제2 변경예에 있어서는, 리미터폭과 입력 파라미터를 포함하는 함수의 절편이 일률적으로 변경된다.
도 20에 있어서의 일점 쇄선으로 나타나는 리미터폭의 제3 변경예에 있어서, 리미터 변경부(13)는, 입력 파라미터에 근거하여, 리미터폭의 상승폭을 확대 또는 축소하고, 그 후, 사용 단계의 종료 시에 상정되어 있던 리미터폭이 되도록, 리미터폭의 상승폭을 변경한다.
도 21은, 실시예 2B에 관한 제어부(8)에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다. 이 도 21에서는, 퍼프 프로파일 또는 온도 측정값에 근거하여 리미터폭의 상승폭이 결정되고, 결정된 상승폭에 근거하여 리미터폭이 변경되는 경우를 예로서 설명하고 있다.
스텝 S2101 및 스텝 S2102는, 상기 도 19의 스텝 S1901 및 스텝 S1902와 동일하다.
스텝 S2102에 있어서 타이머값 t가 시간 tthre 이상이 아니라고 판단된 경우(판단이 부정적인 경우), 스텝 S2103에 있어서, 리미터 변경부(13)에, 예를 들면, 퍼프 프로파일 또는 온도 측정값이 입력된다.
스텝 S2104에 있어서, 리미터 변경부(13)는, 입력한 퍼프 프로파일 또는 온도 측정값이 상정 내(기정 범위 내)인지 아닌지 판단한다. 또한 입력한 퍼프 프로파일 또는 온도 측정값이 상정 내라는 것은, 앞서 설명한 이상적인 시계열 데이터와, 입력한 퍼프 프로파일 또는 온도 측정값 사이의 괴리가 없거나 또는 적은 것을 나타낸다.
퍼프 프로파일 또는 온도 측정값이 상정 내인 경우(스텝 S2104의 판단이 긍정적인 경우), 처리는 스텝 S2106으로 이동한다.
퍼프 프로파일 또는 온도 측정값이 상정 내가 아닌 경우(스텝 S2104의 판단이 부정적인 경우), 스텝 S2105에 있어서, 리미터 변경부(13)는, 리미터폭의 상승폭을 변경하고, 처리는 스텝 S2106으로 이동한다.
스텝 S2106부터 스텝 S2110은, 상기 도 19의 스텝 S1903부터 스텝 S1907과 동일하다.
이상 설명한 실시예 2B의 작용 효과에 대해 설명한다.
유저에 의해 에어로졸 생성 장치(1)에 의한 에어로졸의 흡인 페이스는 상이하며, 또한 에어로졸 생성 장치(1) 및/또는 에어로졸 발생 물품(9)의 사이에서 불가피한 제품 오차도 존재한다. 실시예 2B에 있어서는, 이러한 유저의 에어로졸의 흡인 페이스에 근거한 오차 및 제품 오차를 해소·흡수하기 위하여, 사용 단계의 진행도에 근거하여 리미터부(14)에서 이용되는 리미터폭의 상승폭을 변경한다. 이로써, 에어로졸 생성에 관한 제어를 안정시킬 수 있다.
<실시예 2C>
예를 들면, 부하(3)가 고온이 되는 시간을 억제하는 것에 의해, 에어로졸 발생 물품(9)이 과열 상태가 되는 것을 억제할 수 있다.
한편, 부하(3)가 고온이 되는 시간을 길게 하는 것에 의해, 에어로졸 발생 물품(9) 중 부하(3)로부터 먼 위치에 대해서 에어로졸의 생성을 촉진시킬 수 있다.
따라서, 실시예 2C에서는, 에어로졸 발생 물품(9)의 과열을 억제하기 위하여, 또는 에어로졸의 생성을 촉진시키기 위하여, 리미터폭의 상승폭을 확대 또는 축소하여, 부하(3)의 온도를 제어하는 것을 설명한다.
사용 단계의 전체에 걸쳐 안정적으로 에어로졸을 생성하기 위해서는, 에어로졸의 생성 개시로부터 시간이 지나면, 에어로졸 발생 물품(9) 중 부하(3)로부터 먼 위치로부터 에어로졸을 생성시킬 필요가 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 에어로졸 발생 물품(9) 중 부하(3)로부터 먼 위치를 에어로졸 생성에 적합한 온도로 하면, 부하(3)는 에어로졸의 생성 개시 시보다 고온이 되지 않으면 안 된다.
제어부(8)는, 사용 단계 종료 시에 부하(3)가 사용 단계 종료 온도가 되도록 제어를 행하는데, 사용 단계 종료 온도로 유지되는 시간이 짧을수록, 부하(3)가 과열 상태가 되는 것을 억제할 수 있다.
한편, 부하(3)로부터 먼 위치에 있어서도 충분한 양의 에어로졸을 생성하기 위하여, 부하(3)가 고온이 되는 시간이 긴 것이 바람직한 경우도 있다.
도 22는, 리미터부(14)에서 이용되는 리미터폭의 변화와 부하(3)의 온도 상승 상태의 예를 나타내는 그래프이다. 도 22에 있어서, 가로축은, 타이머값 t를 나타낸다. 세로축은, 온도 또는 리미터폭을 나타낸다.
선 L28A는, 타이머값(시간) t가 작을수록 리미터폭의 상승폭이 작고, 타이머값 t가 클수록 리미터폭의 상승폭이 큰 것을 나타낸다. 이 선 L28A에 대응하는 온도의 변화가 선 L28B이다. 이 선 L28B는, 부하(3)의 온도 상승이 느리고, 부하(3)의 온도가 사용 단계의 종료에 가까워짐에 따라 커진다. 리미터 변경부(13)는, 이 선 L28A 및 선 L28B에 따르도록 리미터폭의 상승폭을 변경하는 것에 의해, 부하(3)의 과열 상태를 방지할 수 있다.
한편, 선 L28C는, 타이머값(시간) t가 작을수록 리미터폭의 상승폭이 크고, 타이머값 t가 클수록 리미터폭의 상승폭이 작아지는 것을 나타낸다. 이 선 L28C에 대응하는 온도의 변화가 선 L28D이다. 이 선 L28D는, 부하(3)의 온도 상승이 빠르고, 부하(3)의 온도가 사용 단계 종료 온도 근방에서 유지되는 시간이 길어진다. 리미터 변경부(13)는, 이 선 L28C 및 선 L28D에 따르도록 리미터폭의 상승폭을 변경하는 것에 의해, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서의 부하(3)로부터 먼 위치로부터 충분히 에어로졸을 생성할 수 있다.
도 23은, 실시예 2C에 관한 리미터폭의 변화의 예를 나타내는 그래프이다.
리미터 변경부(13)는, 예를 들면, 원칙으로서 타이머값 t에 근거하여 리미터폭을 변경하고, 또한 퍼프 프로파일과 온도 측정값 중 적어도 한쪽에 근거하여 리미터폭을 변경할 때의 리미터폭의 상승폭을 결정한다.
선 L29A는, 리미터폭의 상승폭이 확대된 상태를 나타내고, 선 L29B는, 리미터폭의 상승폭이 축소된 상태를 나타낸다.
이상 설명한 실시예 2C에 있어서는, 진행도에 따라 리미터폭의 상승폭을 변경하여 부하(3)의 과열을 억제할 수 있다.
또한 실시예 2C에 있어서는, 에어로졸 발생 물품(9)에 있어서의 부하(3)로부터 먼 위치에서 에어로졸을 효과적으로 생성시킬 수 있다.
<실시예 2D>
상기의 실시예 2A 내지 실시예 2C는, 리미터 변경부(13)가 리미터부(14)에서 이용되는 리미터폭을 변경하는 것을 설명하고 있다.
이에 대해서, 실시예 2D에서는, 타이머값 t, 부하(3)의 온도, 퍼프 프로파일 중 적어도 1개를 포함하는 입력 파라미터에 근거하여 게인부(12)의 게인을 변경하는 것을 설명한다.
도 24는, 실시예 2D에 관한 제어부(8)에 의해 실행되는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
실시예 2D에 관한 제어부(8)에 구비되는 게인 변경부(17)는, 타이머값 t, 온도 측정값, 퍼프 프로파일 중 적어도 1개를 포함하는 입력 파라미터에 근거하여 게인부(12)에서 이용하는 게인을 변경한다. 게인의 변경에는, 예를 들면, 제어 특성의 변경, 게인 함수의 변경, 게인 함수에 포함되는 값의 변경을 포함한다. 게인 함수는, 예를 들면, 사용 단계 종료 온도와 온도 측정값의 차와, 당해 차에 대응하는 듀티비를 관계시킨 제2 관계를 갖는다.
입력 파라미터에 근거하여 게인 변경부(17)가 게인부(12)에서 이용되는 게인을 변경하는 것에 의해, 차분부(11)로부터 입력한 차에 근거하여 구해지는 듀티비를 변경할 수 있다.
도 25는, 실시예 2D에 관한 제어부(8)에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
스텝 S2501부터 스텝 S2503은, 상기 도 19의 스텝 S1901부터 스텝 S1903과 동일하다.
스텝 S2504에 있어서, 제어부(8)의 게인 변경부(17)는, 입력 파라미터에 근거하여 게인부(12)의 게인을 변경한다.
스텝 S2505부터 스텝 S2507는, 상기 도 19의 스텝 S1905부터 스텝 S1907과 동일하다.
이상 설명한 실시예 2D에 있어서는, 리미터부(14)의 리미터폭을 변경하는 것이 아니라, 게인부(12)의 게인을 변경하는 것에 의해, 에어로졸 생성에 관한 제어를 안정시킬 수 있다.
<실시예 2E>
실시예 2E에서는, 사용 단계의 종료 조건을 온도 측정값이 기정 온도 이상인 것으로 하여, 온도 측정값이 기정 온도 이상인 경우에 사용 단계를 종료하는 제어를 설명한다. 여기에서, 예를 들면 기정 온도는, 부하(3)의 사용 단계 종료 온도 이상인 것으로 해도 된다. 기정 온도란, 예를 들면, 앞서 설명한 바와 같이, 에어로졸 발생 물품(9)에 포함되어 있고 부하(3)로부터 가장 떨어진 위치의 에어로졸원 또는 에어로졸 기재(9a)로부터, 에어로졸을 생성하기 위하여 필요한 부하(3)의 온도로 해도 된다.
도 26은, 실시예 2E에 관한 제어부(8)에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
스텝 S2601부터 스텝 S2607는, 상기 도 19의 스텝 S1901부터 스텝 S1907과 동일하다.
스텝 S2602에 있어서 타이머값 t가 시간 tthre 이상이라고 판단된 경우(판단이 긍정적인 경우), 스텝 S2608에 있어서, 제어부(8)는, 온도 측정값이 기정 온도 이상인지 아닌지 판단한다.
온도 측정값이 기정 온도 이상인 경우(스텝 S2608의 판단이 긍정적인 경우), 제어부(8)는, 부하(3)로의 전력 공급을 정지하고, 사용 단계를 종료한다.
온도 측정값이 기정 온도 이상이 아닌 경우(스텝 S2608의 판단이 부정적인 경우), 제어부(8)는, 스텝 S2608을 반복한다.
이상 설명한 실시예 2E에 있어서는, 온도 측정값이 기정 온도 이상이 된 경우에 사용 단계를 종료시킨다.
특히, 실시예 2E에 있어서, 사용 단계의 종료 조건으로서는, 타이머값 t가 시간 tthre 이상이며, 또한 온도 측정값이 기정 온도 이상인 것이 이용되고 있다.
이로써, 종료 조건이 엄격해져, 에어로졸 발생 물품(9)이 과열 상태가 되는 것을 억제하면서, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 보다 많은 에어로졸을 생성할 수 있다.
또한 사용 단계의 종료 조건은, 상기의 실시예 2A~2C에서 설명한 바와 같이, 타이머값 t가 시간 tthre 이상인 것을 이용해도 된다.
또한 사용 단계의 종료 조건으로서는, 타이머값 t가 시간 tthre 이상인 것과 온도 측정값이 기정 온도 이상인 것 중 어느 하나가 성립하는 것이 이용되어도 된다. 이로써, 안전하고 확실히 사용 단계를 종료시켜, 에어로졸 발생 물품(9)이 과열 상태가 되는 것을 억제할 수 있다.
<실시예 2F>
실시예 2F에서는, 제2 실시형태의 사용 단계에 있어서의 제어부(8)에 의한 제어의 특징을 설명한다.
도 27은, 제2 실시형태에 관한 사용 단계 종료 온도와, 기존의 에어로졸 생성 장치에 관한 목표 온도의 비교의 예를 나타내는 그래프이다. 이 도 27에 있어서, 가로축은, 타이머값 t를 나타낸다. 세로축은, 온도 또는 전력을 나타낸다. 전력은, 예를 들면 듀티비로서 나타나도 된다.
예를 들면, 기존의 에어로졸 생성 장치에서는, 선 L33A로 나타내는 바와 같이, 부하(3) 및/또는 에어로졸 발생 물품(9)의 목표 온도가 시간의 경과에 따라 상승하는 제어가 실행된다.
이에 대해서, 제2 실시형태에 관한 제어부(8)에서 실행되는 제어에서는, 선 L33B로 나타내는 바와 같이, 사용 단계 종료 온도는 일정하고 변화하지 않는 특징을 갖는다. 제2 실시형태에 있어서, 부하(3)에 공급되는 전력의 증가폭은, 선 L33C로 나타내는 바와 같이, 단계적으로 커진다.
환언하면, 제2 실시형태에 관한 제어부(8)에서 실행되는 제어에서는, 사용 단계의 진행에 따른 부하(3)에 공급되는 전력의 변화율이, 사용 단계의 진행에 따른 사용 단계 종료 온도의 변화율보다 커진다.
도 28은, 제2 실시형태에 관한 사용 단계 종료 온도와 온도 측정값의 차와, 기존의 에어로졸 생성 장치에 관한 목표 온도와 온도 측정값의 차를 비교한 예를 나타내는 그래프이다. 이 도 28에 있어서, 가로축은, 타이머값 t를 나타낸다. 세로축은, 차 또는 전력을 나타낸다.
예를 들면, 기존의 에어로졸 생성 장치에서는, 선 L34A로 나타내는 바와 같이, 목표 온도에서 온도 측정값을 뺀 값이 작아지도록 즉각 부하(3)의 온도가 제어된다.
이에 대해서, 제2 실시형태에 관한 제어부(8)에서 실행되는 제어에서는, 선 L34B로 나타내는 바와 같이, 사용 단계 종료 온도에서 온도 측정값을 뺀 값은, 타이머값 t의 증가, 즉 시간 경과에 따라 감소하는 특징을 갖는다.
이와 같이, 제2 실시형태에 관한 제어부(8)에서 실행되는 제어에서는, 사용 단계의 진행에 따라 사용 단계 종료 온도에서 온도 측정값을 뺀 값이 감소하고, 동시에 사용 단계의 진행에 따라 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력이 증가한다.
(제3 실시형태)
제3 실시형태에서는, 에어로졸 생성 장치(1)가, 복수의 단계에서 상이한 제어를 실행하고, 복수의 단계는, 먼저 실행되는 제1 단계와, 당해 제1 단계보다 후에 실행되는 제2 단계를 포함하는 경우를 설명한다.
제3 실시형태에 관한 에어로졸 생성 장치(1)는, 예를 들면, 전원(4)으로부터 공급되는 전력을 이용하여, 에어로졸 발생 물품(9)을 가열하는 부하(3)와, 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력을, 상이한 제어 모드를 실행하는 복수의 단계로 나누어 제어하는 제어부(8)를 구비한다. 에어로졸 발생 물품(9)으로의 가열에 관한 복수의 단계에서 제어 모드가 상이한 것에 의해, 단계에 적합한 특성의 제어 모드를 이용할 수 있어, 보다 고도로 부하(3)의 온도 및 부하(3)에 의해 가열되는 에어로졸 발생 물품(9)의 온도를 제어할 수 있다. 따라서, 복잡한 구조를 갖는 에어로졸 발생 물품(9)이더라도, 생성되는 에어로졸을 고도로 제어할 수 있다.
제어부(8)는, 예를 들면, 상기 제1 및 제2 실시형태에서 설명한 바와 같이, 제1 단계에 있어서, 제1 피드 포워드 제어를 실행하고, 제2 단계에 있어서, 제2 피드 포워드 제어와 피드백 제어 중 적어도 피드백 제어를 실행해도 된다. 이와 같이, 제어부(8)에 의한 제어가 피드 포워드 제어로부터 피드백 제어로 천이하는 것에 의해, 피드 포워드 제어에 의한 부하(3) 및 에어로졸 발생 물품(9)의 고속의 온도 상승과, 피드백 제어에 의한 에어로졸의 안정적인 생성이라는 상반되는 효과를 동시에 실현될 수 있다.
제1 단계에서 이용되는 제어 모드의 수보다, 제2 단계에서 이용되는 제어 모드의 수를 많게 해도 된다. 이로써, 제1 단계로부터 제2 단계로 천이한 후, 복수의 제어 모드를 이용함으로써 안정적인 에어로졸의 생성을 실현할 수 있다.
제1 단계의 실행 시간은, 제1 단계보다 부하(3)의 승온 속도가 느린 제2 단계의 실행 시간보다 짧게 해도 된다. 이로써, 부하(3) 및 에어로졸 발생 물품(9)의 온도 상승이 빠른 단계일수록 실행 시간이 짧아져, 조기에 에어로졸의 생성이 가능하게 된다.
제1 단계의 실행 시간은, 제1 단계보다 부하의 온도 또는 부하의 평균 온도가 높은 제2 단계의 실행 시간보다 짧게 해도 된다. 이로써, 부하(3) 및 에어로졸 발생 물품(9)의 온도 또는 부하(3) 및 에어로졸 발생 물품(9)의 평균 온도가 낮은 단계일수록 실행 시간이 짧아져, 조기에 에어로졸의 생성이 가능하게 된다.
제1 단계에 있어서 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력량은, 제1 단계보다 부하(3)의 승온 속도가 느린 제2 단계에 있어서 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력량보다 적어도 된다. 이로써, 부하(3) 및 에어로졸 발생 물품(9)의 승온 속도가 빠른 단계일수록 소비하는 전력량이 작아져, 에어로졸 생성에 대한 전원(4)의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
제1 단계에 있어서 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력량은, 제1 단계보다 부하(3)의 온도 또는 부하(3)의 평균 온도가 높은 제2 단계에 있어서 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력량보다 적어도 된다. 이로써, 부하(3) 및 에어로졸 발생 물품(9)의 온도 또는 부하(3) 및 에어로졸 발생 물품(9)의 평균 온도가 낮은 단계일수록 소비하는 전력량이 작아져, 에어로졸 생성에 대한 전원(4)의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
제1 단계에 있어서 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력은, 제1 단계보다 부하(3)의 승온 속도가 낮은 제2 단계에 있어서 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력보다 많아도 된다. 이와 같이, 제1 단계에서 소비되는 전력이 제2 단계에서 소비되는 전력보다 많아지는 것에 의해, 제1 단계에서 신속히 에어로졸을 발생 가능하고, 또한 제2 단계에서 바람직한 양의 에어로졸을 안정적으로 발생시킬 수 있어, 제2 단계에서 소비되는 전력을 억제할 수 있다.
제1 단계에 있어서 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력은, 제1 단계보다 부하(3)의 온도 또는 부하의 평균 온도가 높은 제2 단계에 있어서 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력보다 많아도 된다. 이와 같이, 제1 단계에서 소비되는 전력이 제2 단계에서 소비되는 전력보다 많아지는 것에 의해, 제1 단계에서 신속히 에어로졸을 발생 가능하고, 또한 제2 단계에서 바람직한 양의 에어로졸을 안정적으로 발생시킬 수 있어, 제2 단계에서 소비되는 전력을 억제할 수 있다.
제2 단계에 있어서의 부하(3)의 승온 속도는, 제1 단계에 있어서의 부하(3)의 승온 속도보다 느리고, 성립하면 제2 단계를 종료하는 조건의 수는, 성립하면 제1 단계를 종료하는 조건의 수보다 많아도 된다. 이로써, 안정적으로 에어로졸 생성을 종료할 수 있다.
제2 단계에 있어서의 부하(3)의 승온 속도는, 제1 단계에 있어서의 부하(3)의 승온 속도보다 느리고, 제2 단계를 종료하기 위하여 성립하는 것이 필요한 종료 조건의 수는, 제1 단계를 종료하기 위하여 성립하는 것이 필요한 종료 조건의 수보다 많아도 된다. 이로써, 제2 단계의 종료가 보다 신중하게 판단되기 때문에, 제2 단계가 실행되는 시간을 충분히 확보하여, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 보다 많은 에어로졸을 생성할 수 있다.
제2 단계에 있어서의 부하(3)의 온도 또는 평균 온도는, 제1 단계에 있어서의 부하(3)의 온도 또는 평균 온도보다 높고, 성립하면 제2 단계를 종료하는 조건의 수는, 성립하면 제1 단계를 종료하는 조건의 수보다 많아도 된다. 이로써, 안정적으로 에어로졸 생성을 종료할 수 있다.
제2 단계에 있어서의 부하(3)의 온도 또는 평균 온도는, 제1 단계에 있어서의 부하(3)의 온도 또는 평균 온도보다 높고, 제2 단계를 종료하기 위하여 성립하는 것이 필요한 종료 조건의 수는, 제1 단계를 종료하기 위하여 성립하는 것이 필요한 종료 조건의 수보다 많아도 된다. 이로써, 제2 단계의 종료가 보다 신중하게 판단되기 때문에, 제2 단계가 실행되는 시간을 충분히 확보하여, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 보다 많은 에어로졸을 생성할 수 있다.
복수의 단계는, 제1 단계와, 제1 단계보다 부하(3)의 승온 속도가 낮은 제2 단계를 포함하며, 제어부(8)가 제1 단계의 실행 전 또는 제1 단계에 있어서의 부하(3)의 승온 전에 취득하여 제1 단계에 있어서의 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력에 관한 제어에서 이용하는 변수의 수는, 제어부(8)가 제2 단계의 실행 전 또는 제2 단계에 있어서의 부하(3)의 승온 전에 취득하여 제2 단계에 있어서의 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력에 관한 제어에서 이용하는 변수의 수보다 많아도 된다. 이로써, 승온 속도가 빠른 단계일수록 단계 개시 시의 환경 설정이 많아져, 보다 안정적 또한 고속으로 부하(3) 및 에어로졸 발생 물품(9)의 온도를 상승시킬 수 있다.
복수의 단계는, 부하(3)의 승온 속도가 가장 느린 단계를 포함하며, 제어부(8)는, 가장 느린 단계의 실행 전 또는 가장 느린 단계에 있어서의 부하(3)의 승온 전에 가장 느린 단계에 있어서의 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력에 관한 제어에서 이용하는 변수를 취득하지 않거나, 또는 가장 느린 단계의 실행 전 또는 가장 느린 단계에 있어서의 부하(3)의 승온 전에 취득한 변수에 근거하여 가장 느린 단계에 있어서의 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력에 관한 제어를 실행하지 않는 것으로 해도 된다. 이로써, 승온 속도가 가장 느린 단계에 대한 변수의 취득을 생략할 수 있기 때문에, 지체 없이 승온 속도가 가장 느린 단계를 실행할 수 있다. 또한 승온 속도가 가장 느린 단계의 제어를 간략하게 할 수 있다.
복수의 단계는, 제1 단계와, 제1 단계보다 부하(3)의 온도 또는 평균 온도가 높은 제2 단계를 포함하며, 제어부(8)가 제1 단계의 실행 전 또는 제1 단계에 있어서의 부하(3)의 승온 전에 취득하여 제1 단계에 있어서의 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력에 관한 제어에서 이용하는 변수의 수는, 제어부(8)가 제2 단계의 실행 전 또는 제2 단계에 있어서의 부하(3)의 승온 전에 취득하여 제2 단계에 있어서의 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력에 관한 제어에서 이용하는 변수의 수보다 많아도 된다. 이로써, 부하(3)의 온도 또는 평균 온도가 낮은 단계일수록 단계 개시 시의 환경 설정이 많아져, 보다 안정적 또한 고속으로 부하(3) 및 에어로졸 발생 물품(9)의 온도를 상승시킬 수 있다.
복수의 단계는, 부하(3)의 온도 또는 평균 온도가 가장 높은 단계를 포함하며, 제어부(8)는, 가장 높은 단계의 실행 전 또는 가장 높은 단계에 있어서의 부하의 승온 전에 가장 높은 단계에 있어서의 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력에 관한 제어에서 이용하는 변수를 취득하지 않거나, 또는 가장 높은 단계의 실행 전 또는 가장 높은 단계에 있어서의 부하(3)의 승온 전에 취득한 변수에 근거하여 가장 높은 단계에 있어서의 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력에 관한 제어를 실행하지 않는 것으로 해도 된다. 이로써, 온도 또는 평균 온도가 가장 높은 단계에 대한 변수의 취득을 생략할 수 있기 때문에, 지체 없이 온도 또는 평균 온도가 가장 높은 단계를 실행할 수 있다. 또한 온도 또는 평균 온도가 가장 높은 단계의 제어를 간략하게 할 수 있다.
제2 단계에 있어서의 부하(3)의 승온 속도는, 제1 단계에 있어서의 부하(3)의 승온 속도보다 느리고, 제2 단계의 제어에서 이용되는 변수 및/또는 알고리즘을 제2 단계의 제어 실행 중에 변경하는 횟수는, 제1 단계의 제어에서 이용되는 변수 및/또는 알고리즘을 제1 단계의 제어 실행 중에 변경하는 횟수보다 많아도 된다. 이로써, 부하(3)의 승온 속도가 느린 단계일수록, 단계 중의 변경 횟수가 많아져, 보다 부하(3) 및 에어로졸 발생 물품(9)의 온도를 고도로 제어하는 것에 의해, 안정적으로 에어로졸을 생성할 수 있다.
여기에서, 제어에서 이용되는 변수의 변경은, 예를 들면, 어느 변수를 다른 변수로 대체하는 것과, 변수에 격납된 값이 변경되는 것을 포함하는 것으로 한다.
알고리즘의 변경은, 예를 들면, 어느 알고리즘을 다른 알고리즘으로 대체하는 것과, 알고리즘 내에서 이용되는 함수, 처리, 변수가 변경되는 것과, 함수의 부분적인 변경, 처리의 부분적인 변경을 포함하는 것으로 한다.
제어부(8)는, 복수의 단계 중 부하(3)의 승온 속도가 가장 빠른 단계의 제어에서 이용되는 변수 및/또는 알고리즘을 가장 빠른 단계의 제어 실행 중에 변경하지 않는 것으로 해도 된다. 이로써, 승온 속도가 가장 빠른 단계에 대한 변수의 취득을 생략할 수 있고, 또한 승온 속도가 가장 빠른 단계의 제어를 간략하게 할 수 있다.
제2 단계에 있어서의 부하(3)의 온도 또는 평균 온도는, 제1 단계에 있어서의 부하(3)의 온도 또는 평균 온도보다 높고, 제2 단계의 제어에서 이용되는 변수 및/또는 알고리즘을 제2 단계의 제어 실행 중에 변경하는 횟수는, 제1 단계의 제어에서 이용되는 변수 및/또는 알고리즘을 제1 단계의 제어 실행 중에 변경하는 횟수보다 많아도 된다. 이로써, 부하(3)의 온도 또는 평균 온도가 높은 단계일수록, 단계 중의 변경 횟수가 많아져, 보다 부하(3) 및 에어로졸 발생 물품(9)의 온도를 고도로 제어하는 것에 의해, 안정적으로 에어로졸을 생성할 수 있다.
제어부(8)는, 복수의 단계 중 부하(3)의 온도 또는 평균 온도가 가장 낮은 단계의 제어에서 이용되는 변수 및/또는 알고리즘을 가장 낮은 단계의 제어 실행 중에 변경하지 않는 것으로 해도 된다. 이로써, 온도 또는 평균 온도가 가장 낮은 단계에 대한 변수의 취득을 생략할 수 있기 때문에, 지체 없이 온도 또는 평균 온도가 가장 낮은 단계를 실행할 수 있다. 또한 온도 또는 평균 온도가 가장 낮은 단계의 제어를 간략하게 할 수 있다.
제2 단계에 있어서의 부하(3)의 승온 속도는, 제1 단계에 있어서의 부하(3)의 승온 속도보다 느리고, 제어부(8)는, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성된 에어로졸의 흡인을 검지하며, 제2 단계에 있어서 검지된 흡인에 따라 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력의 증가폭은, 제1 단계에 있어서 검지된 흡인에 따라 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력의 증가폭보다 크게 해도 된다. 이로써, 부하(3)의 승온 속도가 느린 단계일수록, 흡인에 수반하는 온도 저하에 대해서 큰 증가폭으로 온도를 회복할 수 있어, 흡인에 의해 에어로졸 생성량 및 부하(3)의 온도가 저하하는 것을 억제할 수 있다.
제2 단계에 있어서의 부하(3)의 온도 또는 평균 온도는, 제1 단계에 있어서의 부하(3)의 온도 또는 평균 온도보다 높고, 제어부(8)는, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성된 에어로졸의 흡인을 검지하며, 제2 단계에 있어서 검지된 흡인에 따라 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력의 증가폭은, 제1 단계에 있어서 검지된 흡인에 따라 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력의 증가폭보다 크게 해도 된다. 이로써, 부하(3)의 온도 또는 평균 온도가 높은 단계일수록, 흡인에 수반하는 온도 저하에 대해서 큰 증가폭으로 온도를 회복할 수 있어, 흡인에 의해 에어로졸 생성량 및 부하(3)의 온도가 저하하는 것을 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 복수의 단계마다, 상이한 변수에 근거하여 진행도를 구하는 것으로 해도 된다. 이와 같이, 단계마다 진행도에 대응하는 변수를 변경하는 것에 의해, 단계 진행을 보다 적절히 인식할 수 있다.
제어부(8)는, 복수의 단계 중 부하(3)의 승온 속도가 가장 빠른 단계의 진행도를 시간에 근거하여 구하는 것으로 해도 된다. 이와 같이, 승온 속도가 빠른 단계의 진행도를 시간으로 판단함으로써, 부하(3)가 과열 상태가 되는 것을 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 복수의 단계 중 부하(3)의 온도 또는 평균 온도가 가장 낮은 단계의 진행도를 시간에 근거하여 구하는 것으로 해도 된다. 이와 같이, 온도 또는 평균 온도가 가장 낮은 단계의 진행도를 시간으로 판단함으로써, 부하(3)가 과열 상태가 되는 것을 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성된 에어로졸의 흡인을 검지하여, 복수의 단계 중 부하(3)의 승온 속도가 가장 느린 단계의 진행도를, 부하(3)의 온도 또는 흡인에 근거하여 구하는 것으로 해도 된다. 이와 같이, 부하(3)의 온도 또는 흡인에 근거하여 진행도를 판단함으로써, 에어로졸 발생 물품(9)의 에어로졸 생성에 관한 실적에 근거하여 단계의 진행도를 판단할 수 있기 때문에, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 보다 많은 에어로졸을 생성할 수 있다.
제어부(8)는, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성된 에어로졸의 흡인을 검지하여, 복수의 단계 중 부하(3)의 온도 또는 평균 온도가 가장 높은 단계의 진행도를, 부하(3)의 온도 또는 흡인에 근거하여 구하는 것으로 해도 된다. 이와 같이, 온도 또는 평균 온도가 가장 높은 단계에 있어서 부하(3)의 온도 또는 흡인에 근거하여 진행도를 판단함으로써, 에어로졸 발생 물품(9)의 에어로졸 생성에 관한 실적에 근거하여 단계의 진행도를 판단할 수 있기 때문에, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 보다 많은 에어로졸을 생성할 수 있다.
제어부(8)는, 피드백 제어를 목표 온도가 상이한 복수의 단계로 나누어 실행하고, 복수의 단계의 각각에 있어서 피드백 제어에 있어서의 게인과 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력의 상한값 중 적어도 하나가 다른 것으로 해도 된다. 가열에 관한 복수의 단계에서 제어 모드가 상이한 것에 의해, 단계에 적합한 특성의 제어 모드를 이용할 수 있어, 보다 고도로 부하(3) 및 부하(3)에 의해 가열되는 에어로졸 발생 물품(9)의 온도를 제어할 수 있다. 따라서, 복잡한 구조를 갖는 에어로졸 발생 물품(9)이더라도, 생성되는 에어로졸을 고도로 제어할 수 있다.
제3 실시형태에 있어서는, 사용 단계를 더욱 복수의 단계로 나누어, 이 복수의 단계가 제1 단계와 제2 단계를 포함하는 것으로 해도 된다.
이 경우에 있어서, 제1 단계의 목표 온도는, 제2 단계의 목표 온도보다 낮고, 제어부(8)가 제1 단계에서 이용하는 게인과 상한값 중 적어도 한쪽은, 제어부(8)가 제2 단계에서 이용하는 게인과 상한값 중 적어도 한쪽보다 크게 해도 된다. 이로써, 목표 온도가 낮은 단계일수록 게인과 상한값 중 적어도 한쪽을 크게 할 수 있다. 또한 제1 단계에 있어서 피드 포워드 제어 대신에 피드백 제어에 의해, 목표 온도에 따라 부하(3)의 승온 속도를 고도로 제어할 수 있다.
제1 단계에 있어서의 부하(3)의 온도의 변화폭은, 제2 단계에 있어서의 부하(3)의 온도의 변화폭보다 크고, 제어부(8)가 제1 단계에서 이용하는 게인과 상한값 중 적어도 한쪽은, 제어부(8)가 제2 단계에서 이용하는 게인과 상한값 중 적어도 한쪽보다 크게 해도 된다. 이로써, 부하(3)의 온도의 변화폭이 큰 단계일수록 게인과 상한값 중 적어도 한쪽을 크게 할 수 있다. 또한 제1 단계에 있어서 피드 포워드 제어 대신에 피드백 제어에 의해, 목표 온도에 따라 부하(3)의 승온 속도를 고도로 제어할 수 있다.
제2 단계의 목표 온도는, 제1 단계의 목표 온도보다 높고, 제어부(8)가 제1 단계에서 이용하는 게인과 상한값 중 적어도 한쪽의 변화폭은, 제어부(8)가 제2 단계에서 이용하는 게인과 상한값 중 적어도 한쪽의 변화폭보다 작게 해도 된다. 이로써, 목표 온도가 높은 단계일수록, 게인과 상한값 중 적어도 한쪽의 변화폭을 크게 할 수 있다. 또한 제1 단계에 있어서 피드 포워드 제어 대신에 피드백 제어에 의해, 목표 온도에 따라 부하(3)의 승온 속도를 고도로 제어할 수 있다.
제2 단계에 있어서의 부하(3)의 온도의 변화폭은, 제1 단계에 있어서의 부하(3)의 온도의 변화폭보다 작고, 제어부(8)가 제1 단계에서 이용하는 게인과 상한값 중 적어도 한쪽의 변화폭은, 제어부(8)가 제2 단계에서 이용하는 게인과 상한값 중 적어도 한쪽의 변화폭보다 작게 해도 된다. 이로써, 부하(3)의 온도의 변화폭이 작은 단계일수록, 게인과 상한값 중 적어도 한쪽의 변화폭을 크게 할 수 있다. 또한 제1 단계에 있어서 피드 포워드 제어 대신에 피드백 제어에 의해, 목표 온도에 따라 부하(3)의 승온 속도를 고도로 제어할 수 있다.
제어부(8)는, 제1 단계의 진행도에 근거하여, 제2 단계의 목표 온도, 게인, 전력의 상한값 중 적어도 1개를 변경 가능하게 구성되는 것으로 해도 된다. 이로써, 앞의 단계의 진행도에 근거하여, 뒤의 단계의 변수의 값을 변경할 수 있다. 따라서, 앞의 단계로부터 뒤의 단계로, 원활한 천이가 가능해진다.
제어부(8)는, 피드백 제어를 복수의 단계로 나누어 실행하고, 복수의 단계의 각각에 있어서 피드백 제어에 있어서의 게인이 상이한 것으로 해도 된다. 이로써, 피드백 제어에 의해, 각 단계에서 적합한 제어를 행할 수 있다.
상기의 제어부(8)에 의한 각종 제어는, 제어부(8)가 프로그램을 실행하는 것에 의해 실현되어도 된다.
도 29는, 제3 실시형태에 관한 제어부(8)에 의해 실행되는 준비 단계와 사용 단계의 대비를 나타내는 표이다. 앞서 설명한 바와 같이, 준비 단계는, 예를 들면, 부하(3)가 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 기정량 이상의 에어로졸을 생성 불가능한 준비 상태에 대응하는 단계이다. 또한 사용 단계이란, 예를 들면, 부하(3)가 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 기정량 이상의 에어로졸을 생성 가능한 사용 상태에 대응하는 단계이다. 따라서, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 에어로졸을 생성하기 위해서는, 제어부(8)는, 준비 단계로부터 사용 단계의 순서로, 실행되는 단계를 천이시킬 필요가 있다.
제1 실시형태에서 설명한 바와 같이 준비 단계에서 이용되는 제어 모드는, 피드 포워드 제어이다. 준비 단계의 종료 조건은, 예를 들면, 준비 단계의 개시로부터 기정 시간이 경과한 것이다.
준비 단계는, 준비 상태에 있는 부하(3)를 사용 상태로 천이시켜, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 시급히 에어로졸을 생성시킨다. 따라서, 준비 단계의 실행 시간은, 사용 단계의 실행 시간보다 짧다.
준비 단계는, 준비 상태에 있는 부하(3)를 사용 상태로 천이시키기 위하여 마련되어 있으며, 당해 준비 단계에 있어서 에어로졸 생성은 요구되지 않고, 준비 단계의 단위시간당 소비 전력은, 사용 단계의 단위시간당 소비 전력보다 많다. 한편, 준비 단계는 비교적 단기간만 실행되는 것이 바람직하기 때문에, 준비 단계에 걸친 총소비 전력량은, 사용 단계에 걸친 총소비 전력량보다 적다.
준비 단계에서 이용되는 피드 포워드 제어는, 제어 실행 중에 있어서의 제어 대상의 상태를 그 제어에 반영하는 것이 어렵다. 따라서, 준비 단계에서는, 앞서 설명한 바와 같이, 준비 단계 개시 시의 온도 측정값 또는 전원(4)의 충전율 등에 근거하여, 제어 특성을 변경하는 환경 설정을 행해도 된다. 당해 환경 설정에 의해, 준비 단계 종료 시에 있어서의 부하(3) 및/또는 에어로졸 발생 물품(9)의 상태를 균일하게 할 수 있다.
준비 단계에서는, 단계의 실행에 앞서 기정의 값 또는 함수로부터 제어 변수(제어 파라미터) 또는 제어 함수의 변경이 행해져도 되고, 행해지지 않아도 된다.
준비 단계는, 준비 상태에 있는 부하(3)를 사용 상태로 천이시키기 위하여 마련되어 있으며, 당해 준비 단계에 있어서 에어로졸 생성은 요구되지 않고, 또한 당해 준비 단계에 있어서 에어로졸 생성 장치(1)의 유저에 의한 흡인은 상정되고 있지 않다. 따라서, 준비 단계에서는, 유저의 흡인에 기인한 온도 저하의 회복은 행해지지 않는다.
준비 단계는 그 목적상, 비교적 단기간만 실행되는 것이 바람직하다. 따라서, 준비 단계에서 실행되는 피드 포워드 제어의 입력 파라미터에는, 타이머값 t, 즉 동작 시간이 이용된다. 입력 파라미터에 확실히 계시적으로 증가하는 동작 시간을 이용함으로써, 준비 단계를 확실히 진행시켜, 동작 시간을 가능한 한 단축시킬 수 있다.
준비 단계에 있어서의 온도 측정값의 변화(온도 프로파일)는, 가능한 한 단기간에 부하(3)를 준비 상태로부터 대기 상태로 천이시키기 때문에, 보다 직선적으로 증가 경향을 나타낸다.
이에 대해서, 제2 실시형태에서 설명한 바와 같이 사용 단계에서 이용되는 제어 모드는 피드백 제어이며, 또한 부분적으로 피드 포워드 제어를 이용해도 된다.
사용 단계의 목적 중 하나는, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 보다 많은 에어로졸을 발생시키는 것이기 때문에, 사용 단계를 종료시키는지 아닌지의 조건은, 보다 신중하게 설계할 필요가 있다. 따라서, 사용 단계의 종료 조건에는, 예를 들면, 기정 시간 경과, 기정 온도로의 도달, 또는 기정 시간 경과와 기정 온도로의 도달의 쌍방 등이 이용된다.
사용 단계는, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 보다 많은 에어로졸을 발생시키기 위하여 이용된다. 따라서, 사용 단계의 실행 시간은, 준비 단계의 실행 시간보다 길다.
부하(3)는, 사용 단계 실행 시에 이미 사용 상태이다. 따라서, 사용 단계에서는 준비 단계와 비교하여 부하(3)의 온도를 큰폭으로 승온할 필요가 없기 때문에, 사용 단계에서 사용하는 전력량은 준비 단계에서 사용하는 전력량보다 적고, 사용 단계의 소비 전력은 준비 단계의 소비 전력보다 적다. 한편, 사용 단계는 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 많은 에어로졸을 발생시킬 필요가 있기 때문에, 사용 단계에 걸친 총소비 전력량은, 준비 단계에 걸친 총소비 전력량보다 많다. 사용 단계에서는 주로 피드백 제어를 실행하기 때문에 사용 단계 개시 시의 환경 설정은 불필요한 것으로 해도 되고, 또는 준비 단계 종료 시의 온도 측정값을 환경 온도로서 이용해도 된다.
사용 단계에서는, 예를 들면 게인의 변경 등, 제어 변수를 변경하는 것에 의해, 부하(3)의 온도 및/또는 에어로졸 발생 물품(9)의 온도를 고도로 제어해도 된다.
사용 단계에서는, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성되는 에어로졸을 안정화시킬 필요가 있기 때문에, 흡인에 기인한 온도 저하의 회복을 실행한다.
사용 단계에 있어서 피드 포워드 제어를 실행하는 경우, 이 사용 단계에 있어서의 피드 포워드 제어의 입력 파라미터는, 예를 들면, 타이머값 t, 온도 측정값, 퍼프 프로파일 중 어느 하나, 또는 이들의 임의의 조합으로 할 수 있다. 사용 단계에서는 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 보다 많은 에어로졸을 발생시킬 필요가 있기 때문에, 보다 고도로 부하(3)의 온도 및 에어로졸 발생 물품(9)의 온도를 제어해야 한다. 따라서, 단계가 진행되었을 때만 증가하는 온도 측정값 또는 퍼프 프로파일을, 피드 포워드 제어의 입력 파라미터로서 이용할 수 있는 점에 유의해야 한다.
사용 단계에 있어서는 에어로졸 발생 물품(9) 내에 있어서의 에어로졸 생성 위치를 계시적으로 변화시키도록 부하(3)에 온도를 제어하기 때문에, 사용 단계에 있어서의 부하(3)의 온도의 변화는, 곡선적으로 증가한다.
이상 설명한 제3 실시형태에 있어서는, 준비 단계에 있어서 피드 포워드 제어를 실행하고, 사용 단계에 있어서 피드백 제어를 실행하여 에어로졸을 생성함으로써, 예를 들면 피드백 제어만을 이용하는 경우와 비교하여, 에어로졸을 흡인하는 유저의 편리성을 향상시킬 수 있고, 전력 효율을 향상시킬 수 있어, 에어로졸을 안정적으로 생성할 수 있다.
(제4 실시형태)
제4 실시형태에서는, 사용 단계에 있어서의 피드백 제어의 결과 얻어지는 조작값과 기정값 중 큰 값을 이용하여 부하(3)에 공급되는 전력을 제어하는 것을 설명한다. 이 제어에 의해, 예를 들면 준비 단계로부터 사용 단계로의 천이 시에 발생하는 부하(3)의 온도 저하를 억제 가능하다.
제4 실시형태에 관한 제어부(8)는, 예를 들면, 피드백 제어가 구한 조작값과 기정값의 비교에 근거하여, 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력을 결정한다. 예를 들면, 기정값은, 최소 보증값으로 해도 된다. 이로써, 최소 보증값을 갖지 않는 경우와 비교하여, 부하(3)의 온도 및 에어로졸 발생 물품(9)의 온도가 급락하는 것을 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 조작값과 기정값 중 큰 쪽에 근거하여, 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력을 결정해도 된다. 이로써, 기정값보다 작은 값에 근거하여, 부하(3)에 공급되는 전력이 제어되어, 부하(3)의 온도 및 에어로졸 발생 물품(9)의 온도가 급락하는 것을 방지할 수 있다.
제어부(8)는, 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력을 복수의 단계로 나누어 실행하고, 복수의 단계는, 제1 단계와, 제1 단계 후에 실행되는 제2 단계를 포함하며, 제2 단계에서 이용되는 기정값은, 제1 단계에 있어서 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력에 근거하여 결정되어도 된다. 이와 같이, 제1 단계에서 이용된 전력에 관한 값에 근거하여 제2 단계에서 이용되는 기정값을 결정함으로써, 제1 단계로부터 제2 단계로의 천이 시의 부하(3) 및 에어로졸 발생 물품(9)의 온도 저하를 억제할 수 있다.
제2 단계에서 이용되는 기정값은, 제1 단계에서 마지막에 결정된 전력에 관한 값에 근거하여 결정되어도 된다. 이와 같이, 제1 단계에서 마지막에 이용된 전력에 관한 값에 근거하여 제2 단계에서 이용되는 기정값을 결정하는 것에 의해, 제1 단계로부터 제2 단계로의 천이 시의 부하(3) 및 에어로졸 발생 물품(9)의 온도 저하를 효과적으로 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 부하(3)의 온도가 점증하도록 피드백 제어를 실행하고, 기정값은, 부하(3)의 온도 증가에 수반하여 변화해도 된다. 이 경우, 단계 진행에 수반하여 최소 보증값이 변경되기 때문에, 단계 진행에 따른 적절한 최소 보증값을 이용할 수 있다. 따라서, 단계가 진행되어도 부하(3)의 온도 급락을 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 조작값이 점증하도록 피드백 제어를 실행하고, 기정값은, 부하(3)의 온도 증가에 수반하여 변화해도 된다. 이로써, 단계가 진행되어, 부하(3)의 온도가 상승해도, 부하(3)의 온도 증가에 따른 적절한 기정값을 이용함으로써, 부하(3)의 온도 급락을 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 피드백 제어에 있어서의 게인을 점증시켜도 된다. 이로써, 조작값을 단계가 진행함에 따라 증가시킬 수 있다. 따라서, 단계의 진행에 따라 부하(3) 및/또는 에어로졸 발생 물품(9)을 승온시킬 수 있기 때문에, 제2 실시형태에서 설명한 바와 같이, 사용 단계 전체에 걸쳐 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 안정적으로 에어로졸을 발생시킬 수 있다.
제어부(8)는, 피드백 제어에 있어서 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급하는 전력의 상한을 점증시켜도 된다. 이로써, 조작값을 단계가 진행함에 따라 증가시킬 수 있다. 따라서, 단계의 진행에 따라 부하(3) 및/또는 에어로졸 발생 물품(9)을 승온시킬 수 있기 때문에, 제2 실시형태에서 설명한 바와 같이, 사용 단계 전체에 걸쳐 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 안정적으로 에어로졸을 발생시킬 수 있다.
기정값은 점감해도 된다. 이 경우, 단계 진행에 수반하여 최소 보증값을 작게 할 수 있다. 특히 준비 단계로부터 사용 단계로의 천이 시에 발생하는 부하(3)의 온도 저하를 억제하기 위하여 최소 보증값이 마련되어 있는 경우, 단계 진행에 수반하여 최소 보증값을 마련할 필요성이 저하된다. 따라서, 단계가 진행함에 따라 최소 보증값이 제어에 주는 영향을 작게 할 수 있다.
제어부(8)는, 피드백 제어의 실행 중에 기정값을 제로로 변경해도 된다. 이 경우, 앞서 설명한 바와 같이 단계가 진행함으로써 불필요하게 된 최소 보증값이 제어에 영향을 주는 것을 억제할 수 있다.
여기에서, 기정값을 제로로 변경하는 것에는, 일시적으로 기정값을 제로로 변경하는 것도 포함되는 것으로 한다.
제어부(8)는, 부하(3)의 온도가 기정 시간당 임계값 이상 변화하는 오버 슛을 검지한 경우에, 기정값을 줄여도 된다. 이와 같이, 부하(3)의 온도의 오버 슛이 검지된 경우에 최소 보증값을 작게 하는 것에 의해, 제어부(8)가 실행하고 있는 피드백 제어가 구한 조작값에 대해서 최소 보증값이 미치는 영향을 저감할 수 있다. 따라서, 오버 슛을 조기에 해소할 수 있다.
제어부(8)는, 오버 슛이 해소된 경우에, 기정값을 오버 슛이 검지되기 전의 값으로 되돌려도 된다. 이로써, 오버 슛의 해소에 근거하여 최소 보증값을 복귀시킬 수 있어, 오버 슛 해소 후의 부하(3) 및 에어로졸 발생 물품(9)의 온도 급락을 억제할 수 있다.
기정값은, 부하(3)의 보온에 필요한 값 이상으로 결정되어도 된다. 이로써, 부하(3)의 온도가 저하하지 않도록 최소 보증값이 결정되어, 부하(3) 및 에어로졸 발생 물품(9)의 온도 저하를 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 부하(3)의 온도에 근거하여 기정값을 결정 또는 보정해도 된다. 이로써, 부하(3)의 온도에 근거하여 최소 보증값이 결정 또는 보정되기 때문에, 최소 보증값을 결정 또는 보정하지 않는 경우와 비교하여 최소 보증값이 부하(3)의 상태를 반영한 값이 된다. 따라서, 부하(3)의 온도 저하를 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 부하(3)의 온도와 기정 온도의 차분의 절대값이 증가하지 않도록, 기정값을 결정 또는 보정해도 된다. 이로써, 기정 온도와 부하(3)의 온도의 차가, 확대되지 않도록 최소 보증값이 결정 또는 보정되기 때문에, 최소 보증값을 결정 또는 보정하지 않는 경우와 비교하여 최소 보증값이 사용 단계의 진척을 반영한 값이 된다. 따라서, 부하(3)의 온도 저하를 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 부하(3)의 온도를 취득하여, 부하(3)의 온도와 기정 온도의 차분에 근거하여 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력을 피드백 제어에 의해 제어하고, 또한 부하(3)의 온도의 감소를 억제하도록 피드백 제어가 구한 조작값을 보정해도 된다. 이로써, 제어부(8)가 실행하는 피드백 제어의 제어값인 부하(3)의 온도를 반영한 값으로, 조작값이 보정된다. 따라서, 피드백 제어가 작은 조작값을 구한 경우여도, 부하(3)의 온도가 급락하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
상기의 제어부(8)에 의한 각종 제어는, 제어부(8)가 프로그램을 실행하는 것에 의해 실현되어도 된다.
<실시예 4A>
도 30은, 실시예 4A에 관한 제어부(8)가 실행하는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
실시예 4A에 관한 제어부(8)에 구비되는 비교부(15)는, 사용 단계에 있어서, 피드백 제어의 결과 얻어진 조작값과 기정값을 비교하여, 큰 값을 출력한다.
기정값은, 예를 들면, 부하(3)에 공급되는 전력에 관한 듀티비를 나타내는 듀티 지령값의 최소 보증값이다. 기정값은, 예를 들면, 준비 단계에 있어서의 전력에 관한 값으로서, 준비 단계 종료 시의 듀티비를 이용해도 된다.
보다 구체적으로 비교부(15)에 대해 설명하면, 비교부(15)는, 사용 단계에 있어서, 리미터부(14)로부터 듀티 조작값이 입력됨과 함께, 최소 보증값이 입력된다. 비교부(15)는, 듀티 조작값과 최소 보증값을 비교하여, 큰 쪽을 듀티 지령값으로서 구한다. 제어부(8)는, 듀티 지령값에 근거하여 부하(3)에 공급되는 전력을 제어한다. 또한 듀티 지령값은, 전원(4)과 부하(3)의 사이에 마련된 개폐기(25)에 적용되어도 되고, 전원(4)과 부하(3)의 사이에 마련된 DC/DC 컨버터에 적용되어도 된다.
도 31은, 실시예 4A에 관한 제어부(8)에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
스텝 S3101부터 스텝 S3106은, 상기 도 19의 스텝 S1901부터 스텝 S1906과 동일하다.
스텝 S3107에 있어서, 제어부(8)의 비교부(15)는, 리미터부(14)로부터 입력된 듀티 조작값이 나타내는 듀티비 Dcmdd가 최소 보증값 이상인지 아닌지 판단한다.
듀티비 Dcmdd가 최소 보증값 이상인 경우(스텝 S3107의 판단이 긍정적인 경우), 스텝 S3108에 있어서, 제어부(8)는, 듀티비 Dcmdd를 나타내는 듀티 지령값에 근거하여 부하(3)에 공급되는 전력을 제어하고, 그 후 처리는 스텝 S3101로 되돌아온다.
듀티비 Dcmdd가 최소 보증값 이상이 아닌 경우(스텝 S3107의 판단이 부정적인 경우), 스텝 S3109에 있어서, 제어부(8)는, 최소 보증값에 근거하여 부하(3)에 공급되는 전력을 제어하고, 그 후 처리는 스텝 S3101로 되돌아온다.
이상 설명한 실시예 4A의 작용 효과에 대해 설명한다.
예를 들면 에어로졸 발생 물품(9)을 가열하여 에어로졸을 생성하는 에어로졸 생성 장치(1)는, 유저에게 위화감을 주지 않게 하기 위하여, 가열에 의해 생성되는 에어로졸이 크게 변동하지 않도록, 부하(3)에 공급되는 전력을 제어한다. 앞서 설명한 바와 같이, 부하(3)에 공급되는 전력의 제어는, 예를 들면 준비 단계와 사용 단계 등과 같이 복수의 단계로 나누어 실행되는 것이 바람직하다. 일례로서 제1 실시형태 및 제2 실시형태에서 설명한 바와 같이, 제어부(8)는, 준비 단계 후에 사용 단계를 실행하는 것에 의해, 에어로졸 생성 장치(1)에 의한 조기의 에어로졸 생성과, 그 후의 안정적인 에어로졸 생성을 양립시킬 수 있다.
또한 어느 단계로부터 다른 단계로 천이하는 제어에 있어서는, 단계 천이 시에 있어서의 부하(3)의 온도 급변을 억제하는 것이 바람직하다. 특히, 천이 전후의 단계에서 이용되는 제어가 다르면 다를수록, 어느 단계로부터 다른 단계로의 천이 시가 제어의 과도기가 되기 때문에, 복수의 단계를 통해서 공통의 제어량인 부하(3)의 온도가 변동하기 쉽다고 할 수 있다.
실시예 4A에 있어서는, 단계 천이 시에, 천이 전의 단계에서 이용된 제어 파라미터를 최소 보증값으로서 이용하는 것에 의해, 최소 보증값을 이용하지 않는 경우와 비교하여, 단계 천이 시에 있어서의 부하(3) 및 에어로졸 발생 물품(9)의 온도 급변을 억제할 수 있다.
<실시예 4B>
실시예 4B에서는, 부하(3)의 온도에 오버 슛, 즉 급준(急峻)한 상승이 발생한 경우여도, 당해 오버 슛을 적절히 억제하는 제어를 설명한다.
도 32는, 부하(3)의 온도의 오버 슛의 발생 상태의 예를 나타내는 그래프이다. 도 32에 있어서, 최소 보증값은 일정한 것으로 한다.
부하(3)의 온도는, 사용 단계에 있어서의 단계의 진행도를 나타내는 지표의 일례인 타이머값 t의 증가, 즉 시간 경과와 함께, 서서히 상승한다.
리미터폭은, 타이머값 t의 증가에 따라 단계적으로 커진다.
게인부(12)는, 온도 측정값과 사용 단계 종료 온도의 차에 근거하여 듀티비를 구한다.
리미터부(14)는, 게인부(12)에서 구해진 듀티비에 근거하여, 리미터폭의 범위 내에 들어가는 듀티비를 구하고, 리미터폭의 범위 내에 들어가는 듀티비를 나타내는 듀티 조작값을 구한다. 리미터폭이 단계적으로 확대되기 때문에, 듀티 조작값이 나타내는 듀티비도, 단계적으로 상승할 수 있다.
사용 단계에 있어서 부하(3)의 온도에 오버 슛이 발생한 경우, 당해 오버 슛을 억제하기 위하여 제어부(8)는 듀티 지령값을 낮추려고 한다. 예를 들면, 부하(3)의 온도가 순간적으로 피드백 제어에 있어서의 사용 단계 종료 온도를 넘어 버렸을 경우, 제어부(8)는, 조작값인 듀티비를 낮춤으로써, 제어값인 부하(3)의 온도를 낮추려고 한다. 그러나, 듀티 지령값이 나타내는 듀티비는 최소 보증값보다 낮은 값이 되지 않기 때문에, 부하(3)의 온도 회복이 불충분하게 될 가능성이 있다.
따라서, 실시예 4B에서는, 타이머값 t, 부하(3)의 온도, 퍼프 프로파일 중 적어도 1개를 포함하는 입력 파라미터에 근거하여, 사용 단계의 진행도에 따라 최소 보증값을 서서히 줄임으로써, 부하(3)의 온도에 오버 슛이 발생한 경우여도 적절히 부하(3)의 온도를 회복 가능하게 한다. 최소 보증값은, 준비 단계로부터 사용 단계로의 천이 시에 있어서 발생할 수 있는 부하(3) 및 에어로졸 발생 물품(9)의 온도 급변을 억제하기 위하여 마련되어 있다. 즉, 일단 제어부(8)가 사용 단계를 실행하면, 최소 보증값을 마련할 필요성은 저하된다. 따라서, 사용 단계의 진행도에 따라 최소 보증값을 서서히 줄여도, 제어부(8)는, 부하(3)의 온도 및 에어로졸 발생 물품(9)의 온도를 고도로 제어할 수 있다.
도 33은, 실시예 4B에 관한 제어부(8)가 실행하는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
실시예 4B에 관한 제어부(8)에 구비되는 점감부(18)는, 예를 들면, 타이머값 t, 온도 측정값, 퍼프 프로파일 중 적어도 1개를 포함하는 입력 파라미터가 나타내는 사용 단계의 진행도에 근거하여, 예를 들면 준비 단계 종료 시의 듀티비를 나타내는 최소 보증값을 서서히 점감시킨다. 또한 타이머값 t, 온도 측정값, 퍼프 프로파일 중 점감부(18)가 사용 단계의 진행도를 나타내는 것으로서 이용하는 것은, 리미터 변경부(13) 및/또는 게인 변경부(17)가 사용 단계의 진행도를 나타내는 것으로서 이용하는 것과 동일해도 되고, 상이해도 된다.
비교부(15)는, 리미터부(14)에 의해 리미터 처리된 듀티비 Dcmdd와, 점감부(18)에 의해 점감된 최소 보증값을 비교하여, 비교 결과, 큰 값을 나타내는 쪽을 듀티 지령값으로서 구한다.
도 34는, 실시예 4B에 관한 제어부(8)에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
스텝 S3401부터 스텝 S3406은, 상기 도 19의 스텝 S1901부터 스텝 S1906과 동일하다.
스텝 S3407에 있어서, 제어부(8)는, 입력 파라미터를 취득한다.
스텝 S3408에 있어서, 제어부(8)의 점감부(18)는, 예를 들면, 입력 파라미터에 근거하여 점감된 최소 보증값을 구한다. 예를 들면, 입력 파라미터가 타이머값 t인 경우, 타이머값 t가 커질수록, 사용 단계가 진행되고 있다고 판단되어, 최소 보증값은 작아진다. 또한 점감부(18)는, 타이머값 t 대신에 또는 타이머값 t와 함께, 온도 측정값과 퍼프 프로파일 중 적어도 하나에 근거하여 최소 보증값을 점감해도 된다.
스텝 S3409에 있어서, 제어부(8)의 비교부(15)는, 리미터 처리된 듀티비 Dcmdd가 점감된 최소 보증값 이상인지 아닌지 판단한다.
듀티비 Dcmdd가 점감된 최소 보증값 이상인 경우(스텝 S3409의 판단이 긍정적인 경우), 스텝 S3410에 있어서, 제어부(8)는, 듀티비 Dcmdd를 나타내는 듀티 지령값에 근거하여 부하(3)에 공급되는 전력을 제어하고, 그 후 처리는 스텝 S3401로 되돌아온다.
듀티비 Dcmdd가 점감된 최소 보증값 이상이 아닌 경우(스텝 S3409의 판단이 부정적인 경우), 스텝 S3411에 있어서, 제어부(8)는, 점감된 최소 보증값에 근거하여 부하(3)에 공급되는 전력을 제어하고, 그 후 처리는 스텝 S3401로 되돌아온다.
이상 설명한 실시예 4B에 있어서는, 타이머값 t, 부하(3)의 온도, 퍼프 프로파일 중 적어도 1개를 포함하는 입력 파라미터에 근거하여 사용 단계의 진행도를 판단하여, 사용 단계의 진행도가 진전될수록 최소 보증값을 서서히 줄인다. 이로써, 부하(3)에 오버 슛이 발생한 경우에, 부하(3)에 제공되는 전력을 충분히 억제할 수 있어, 오버 슛을 신속하게 적절히 해소할 수 있다.
<실시예 4C>
실시예 4C는, 상기의 실시예 4B의 변형예이다. 실시예 4C에 있어서는, 사용 단계가 진행된 경우에, 듀티 조작값을 듀티 지령값으로서 이용하도록 제어를 행한다. 환언하면, 실시예 4C에 관한 제어에서는, 입력 파라미터에 근거하여, 최소 보증값을 무효화하거나, 최소 보증값을 제로로 하거나, 또는 최소 보증값에 근거한 비교부(15)의 처리를 캔슬한다.
도 35는, 실시예 4C에 관한 제어부(8)가 실행하는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
실시예 4C에 관한 제어부(8)에 구비되는 전환부(19)는, 예를 들면, 타이머값 t, 온도 측정값, 퍼프 프로파일 중 적어도 1개를 포함하는 입력 파라미터가 소정의 진행도를 나타내는 경우에, 최소 보증값을 제로로 전환하거나 또는 무효화한다.
전환부(19)에 의해 최소 보증값이 제로가 된 경우, 비교부(15)는, 리미터부(14)로부터 입력한 듀티 조작값을 듀티 지령값으로 한다.
제어부(8)는, 듀티 조작값에 상당한 듀티 지령값에 근거하여 부하(3)에 공급되는 전력을 제어한다.
도 36은, 실시예 4C에 관한 제어부(8)에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다. 이 도 36에서는, 입력 파라미터로서 타이머값 t를 이용하여 사용 단계의 진행도를 판단하는 경우를 예로서 설명하지만, 사용 단계의 진행도는, 온도 측정값 또는 퍼프 프로파일을 이용하여 판단되어도 된다.
스텝 S3601부터 스텝 S3606은, 상기 도 19의 스텝 S1901부터 스텝 S1906과 동일하다.
스텝 S3607에 있어서, 제어부(8)의 전환부(19)는, 예를 들면, 타이머값 t가 기정 시간 tthre2 미만인지 아닌지 판단한다.
타이머값 t가 기정 시간 tthre2 미만인 경우(스텝 S3607의 판단이 긍정적인 경우), 스텝 S3608에 있어서, 제어부(8)의 비교부(15)는, 리미터 처리된 듀티비 Dcmdd가 최소 보증값 이상인지 아닌지 판단한다.
전환부(19)에 있어서 타이머값 t가 기정 시간 tthre2 미만이 아니라고 판단된 경우(스텝 S3607의 판단이 부정적인 경우), 또는 비교부(15)에 있어서 듀티비 Dcmdd가 최소 보증값 이상이라고 판단된 경우(스텝 S3608의 판단이 긍정적인 경우), 스텝 S3609에 있어서, 제어부(8)는, 듀티비 Dcmdd를 나타내는 듀티 지령값에 근거하여 부하(3)에 공급되는 전력을 제어하고, 그 후 처리는 스텝 S3601로 되돌아온다.
비교부(15)에 있어서 듀티비 Dcmdd가 최소 보증값 이상이 아니라고 판단된 경우(스텝 S3608의 판단이 부정적인 경우), 스텝 S3610에 있어서, 제어부(8)는, 최소 보증값에 근거하여 부하(3)에 공급되는 전력을 제어하고, 그 후 처리는 스텝 S3601로 되돌아온다.
이상 설명한 실시예 4C에 있어서는, 입력 파라미터에 근거하여 사용 단계의 진행이 기정값 이상인지 아닌지 판단하여, 사용 단계의 진행이 기정값 이상인 경우에 최소 보증값을 사용하지 않는 제어로 전환한다. 이로써, 온도의 오버 슛 등의 부하(3)의 온도 거동에 혼란이 발생한 경우에, 피드백 제어가 큰 조작량을 출력할 수 있도록 기능함으로써, 부하(3)에 제공되는 전력을 고도로 제어할 수 있다. 따라서, 부하(3)의 온도 거동의 혼란을 신속하게 적절히 해소 또는 수속시킬 수 있다.
<실시예 4D>
실시예 4D는, 상기의 실시예 4C의 변형예이다. 실시예 4D에 있어서, 제어부(8)는, 온도의 오버 슛을 검지한 경우에 최소 보증값을 무효화하고, 최소 보증값을 제로로 하거나, 또는 최소 보증값에 근거한 비교부(15)의 처리를 캔슬한다.
도 37은, 실시예 4D에 관한 제어부(8)가 실행하는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
실시예 4D에 관한 제어부에 구비되는 오버 슛 검지부(20)는, 예를 들면, 온도의 오버 슛을 검지한 경우에, 최소 보증값을 무효화 또는 저감시키고, 온도의 오버 슛이 해소된 경우에, 다시, 최소 보증값을 유효화 또는 증가시킨다.
도 38은, 실시예 4D에 관한 오버 슛 검지부(20)의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
스텝 S3801에 있어서, 오버 슛 검지부(20)는, 온도의 오버 슛의 검지를 실행하여, 오버 슛이 검지되었는지 아닌지 판단한다.
오버 슛이 검지되지 않은 경우(스텝 S3801의 판단이 부정적인 경우), 처리는, 스텝 S3801을 반복한다.
오버 슛이 검지된 경우(스텝 S3801의 판단이 긍정적인 경우), 스텝 S3802에 있어서, 오버 슛 검지부(20)는, 최소 보증값을 무효화, 또는 저감한다.
스텝 S3803에 있어서, 오버 슛 검지부(20)는, 오버 슛이 해소되었는지 아닌지 판단한다.
오버 슛이 해소되지 않은 경우(스텝 S3803의 판단이 부정적인 경우), 처리는, 스텝 S3803을 반복한다.
오버 슛이 해소된 경우, 스텝 S3804에 있어서, 오버 슛 검지부(20)는, 최소 검증값을 복귀한다.
이상 설명한 실시예 4D에 있어서는, 온도의 오버 슛이 검지된 경우에 최소 보증값을 무효화 또는 저감함으로써, 온도의 오버 슛을 신속하게 적절히 해소할 수 있다.
<실시예 4E>
실시예 4E에 있어서, 제어부(8)는, 사용 단계에 있어서의 진행도를 나타내는 입력 파라미터에 근거하여 부하(3)의 보온에 필요한 듀티비를 갖는 최소 보증값을 구하고, 게인부(12)에 의해 얻어진 듀티 조작값과 최소 보증값 중 큰 값을 듀티 지령값으로 하여, 듀티 지령값에 근거하여 부하(3)에 공급되는 전력을 제어한다.
실시예 4E에서는, 사용 단계에 있어서의 진행도를 나타내는 입력 파라미터로서, 온도 측정값이 이용되는 경우를 예로서 설명한다. 그러나, 타이머값 t 또는 퍼프 프로파일이 입력 파라미터로서 이용되어도 된다.
도 39는, 실시예 4E에 관한 제어부(8)에서 실행되는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
실시예 4E에 관한 제어부(8)에 구비되는 보온 제어부(21)는, 예를 들면, 온도 측정값에 근거하여 부하(3)의 보온에 필요한 듀티비가 되는 최소 보증값을 구하고, 보온에 필요한 최소 보증값을 비교부(15)에 출력한다. 예를 들면, 온도 측정값과, 당해 온도 측정값에 대응하는 부하(3)의 보온에 필요한 듀티비가 되는 최소 보증값을, 해석적으로 또는 실험적으로 구한다. 그리고, 보온 제어부(21)는, 예를 들면, 이 해석 결과 또는 실험 결과로부터 도출되는 온도 측정값과 최소 보증값의 상관에 관한 모델식 또는 테이블을 사용해도 된다. 또한 보온 제어부(21)는, 타이머값 t 또는 퍼프 프로파일 등의 사용 단계에 있어서의 진행도를 나타내는 다른 입력 파라미터와 최소 보증값의 상관을 사용해도 된다.
이와 같이, 부하(3)의 온도를 보온하기 위하여 필요한 듀티비를 최소 보증값으로 하는 것에 의해, 앞서 설명한 준비 단계에 포함되어 있는 제2 서브 단계를, 사용 단계에 도입할 수 있다. 이로써, 준비 단계로부터 제2 서브 단계를 생략할 수 있다. 따라서, 실시예 4E에 있어서는, 준비 단계의 기간을 짧게 할 수 있고, 또한 최소 보증값에 따라 부하(3)가 보온되기 때문에, 부하(3)의 온도 저하를 억제할 수 있다.
도 40은, 실시예 4E에 관한 제어부(8)에 의한 준비 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
이 도 40에 있어서의 스텝 S4001부터 스텝 S4005는, 상기 도 5의 스텝 S501부터 스텝 S505와 동일하다.
도 40의 처리에서는, 상기 도 5의 처리로부터 스텝 S506 및 스텝 S507에 대응하는 스텝 S4006 및 스텝 S4007이 생략되어 있는 점에 유의해야 한다.
도 41은, 실시예 4E에 관한 제어부(8)에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
스텝 S4101에 있어서, 제어부(8)의 보온 제어부(21)는, 온도 측정부(6)로부터 온도 측정값 THTR을 입력한다.
스텝 S4102에 있어서, 보온 제어부(21)는, 온도 측정값 THTR이 나타내는 온도를 보온하기 위하여 필요한 듀티비를 구하고, 보온에 필요한 듀티비를 나타내는 최소 보증값 Dlim(THTR)을 비교부(15)에 출력한다. 일례로서, 보온 제어부(21)가, 앞서 설명한 입력 파라미터와 최소 보증값의 상관을 모델식으로 갖는 경우는, Dlim(THTR)은 함수이다. 일례로서，보온 제어부(21)가, 앞서 설명한 입력 파라미터와 최소 보증값의 상관을 테이블로 갖는 경우는, Dlim(THTR)은 테이블에 대한 쿼리이다.
그 후의 스텝 S4103부터 스텝 S4111은, 상기의 도 31의 스텝 S3101부터 스텝 S3109와 동일하다. 또한 스텝 4110 및 스텝 S4111 후, 처리는 스텝 S4103으로 되돌아와도 되고, 스텝 S4101로 되돌아와도 된다.
이상 설명한 실시예 4E에 있어서는, 부하(3)의 보온을 확보하면서, 오버 슛 등의 온도 변화를 적절히 해소할 수 있다. 또한 실시예 4E에서는, 준비 단계로부터 제2 서브 단계를 생략하여, 준비 단계를 짧게 할 수 있다.
(제5 실시형태)
전자 담배 또는 가열식 담배에 있어서는, 부하(3)의 온도를 피드백 제어하고, 유저의 흡인에 기인하여 부하(3)의 온도가 저하된 경우여도, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성되는 에어로졸의 양 및 향끽미를 해치지 않도록, 신속히 이 온도 저하를 회복하여, 부하(3)의 온도를 보상하는 것이 바람직하다.
그러나, 예를 들면, 피드백 제어에 의해 얻어진 조작량이 작은 경우, 온도가 저하된 부하(3)에 충분한 전력이 공급되지 않아, 부하(3)의 온도 저하를 회복하기까지 시간이 걸릴 가능성이 있다.
따라서, 제5 실시형태에 있어서는, 유저의 흡인을 검지한 경우에, 일시적으로 피드백 제어에 의해 얻어지는 조작량을 크게 하는 것에 의해, 흡인에 수반하는 부하(3)의 온도 저하를 신속히 회복시킨다. 보다 구체적으로는, 제5 실시형태에 관한 제어부(8)는, 예를 들면, 사용 단계에 있어서 에어로졸 흡인에 수반하는 온도 저하가 발생한 경우에, 피드백 제어에서 이용되는 리미터부(14)의 리미터폭을 온도 저하가 발생하기 전보다 확장하는 것과 같은 제어를 행한다. 이로써, 제5 실시형태에 있어서는, 흡인 시의 부하(3)의 온도 저하를 신속히 회복하여, 부하(3)의 온도를 보상할 수 있다. 따라서, 유저에 의한 흡인이 행해져도, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성되는 에어로졸의 양 및 향끽미가 손상되는 것을 억제할 수 있다.
제5 실시형태에 관한 제어부(8)는, 피드백 제어의 실행 중에 있어서 부하(3)의 온도 드롭을 검지한 경우에, 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력이 증가하도록, 피드백 제어에서 이용되는 변수의 값을 변경해도 된다. 이로써, 피드백 제어에서 이용되는 변수의 값을 변경하지 않는 경우와 비교하여, 부하(3)의 온도를 신속히 회복할 수 있다. 여기에서, 제어에서 이용되는 변수의 변경은, 예를 들면, 어느 변수를 다른 변수로 대체하는 것과, 변수에 격납된 값이 변경되는 것을 포함하는 것으로 한다.
제어부(8)는, 드롭을 검지한 경우에, 피드백 제어에서 이용되는 게인과 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력의 상한값 중 적어도 한쪽을 증가시켜도 된다. 이로써, 게인과 전력의 상한값의 쌍방을 증가시키지 않는 경우와 비교하여, 부하(3)의 온도를 신속히 회복할 수 있다.
제어부(8)는, 드롭을 검지한 경우에, 피드백 제어에서 이용되는 목표 온도를 증가시켜도 된다. 이로써, 목표 온도를 증가시키지 않는 경우와 비교하여, 부하(3)의 온도를 신속히 회복할 수 있다.
제어부(8)는, 부하(3)의 온도가 점증하도록 피드백 제어를 실행하고, 드롭이 해소된 경우에, 변수를, 드롭의 검지에 근거하여 변경되기 전의 값과 상이한 값으로 변경해도 된다. 이로써, 예를 들면, 드롭이 검출되기 전보다 많은 전력을 부하(3)에 공급할 수 있다. 제2 실시형태에서 설명한 바와 같이, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성되는 에어로졸의 양을 안정시키기 위해서는, 부하(3)의 온도 및 부하(3)에 의해 가열되는 에어로졸 발생 물품(9)의 온도를 계시적으로 증가시킬 필요가 있다. 따라서, 드롭이 검출되기 전보다 많은 전력을 부하(3)에 공급함으로써, 드롭 발생 전후에 걸쳐, 에어로졸 생성량의 저하를 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력이 점증하도록 피드백 제어를 실행하고, 드롭이 해소된 경우에, 변수를, 드롭의 검지에 근거하여 변경되기 전의 값과 상이한 값으로 변경해도 된다. 이로써, 예를 들면, 드롭이 검출되기 전보다 많은 전력을 부하(3)에 공급할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 드롭이 검출되기 전보다 많은 전력을 부하(3)에 공급함으로써, 드롭 발생 전후에 걸쳐, 에어로졸 생성량의 저하를 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 피드백 제어에서 이용되는 게인과 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력의 상한값 중 적어도 한쪽을, 피드백 제어의 진행에 수반하여 점증시켜, 드롭을 검지한 경우에, 게인과 상한값 중 적어도 한쪽을 피드백 제어의 진행에 대응하는 증가분 이상으로 증가시키고, 드롭을 해소한 경우에, 게인과 상한값 중 적어도 한쪽을, 드롭의 검지에 근거하여 증가되기 전의 값과 상이한 값으로 변경해도 된다. 이로써, 예를 들면, 드롭이 검출되기 전보다 많은 전력을 부하(3)에 공급할 수 있다. 따라서, 드롭 발생 전후에 걸쳐, 에어로졸 생성량의 저하를 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 드롭을 검지한 경우에, 또는 드롭이 해소된 경우에, 게인과 상한값 중 적어도 한쪽을 감소시키지 않도록 변경해도 된다. 이로써, 부하(3)의 온도가 정체되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 에어로졸 생성량이 계시적으로 감소하기 어려워진다.
제어부(8)는, 드롭을 검지한 경우에, 또는 드롭이 해소된 경우에, 게인과 상한값 중 적어도 하나를 증가시키도록 변경해도 된다. 이로써, 에어로졸의 생성량이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 드롭이 해소된 경우에, 게인과 상한값 중 적어도 한쪽을, 피드백 제어의 진행에 대응하는 증가분 증가시켜도 된다. 이로써, 드롭 해소 후, 드롭 검지 전과 동일한 제어에 따라 부하(3)의 온도를 높일 수 있기 때문에, 흡인의 발생 상태에 영향을 받지 않고 안정적인 에어로졸 생성이 가능하게 된다. 따라서, 에어로졸 생성 장치(1)의 유저가, 사용 단계 전체에 걸쳐, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성되는 에어로졸의 양 및 향끽미에 대해서 위화감을 느끼지 않게 된다. 따라서, 에어로졸 생성 장치(1)의 품질을 향상시킬 수 있다.
제어부(8)는, 드롭이 해소된 경우, 드롭의 검지 전보다 큰 전력이 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되도록, 게인과 상한값 중 적어도 한쪽을, 드롭의 검지에 근거하여 증가되기 전의 값과 상이한 값으로 변경해도 된다. 이로써, 에어로졸 생성량이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 피드백 제어의 진행에 수반하여, 변수의 변경량을 작게 해도 된다. 이로써, 단계 진행에 수반하여 피드백 제어가 큰 조작량을 출력할 수 있도록 기능하기 시작함으로써, 중요도가 저하된 변수에 대한 변경이, 제어에 영향을 주는 것을 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 피드백 제어가 기정의 진행도 이상으로 진행되고, 또한 드롭을 검지한 경우에, 변수의 변경량을 제로로 해도 된다. 이로써, 단계가 어느 정도 진행한 후에 있어서는, 가령 드롭이 발생했다고 해도 변수에 대해서 변경을 행하지 않는 것으로 할 수 있다. 또한 단계가 어느 정도 진행한 후에 있어서는, 발생한 드롭은, 큰 조작량을 출력할 수 있는 피드백 제어에 의해, 즉시 해소된다. 따라서, 에어로졸의 생성량이 저하되는 것이 억제된다.
제어부(8)는, 피드백 제어의 진행에 수반하여, 게인과 상한값 중 적어도 한쪽의 증가량을 작게 해도 된다. 이로써, 단계 진행에 수반하여 피드백 제어가 큰 조작량을 출력할 수 있도록 기능하기 시작함으로써, 게인과 상한값 중 적어도 한쪽의 변경의 중요도가 저하된 경우에, 게인과 상한값 중 적어도 한쪽의 변경이, 제어에 영향을 주는 것을 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 피드백 제어가 기정의 진행도 이상으로 진행되고, 또한 드롭을 검지한 경우에, 게인과 상한값 중 적어도 한쪽의 변경량을 제로로 해도 된다. 이로써, 단계 진행에 수반하여 피드백 제어가 큰 조작량을 출력할 수 있도록 정상적으로 기능하기 시작함으로써, 게인과 상한값 중 적어도 한쪽의 변경이 불필요해졌을 경우에, 게인과 상한값 중 적어도 한쪽의 변경을 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 부하(3)의 온도가 일정해지도록 피드백 제어를 실행하고, 드롭이 해소된 경우, 변경된 변수를, 드롭의 검지에 근거하여 변경되기 전의 값으로 변경해도 된다. 이로써, 드롭을 신속히 해소하여, 제어 상태를 드롭 검지 전 상태로 복귀할 수 있다.
제어부(8)는, 부하(3)의 온도가 제1 임계값 이상으로 저하된 것, 또는 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력이 제2 임계값 이상으로 증가한 것을, 드롭으로서 검지하며, 제1 임계값은, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성된 에어로졸의 흡인 시에 있어서의 부하(3)의 온도 저하와, 에어로졸의 비흡인 시에 있어서의 부하(3)의 온도 저하를 구별 가능한 값이고, 제2 임계값은, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성된 에어로졸의 흡인 시에 있어서 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력의 증가와, 에어로졸의 비흡인 시에 있어서 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력의 증가를 구별 가능한 값으로 해도 된다. 이로써, 드롭이 에어로졸의 흡인에 근거하여 발생한 경우에, 에어로졸 생성량이 저하되는 것을 신속히 억제할 수 있다.
제어부(8)는, 피드백 제어의 실행 중에 있어서 부하(3)의 온도 드롭을 검지한 경우에, 피드백 제어에서 이용되는 전원(4)으로부터 부하(3)에 공급되는 전력의 상한값을 무효화해도 된다. 이로써, 드롭 검지에 근거하여 부하(3)에 공급되는 전력을 크게 할 수 있어, 드롭에 의해 에어로졸 생성량이 저하되는 것을 신속히 억제할 수 있다.
상기의 제어부(8)에 의한 각종 제어는, 제어부(8)가 프로그램을 실행하는 것에 의해 실현되어도 된다.
<실시예 5A>
도 42는, 실시예 5A에 관한 제어부(8)가 실행하는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
제어부(8)의 리미터 변경부(13)는, 입력 파라미터에 근거하여 피드 포워드 제어에 의해 리미터폭의 상승폭을 제어한다.
유저가 에어로졸을 흡인하면, 에어로졸 생성 장치(1) 내에 발생한 공기류가 부하(3)의 근방을 통과하기 때문에, 일시적으로 부하(3)의 온도가 저하된다. 실시예 5A에 관한 리미터 변경부(13)는, 에어로졸의 흡인을 검지한 경우에, 리미터폭의 상승폭을 일시적으로 확대하여, 흡인에 수반하는 부하(3)의 온도 저하를 신속히 회복한다.
도 43은, 실시예 5A에 관한 제어부(8)에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
스텝 S4301부터 스텝 S4303은, 상기 도 19의 스텝 S1901부터 스텝 S1903과 동일하다.
스텝 S4304에 있어서, 제어부(8)는, 흡인을 검지했는지 아닌지 판단한다. 이 흡인의 검지는, 예를 들면, 에어로졸 생성 장치(1)가 구비하는 유량 센서, 유속 센서, 압력 센서 등의 유저의 흡인에 수반하여 변동하는 물리량을 검출하는 센서의 출력값에 근거하여 검지된다.
흡인을 검지하지 않는 경우(스텝 S4304의 판단이 부정적인 경우), 처리는, 스텝 S4306으로 이동한다.
흡인을 검지한 경우(스텝 S4304의 판단이 긍정적인 경우), 스텝 S4305에 있어서, 리미터 변경부(13)는, 리미터부(14)에서 이용되는 리미터폭의 상승폭이 입력 프로파일에 대해서 커지도록, 리미터폭 변경용 상관을 변경하고, 스텝 S4306으로 이동한다.
스텝 S4306부터 스텝 S4309는, 상기 도 19의 스텝 S1904부터 스텝 S1907과 동일하다.
이상 설명한 실시예 5A에 있어서는, 흡인을 검지한 경우에, 리미터부(14)에서 이용하는 리미터폭의 상승폭을 확대하여, 피드백 제어에 의해 얻어지는 듀티 조작값을 크게 할 수 있어, 흡인에 수반하는 부하(3)의 온도 저하를 신속히 회복할 수 있다. 따라서, 유저에 의한 흡인이 행해져도, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성되는 에어로졸의 양 및 향끽미가 손상되는 것을 억제할 수 있다.
<실시예 5B>
실시예 5B에서는, 흡인이 검지되지 않는 경우의 리미터폭의 상승폭보다, 흡인이 검지된 경우의 리미터폭의 상승폭을 크게 하는 제어를 설명한다.
도 44는, 실시예 5B에 관한 부하(3)의 온도와 리미터폭의 변화의 예를 나타내는 그래프이다. 이 도 44에 있어서, 가로축은 타이머값 t를 나타내고, 세로축은 온도 또는 리미터폭을 나타낸다.
제어부(8)의 리미터 변경부(13)는, 흡인이 검지된 후에 있어서, 흡인이 검지되기 전보다 부하(3)의 온도를 높이도록 리미터폭의 상승폭을 제어한다.
리미터 변경부(13)는, 흡인을 검지하지 않는 경우에는, 선 L50A로 나타내는 바와 같이, 타이머값 t의 증가, 즉 시간 경과에 수반하여 리미터폭을 상승시킨다.
리미터 변경부(13)는, 흡인을 검지한 경우에는, 부하(3)의 온도가 회복된 후, 선 L50B로 나타내는 바와 같이, 리미터폭이 선 L50A의 변화보다 커지도록 변경한다.
또한 리미터 변경부(13)는, 선 L50C로 나타내는 바와 같이, 온도 회복의 종료 후의 리미터폭이, 흡인에 의한 온도 저하를 해소 중인 리미터폭보다 축소하도록 변경해도 된다. 이 경우, 리미터 변경부(13)는, 온도 회복의 종료 후의 리미터폭이 흡인 검지 전의 리미터폭보다 크게 해도 된다. 또한 리미터 변경부(13)는, 온도 회복의 종료 후에 리미터폭을 흡인 검지 전 상태로 되돌려도 된다.
일례로서, 제어부(8)가, 부하(3)의 온도로 사용 단계의 진행도를 평가하는 경우, 흡인에 의한 온도 저하가 발생하게 되면, 사용 단계의 진행도가 정체된다. 부하(3)의 온도가 회복된 후, 리미터폭을 선 L50A로 나타내는 바와 같이 변경하게 되면, 앞서 설명한 바와 같이, 선 L50A는 흡인을 검지하지 않는 경우의 상승폭이기 때문에, 흡인을 검지하지 않는 경우와 비교하여 사용 단계의 진행도가 지연되어 버린다. 따라서, 리미터 변경부(13)는, 흡인을 검지한 경우에는, 부하(3)의 온도가 회복된 후, 선 L50B로 나타내는 바와 같이, 리미터폭이 선 L50A의 변화보다 커지도록 변경한다. 이로써, 흡인에 의한 사용 단계의 진행도의 지연을 회복할 수 있다.
또한 리미터 변경부(13)는, 흡인을 검지할 때에, 선 L50B로 나타내는 바와 같이, 리미터폭이 흡인을 검지하지 않는 경우의 변화보다 커지도록 변경하는 것에 의해, 에어로졸 생성 장치(1)의 유저가 어떠한 퍼프 프로파일로 흡인해도, 사용 단계의 진행도를 균일하게 할 수 있다. 따라서, 에어로졸 발생 물품(9)으로부터 생성되는 에어로졸의 향끽미를, 퍼프 프로파일에 관계없이 안정적으로 할 수 있기 때문에, 에어로졸 생성 장치의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 45는, 실시예 5B에 관한 리미터 변경부(13)의 예를 나타내는 도면이다.
실시예 5B에 관한 리미터 변경부(13)는, 타이머값 t와 온도 측정값과 퍼프 프로파일 중 적어도 하나를 포함하는 입력 파라미터에 근거하여 리미터폭의 상승폭을 결정한다.
리미터 변경부(13)는, 예를 들면 부하(3)의 온도 저하 또는 퍼프 프로파일 등으로부터 흡인을 검지한 경우에, 리미터폭을 확대한다. 리미터폭의 상승폭(확대의 정도)이 클수록, 부하(3)의 온도 회복을 촉진시킬 수 있다. 즉, 도 45에 나타낸 리미터폭의 상승폭을 작게 확대하는 경우와 크게 확대하는 경우에는, 이들의 차분인 면적 A51에 따라 부하(3)의 온도 회복의 정도가 상이하다. 따라서, 부하(3)의 온도 저하의 정도가 클수록, 또는 부하(3)의 온도를 회복시킬 필요성이 높을수록, 우상향의 파선으로 나타나는 흡인을 검지하지 않는 경우의 리미터폭의 상승폭과, 점선으로 나타나는 확대된 상승폭으로 규정되는 면적이 커지도록 하면 된다.
도 46은, 실시예 5B에 관한 제어부(8)에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
스텝 S4601부터 스텝 S4603은, 상기 도 43의 스텝 S4301부터 스텝 S4303과 동일하다.
스텝 S4604에 있어서, 제어부(8)의 리미터 변경부(13)는, 예를 들면, 입력 파라미터와 리미터폭을 관계시킨 제3 관계(이하, 리미터폭 변경용 상관이라고 한다)가 변경 완료인지 아닌지 판단한다. 여기에서, 리미터폭 변경용 상관은, 상관 데이터 또는 상관 함수로 나타나도 된다.
리미터폭 변경용 상관이 변경 완료가 아닌 경우에는(스텝 S4604의 판단이 부정적인 경우에는), 처리는 스텝 S4607로 이동한다.
리미터폭 변경용 상관이 변경 완료인 경우(스텝 S4604의 판단이 긍정적인 경우), 스텝 S4605에 있어서, 리미터 변경부(13)는, 부하(3)의 온도 저하가 회복되었는지, 예를 들면, 부하(3)의 온도 저하로부터 기정 시간 경과했는지를 판단한다.
부하(3)의 온도 저하가 회복되지 않은 경우(스텝 S4605의 판단이 부정적인 경우), 처리는 스텝 S4607로 이동한다.
부하(3)의 온도 저하가 회복된 경우(스텝 S4605의 판단이 긍정적인 경우), 스텝 S4606에 있어서, 리미터 변경부(13)는, 리미터폭 변경용 상관을 흡인 검지 전의 원래 상태로 되돌리고, 처리는 스텝 S4607로 이동한다.
스텝 S4607부터 스텝 S4612는, 상기 도 43의 스텝 S4304부터 스텝 S4309와 동일하다.
이상 설명한 실시예 5B에 있어서는, 흡인을 검지한 경우에, 리미터폭을 확대할 수 있어, 흡인에 의해 부하(3)의 온도가 저하하기 전보다 흡인 후에 부하(3)의 온도를 높일 수 있다. 이로써, 부하(3)의 온도가 회복된 후의 가열의 지연을 회복하여, 부하(3)의 가열을 적절화할 수 있다.
또한 실시예 5B에 있어서는, 온도 저하 회복 후에, 리미터폭 변경용 상관이 온도 저하 전 상태로 되돌려지기 때문에, 안정적인 에어로졸 생성을 실현할 수 있다.
<실시예 5C>
실시예 5C에 있어서, 제어부(8)는, 사용 단계에 있어서, 리미터폭이 어느 정도 넓어졌을 경우에 리미터폭을 변경하는 피드 포워드 제어의 영향을 경감하고, 피드백 제어에 의해 안정적으로 부하(3)의 온도를 제어한다.
도 47은, 실시예 5C에 관한 제어부(8)가 실행하는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
제어부(8)는, 에어로졸 생성 장치(1)가 구비하는 유량 센서, 유속 센서, 압력 센서 등의 유저의 흡인에 수반하여 변동하는 물리량을 검출하는 센서의 출력값 등으로부터 흡인을 검지한다.
리미터 변경부(13)는, 사용 단계에 있어서 입력 파라미터에 근거하여 피드 포워드 제어에 의해 리미터폭을 서서히 확대한다. 리미터 변경부(13)는, 흡인이 검지된 경우에, 리미터폭의 상승폭을 확대하여, 부하(3)의 온도 회복을 행한다.
제어부(8)에 구비된 리미터폭 제어부(22)는, 리미터폭이 어느 정도 커지면 흡인 검지 시에 있어서의 리미터폭의 확대를 억제한다.
보다 구체적으로는, 리미터폭 제어부(22)는, 예를 들면, 리미터폭과, 당해 리미터폭에 대응하는 보상 계수를 관련시킨 제4 관계(이하, 보상 관계라고 한다)를 갖는다. 보상 계수는, 흡인 검지 시에 있어서 리미터폭을 확대하여 온도 회복을 행하는 정도를 나타낸다. 보상 관계에 있어서, 예를 들면 리미터폭과 보상 계수는 역상관으로 한다. 즉, 보상 관계에서는, 예를 들면, 리미터폭이 작을수록 보상 계수가 커지고, 리미터폭이 클수록 보상 계수가 작아진다. 그리고, 보상 계수가 작을수록, 흡인 검지 시에 변경되는 리미터폭의 상승폭이 억제된다. 이 결과, 보상 계수가 클수록, 흡인 검지에 대해서 민감하게 리미터폭의 확대가 실행되고, 보상 계수가 작을수록, 흡인 검지에 대해서 리미터폭의 확대가 제한된다.
일례로서, 도 47에서 나타나는 바와 같이, 제4 관계에 있어서, 리미터폭이 어느 임계값 이상으로 커지면, 대응하는 보상 계수는 제로가 되어도 된다. 일례로서, 도 47에서 나타나는 바와 같이, 제4 관계에 있어서, 보상 계수는 상한을 갖고 있어도 된다.
실시예 5C에 있어서는, 리미터폭이 확대됨에 따라, 흡인 검지 시의 리미터폭의 확대에 의한 온도 저하로부터의 회복의 효과가 경감되어, 흡인 검지 시에 있어서 피드백 제어에 의한 온도 저하로부터의 회복의 효과가 커진다. 보다 상세하게 설명하면, 리미터폭이 확대되면, 게인부(12)로부터 출력되는 듀티비 자체가, 듀티 조작값이 될 가능성이 높아진다. 일례로서, 게인부(12)로부터 출력되는 듀티비는, 사용 단계 종료 온도와 온도 측정값의 차분에 의존하기 때문에, 리미터부(14)의 영향을 받지 않는다면, 피드백 제어에 의해 온도 저하는 효과적으로 해소된다. 이로써, 안정적으로 제어를 행할 수 있다.
도 48은, 실시예 5C에 관한 제어부(8)에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다. 이 도 48에 있어서는, 타이머값 t가 임계값 tthre3 미만인지 아닌지에 근거하여 흡인 검지 시의 리미터폭의 변경을 행하는지 아닌지를 판단하고 있지만, 예를 들면, 타이머값 t 대신에, 또는 타이머값 t와 함께, 온도 측정값과 퍼프 프로파일 중 적어도 한쪽에 근거하여 흡인 검지 시의 리미터폭의 변경을 행하는지 아닌지를 판단해도 된다.
스텝 S4801부터 스텝 S4803은, 상기 도 43의 스텝 S4301부터 스텝 S4303과 동일하다.
스텝 S4804에 있어서, 리미터폭 제어부(22)는, 타이머시 t가 사용 단계가 진행된 상태를 나타내는 임계값 tthre3 미만인지 아닌지를 판단한다.
타이머시 t가 임계값 tthre3 미만이 아닌 경우(스텝 S4804의 판단이 부정적인 경우), 리미터폭 제어부(22)는 리미터폭 변경용 상관을 변경하지 않고, 처리는 스텝 S4807로 이동한다.
타이머시 t가 임계값 tthre3 미만인 경우, 스텝 S4805에 있어서, 리미터 변경부(13)는, 흡인이 검지되었는지 아닌지 판단한다.
흡인이 검지되지 않은 경우(스텝 S4805의 판단이 부정적인 경우), 처리는 스텝 S4807로 이동한다.
흡인이 검지된 경우, 스텝 S4806에 있어서, 리미터 변경부(13)는, 타이머값 t에 근거하여 리미터 변경부(13)에서 이용되는 리미터폭 변경용 상관을 변경하고, 처리는 스텝 S4807로 이동한다.
스텝 S4807부터 스텝 S4810은, 상기 도 43의 스텝 S4306부터 스텝 S4309와 동일하다.
이상 설명한 실시예 5C의 작용 효과에 대해 설명한다.
사용 단계가 진행된 경우, 리미터폭이 확대되여, 리미터부(14)에 의해 구해지는 듀티 조작값의 크기의 제한이 완화된다. 이와 같이, 리미터부(14)에서 이용되는 리미터폭이 충분히 확대된 경우에는, 피드백 제어가 효과적으로 기능하기 쉬워져, 리미터폭을 흡인에 수반하여 확대하지 않아도 피드백 제어에 의해 흡인 시의 부하(3)의 온도 저하를 회복시키는 것이 가능해진다. 이러한 경우에 있어서, 리미터폭을 확대하면, 오히려 사용 단계에서 실행되는 제어를 복잡하게 해버리는 경우가 있다.
실시예 5C에 있어서는, 흡인 시에 발생하는 부하(3)의 온도 저하를 회복하기 위하여, 흡인에 수반하여 리미터폭을 확대시키는 정도를 서서히 줄이고, 출력할 수 있는 조작량이 큰 피드백 제어를 이용하여 부하(3)의 온도의 안정성을 확보할 수 있다.
<실시예 5D>
실시예 5D에서는, 흡인이 검지된 경우의 부하(3)의 온도 저하를 게인부(12)의 게인을 변경하는 것에 의해 회복하는 제어를 설명한다. 여기에서, 게인의 변경은, 예를 들면, 게인 함수의 변경, 게인 함수에 포함되는 값의 변경 등을 포함한다.
도 49는, 실시예 5D에 관한 제어부(8)가 실행하는 제어의 예를 나타내는 제어 블록도이다.
실시예 5D에 관한 제어부(8)에 구비되는 게인 변경부(17)는, 예를 들면, 흡인이 검지된 경우에, 게인부(12)에서 이용되는 게인을 변경한다. 보다 구체적으로는, 게인 변경부(17)는, 흡인이 검지된 경우에, 차분부(11)로부터 입력된 차에 근거하여, 흡인이 검지되지 않은 경우보다 큰 듀티비가 구해지도록, 게인부(12)의 게인을 변경, 보다 구체적으로는 게인부(12)의 게인을 증대시킨다.
이로써, 흡인 시에 있어서의 부하(3)의 온도 저하를 회복시킬 수 있다.
도 50은, 실시예 5D에 관한 제어부(8)에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
스텝 S5001부터 스텝 S5004는, 상기 도 43의 스텝 S4301부터 스텝 S4304와 동일하다.
스텝 S5004에 있어서 흡인이 검지되지 않은 경우(판단이 부정적인 경우), 처리는, 스텝 S5006으로 이동한다.
스텝 S5004에 있어서 흡인이 검지된 경우(판단이 긍정적인 경우), 스텝 S5005에 있어서, 게인 변경부(17)는, 게인과 입력 파라미터의 상관을 나타내는 게인 변경용 상관을 변경하고, 처리는 스텝 S5006으로 이동한다.
스텝 S5006에 있어서, 게인 변경부(17)는, 입력 파라미터에 근거하여 게인부(12)의 게인을 변경한다.
스텝 S5007부터 스텝 S5009는, 상기 도 43의 스텝 S4307부터 스텝 S4309와 동일하다.
이상 설명한 실시예 5D에 있어서는, 흡인이 발생한 경우에 게인부(12)의 게인을 변경하는 것에 의해, 부하(3)의 온도 저하를 조기에 회복할 수 있다.
또한 제어부(8)는, 흡인이 검지된 경우에, 피드백 제어에 의해 얻어지는 듀티 조작값을 크게 하기 위하여, 리미터부(14)에서 이용하는 리미터폭의 상승폭 또는 게인부(12)의 게인 대신에, 또는 리미터폭의 상승폭 또는 게인과 함께, 사용 단계 종료 온도를 변경해도 된다. 사용 단계 종료 온도를 높게 하면, 차분부(11)가 출력하는 차분이 커지기 때문에, 게인부(12)가 출력하는 듀티비가 커져, 결과적으로 피드백 제어가 출력하는 듀티 조작값이 커질 수 있다.
<실시예 5E>
실시예 5E에서는, 흡인 검지 시에 리미터폭을 확대하여, 흡인에 의해 발생한 부하(3)의 온도 저하의 회복 후에 리미터폭을 흡인 검지 전의 값으로 되돌리는 제어를 설명한다.
도 51은, 실시예 5E에 관한 부하(3)의 온도와 리미터폭의 변화의 예를 나타내는 그래프이다. 이 그래프에 있어서, 가로축은 타이머값 t를 나타내고, 세로축은, 부하(3)의 온도 및 리미터폭을 나타낸다.
앞서 설명한 바와 같이, 부하(3)의 온도는 흡인 시에 저하된다. 제어부(8)의 리미터 변경부(13)는, 흡인이 검지된 경우에 리미터폭을 확대하고, 이로써, 제어부(8)는, 저하된 부하(3)의 온도를 회복한다.
리미터 변경부(13)는, 예를 들면, 부하(3)의 온도가 흡인 검지 전 상태로 되돌아오는 것, 또는 흡인 검지로부터 기정 시간이 경과하는 것에 의해, 부하(3)의 온도 회복을 검지한다. 그러면, 리미터 변경부(13)는, 리미터폭을 흡인이 검지되기 전의 값으로 되돌린다.
이러한 실시예 5E의 제어는, 부하(3)의 온도를 일정하게 유지하는 경우에도 적용 가능하다.
도 52는, 실시예 5E에 관한 제어부(8)에 의한 사용 단계의 처리의 예를 나타내는 플로차트이다.
스텝 S5201부터 스텝 S5205는, 상기 도 46의 스텝 S4601부터 스텝 S4605와 동일하다.
스텝 S5204에 있어서 리미터폭 변경용 상관이 변경 완료가 아니라고 판단된 경우(판단이 부정적인 경우), 처리는 스텝 S5207로 이동한다.
스텝 S5205에 있어서 부하(3)의 온도 저하가 회복되지 않았다고 판단된 경우도(판단이 부정적인 경우도), 처리는 스텝 S5207로 이동한다.
스텝 S5205에 있어서 부하(3)의 온도 저하가 회복되었다고 판단된 경우(판단이 긍정적인 경우), 스텝 S5206에 있어서, 리미터 변경부(13)는, 리미터폭을 원래대로 되돌리고, 처리는 스텝 S5207로 이동한다.
스텝 S5207에 있어서, 제어부(8)는, 흡인을 검지했는지 아닌지 판단한다.
흡인을 검지하지 않은 경우(스텝 S5207의 판단이 부정적인 경우), 처리는, 스텝 S5209로 이동한다.
흡인을 검지한 경우(스텝 S5207의 판단이 긍정적인 경우), 스텝 S5208에 있어서, 리미터 변경부(13)는, 리미터부(14)에서 이용되는 리미터폭을 넓히고, 스텝 S5209로 이동한다.
스텝 S5209부터 스텝 S5212는, 상기 도 46의 스텝 S4609부터 스텝 S4612와 동일하다.
이상 설명한 실시예 5E에 있어서는, 흡인이 검지된 경우에 부하(3)의 온도를 신속하게 적절히 회복할 수 있고, 부하(3)의 온도 회복 후에는 다시 리미터부(14)에서 이용되는 리미터폭을 흡인이 검지되기 전의 값으로 되돌릴 수 있다. 이로써, 부하(3)의 온도를 안정시킬 수 있다.
상기의 실시형태는 자유롭게 조합할 수 있다. 상기의 실시형태는 예시이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 상기의 실시형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 상기의 실시형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되는 것과 마찬가지로, 청구범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함되는 것이다.

Claims (20)

  1. 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여, 에어로졸원(源)과 향미원(香味源) 중 적어도 한쪽을 보지(保持)하는 또는 담지(擔持)하는 에어로졸 기재(基材)를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 가열에 이용되는 부하(負荷)와,
    상기 부하의 온도를 취득하고, 상기 부하의 온도와 기정(旣定) 온도의 차분(差分)에 근거하여 상기 전원으로부터 상기 부하로 공급되는 상기 전력을 피드백 제어에 의해 제어하는 제어부
    를 구비하며,
    상기 제어부는, 상기 피드백 제어의 실행 중에 있어서 상기 부하의 온도의 드롭(drop)을 검지(檢知)한 경우에, 상기 전원으로부터 상기 부하로 공급되는 상기 전력을 증가시키도록, 상기 피드백 제어에서 이용되는 변수의 값을 변경하는,
    에어로졸 생성 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 드롭을 검지한 경우에, 상기 피드백 제어에서 이용되는 게인과 상기 전원으로부터 상기 부하로 공급되는 상기 전력의 상한값 중 적어도 한쪽을 증가시키는,
    에어로졸 생성 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 드롭을 검지한 경우에, 상기 피드백 제어에서 이용되는 목표 온도를 증가시키는,
    에어로졸 생성 장치.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 부하의 온도가 점증(漸增)하도록 상기 피드백 제어를 실행하고, 상기 드롭이 해소된 경우에, 상기 변수를, 상기 드롭의 검지에 근거하여 변경되기 전의 값과 다른 값으로 변경하는,
    에어로졸 생성 장치.
  5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전원으로부터 상기 부하로 공급되는 상기 전력이 점증하도록 상기 피드백 제어를 실행하고, 상기 드롭이 해소된 경우에, 상기 변수를, 상기 드롭의 검지에 근거하여 변경되기 전의 값과 다른 값으로 변경하는,
    에어로졸 생성 장치.
  6. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 피드백 제어에서 이용되는 게인과 상기 전원으로부터 상기 부하로 공급되는 상기 전력의 상한값 중 적어도 한쪽을, 상기 피드백 제어의 진행에 수반하여 점증시키며,
    상기 드롭을 검지한 경우에, 상기 게인과 상기 상한값 중 적어도 한쪽을 상기 피드백 제어의 진행에 대응하는 증가분 이상으로 증가시키고,
    상기 드롭을 해소한 경우에, 상기 게인과 상기 상한값 중 적어도 한쪽을, 상기 드롭의 검지에 근거하여 증가되기 전의 값과 다른 값으로 변경하는,
    에어로졸 생성 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 드롭을 검지한 경우에, 또는, 상기 드롭이 해소된 경우에, 상기 게인과 상기 상한값 중 적어도 한쪽을 감소시키지 않도록 변경하는,
    에어로졸 생성 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 드롭을 검지한 경우에, 또는, 상기 드롭이 해소된 경우에, 상기 게인과 상기 상한값 중 적어도 한쪽을 증가시키도록 변경하는,
    에어로졸 생성 장치.
  9. 청구항 6 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 드롭이 해소된 경우에, 상기 게인과 상기 상한값 중 적어도 한쪽을, 상기 피드백 제어의 진행에 대응하는 증가분 증가시키는,
    에어로졸 생성 장치.
  10. 청구항 6 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 드롭이 해소된 경우, 상기 드롭의 검지 전보다 큰 전력이 상기 전원으로부터 상기 부하로 공급되도록, 상기 게인과 상기 상한값 중 적어도 한쪽을, 상기 드롭의 검지에 근거하여 증가되기 전의 값과 다른 값으로 변경하는,
    에어로졸 생성 장치.
  11. 청구항 4 또는 5에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 피드백 제어의 진행에 수반하여, 상기 변수의 변경량을 작게 하는,
    에어로졸 생성 장치.
  12. 청구항 4 또는 5에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 피드백 제어가 기정(旣定)의 진행도 이상으로 진행하고, 또, 상기 드롭을 검지한 경우에, 상기 변수의 변경량을 제로로 하는,
    에어로졸 생성 장치.
  13. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 피드백 제어의 진행에 수반하여, 상기 게인과 상기 상한값 중 적어도 한쪽의 증가량을 작게 하는,
    에어로졸 생성 장치.
  14. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 피드백 제어가 기정의 진행도 이상으로 진행하고, 또, 상기 드롭을 검지한 경우에, 상기 게인과 상기 상한값 중 적어도 한쪽의 변경량을 제로로 하는,
    에어로졸 생성 장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 부하의 온도가 일정해지도록 상기 피드백 제어를 실행하고, 상기 드롭이 해소된 경우, 상기 변경한 변수를, 상기 드롭의 검지에 근거하여 변경되기 전의 값으로 변경하는,
    에어로졸 생성 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 부하의 온도가 제1 임계값 이상으로 저하된 것, 또는, 상기 전원으로부터 상기 부하로 공급되는 상기 전력이 제2 임계값 이상으로 증가한 것을, 상기 드롭으로서 검지하며,
    상기 제1 임계값은, 상기 에어로졸 발생 물품으로부터 생성된 에어로졸의 흡인시에서의 상기 부하의 온도의 저하와, 에어로졸의 비흡인시(非吸引時)에서의 상기 부하의 온도의 저하를 구별 가능한 값이고,
    상기 제2 임계값은, 상기 에어로졸 발생 물품으로부터 생성된 에어로졸의 흡인시에서 상기 전원으로부터 상기 부하로 공급되는 상기 전력의 증가와, 에어로졸의 비흡인시에서 상기 전원으로부터 상기 부하로 공급되는 상기 전력의 증가를 구별 가능한 값인,
    에어로졸 생성 장치.
  17. 에어로졸원과 향미원 중 적어도 한쪽을 보지하는 또는 담지하는 에어로졸 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 가열에 이용되는 전원으로부터 부하로 공급되는 전력의 제어 방법으로서,
    상기 전원으로부터 상기 부하로의 상기 전력의 공급을 개시하는 것과,
    상기 부하의 온도를 취득하고, 상기 부하의 온도와 기정 온도의 차분에 근거하여 상기 전원으로부터 상기 부하로 공급되는 상기 전력을 피드백 제어에 의해 제어하는 것
    을 구비하며,
    상기 피드백 제어의 실행 중에 있어서 상기 부하의 온도의 드롭을 검지한 경우에, 상기 전원으로부터 상기 부하로 공급되는 상기 전력을 증가시키도록, 상기 피드백 제어에서 이용되는 변수의 값을 변경하는,
    제어 방법.
  18. 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여, 에어로졸원과 향미원 중 적어도 한쪽을 보지하는 또는 담지하는 에어로졸 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품을 가열하는 부하와,
    상기 부하의 온도를 취득하고, 상기 부하의 온도와 기정 온도의 차분에 근거하여 상기 전원으로부터 상기 부하로 공급되는 상기 전력을 피드백 제어에 의해 제어하는 제어부
    를 구비하며,
    상기 제어부는, 상기 피드백 제어의 실행 중에 있어서 상기 부하의 온도의 드롭을 검지한 경우에, 상기 피드백 제어에서 이용되는 상기 전원으로부터 상기 부하로 공급되는 상기 전력의 상한값을 무효화하는,
    에어로졸 생성 장치.
  19. 에어로졸원과 향미원 중 적어도 한쪽을 보지하는 또는 담지하는 에어로졸 기재를 포함하는 에어로졸 발생 물품의 가열에 이용되는 전원으로부터 부하로 공급되는 전력의 제어 방법으로서,
    상기 전원으로부터 상기 부하로의 상기 전력의 공급을 개시하는 것과,
    상기 부하의 온도를 취득하고, 상기 부하의 온도와 기정 온도의 차분에 근거하여 상기 전원으로부터 상기 부하로 공급되는 상기 전력을 피드백 제어에 의해 제어하는 것
    을 구비하며,
    상기 피드백 제어의 실행 중에 있어서 상기 부하의 온도의 드롭을 검지한 경우에, 상기 피드백 제어에서 이용되는 상기 전원으로부터 상기 부하로 공급되는 상기 전력의 상한값을 무효화하는,
    제어 방법.
  20. 컴퓨터에, 청구항 17 또는 19의 제어 방법을 실현시키기 위한 프로그램.
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