KR20230150856A - 에어로졸 생성 장치, 제어 방법 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

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KR20230150856A
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켄타로 야마다
타츠나리 아오야마
히로시 카와나고
토루 나가하마
타카시 후지키
료 요시다
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니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤
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Abstract

에어로졸 생성 장치는, 에어로졸원(源)을 가열하여 에어로졸을 발생시키는 가열부와, 상기 가열부에 전력을 공급하는 전원과, 상기 전력의 공급을, 상기 가열부의 온도를 제1 온도에서 제2 온도를 향하여 변화시키기 위한 제1 구간, 및 상기 제1 구간에 후속하는, 상기 가열부의 온도를 유지하기 위한 제2 구간을 포함하는 복수의 구간으로 이루어지는 제어 시퀀스을 따라 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어 시퀀스는, 상기 제1 구간에 대하여 제1 시간 길이, 상기 제2 구간에 대하여 제2 시간 길이를 지정하고, 상기 제어부는, 상기 가열부의 온도가 상기 제2 온도에 도달한 경우에, 상기 제1 구간을 종료시키고, 상기 제1 구간의 개시로부터 상기 제1 시간 길이가 경과하는 제1 시각보다도 빨리 상기 제1 구간을 종료시키는 경우에, 상기 제1 시각까지의 잔여 시간과 상기 제2 시간 길이의 합계 시간에 걸쳐 상기 제2 구간을 계속시킨다.

Description

에어로졸 생성 장치, 제어 방법 및 컴퓨터 프로그램
본 개시는, 에어로졸 생성 장치, 제어 방법 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
에어로졸원(源)을 가열함으로써 에어로졸을 생성하고, 생성된 에어로졸을 유저에게 송달하는 전기 가열식의 에어로졸 생성 장치가 알려져 있다. 예를 들면, 전자 담배는, 그러한 에어로졸 생성 장치의 일종이며, 생성되는 에어로졸에 향미 성분을 부여하여 유저에게 흡인시킨다.
에어로졸원으로부터 발생하는 단위 시간당의 에어로졸의 양은, 에어로졸원을 함유하는 기체(基體)의 성질 및 형상에 더하여, 기체를 가열할 때의 온도에 의존하여 변동된다. 그 때문에, 에어로졸 생성 장치는, 유저에게 송달되는 에어로졸의 양이 원하는 양이 되도록 가열 온도를 제어한다. 대체로, 온도의 시간적 변화를 표현한 것을 온도 프로파일이라고 하고, 원하는 온도 프로파일을 실현하기 위한 온도 제어의 사양을 시계열로 정의한 것을 가열 프로파일이라고 한다.
예를 들면, 특허문헌 1은, 제1 단계에서 가열 요소의 온도를 어느 높은 값까지 상승시키고, 계속되는 제2 단계에서 가열 요소의 온도를 보다 낮은 값으로 하강시키고, 계속되는 제3 단계에서 가열 요소의 온도를 서서히 상승시킨다, 라고 하는 온도 프로파일을 개시하고 있다. 이 온도 프로파일에 의해, 에어로졸의 발생량이 시간적으로 어느 정도 평탄화된다. 특허문헌 1은, 이 온도 프로파일을 실현하기 위해서, 전형적인 피드백 제어인 PID 제어에 의해 가열 요소의 온도를 목표 온도로 인도하는 것도 개시하고 있다. 특허문헌 2는, 일단 상승시킨 가열 요소의 온도를 하강시킬 때에, 가열 요소로의 전력의 급전(給電)을 일시적으로 정지하는 방식을 개시하고 있다.
[특허문헌 1] 일본국 공개특허공보 특개2020-74797호 [특허문헌 2 일본국 공개특허공보 특표2019-531049호
그러나, 기존의 에어로졸 생성 장치에는, 가열 기간에 걸쳐서 가열 온도를 어떻게 제어할까에 관하여, 아직도 개선의 여지가 남아 있다. 예를 들면, 가열 프로파일의 진행을 목표 온도의 달성에 의해 제어하려고 하면, 조건에 의존하여 진행의 타이밍이 전후하고, 세션의 조기 종료, 혹은 반대로 장기화에 기인하는 에어로졸 발생량의 저하가, 유저 체험의 훼손으로 이어지는 우려가 있다.
본 개시에 관련되는 기술은, 상술한 점에 감안하여, 에어로졸 생성을 위한 세션의 적정한 길이를 유지할 수 있는 개선된 온도 제어를 실현하려고 하는 것이다.
어느 관점에 의하면, 에어로졸원을 가열하여 에어로졸을 발생시키는 가열부와, 상기 가열부에 전력을 공급하는 전원과, 상기 전원으로부터 상기 가열부로의 전력의 공급을, 상기 가열부의 온도를 제1 온도에서 제2 온도를 향하여 변화시키기 위한 제1 구간, 및 상기 제1 구간에 후속하는, 상기 가열부의 온도를 유지하기 위한 제2 구간 을 포함하는 복수의 구간으로 이루어지는 제어 시퀀스을 따라 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어 시퀀스는, 상기 제1 구간에 대하여 제1 시간 길이, 상기 제2 구간에 대하여 제2 시간 길이를 지정하고, 상기 제어부는, 상기 가열부의 온도가 상기 제2 온도에 도달한 경우에, 상기 제1 구간을 종료시키고, 상기 제어부는, 상기 제1 구간의 개시로부터 상기 제1 시간 길이가 경과하는 제1 시각보다도 빨리 상기 제1 구간을 종료시키는 경우에, 상기 제1 시각까지의 잔여 시간과 상기 제2 시간 길이의 합계 시간에 걸쳐 상기 제2 구간을 계속시키는, 에어로졸 생성 장치가 제공된다.
상기 제2 온도는, 상기 제1 온도보다도 낮고, 상기 제어부는, 상기 제1 구간에 있어서, 상기 가열부의 온도가 상기 제2 온도를 향하여 하강하도록 상기 전원으로부터 상기 가열부로의 전력의 공급을 정지시켜도 된다.
상기 제어부는, 상기 제1 시각보다도 늦게 상기 제1 구간을 종료시키는 경우에, 상기 제1 시각으로부터의 초과 시간을 상기 제2 시간 길이에서 공제하여 얻은 시간에 걸쳐서 상기 제2 구간을 계속시켜도 된다.
상기 제어 시퀀스는, 상기 제2 구간에 후속하는, 상기 가열부의 온도를 제3 온도로 변화시키기 위한 제3 구간을 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 시각보다도 늦게 상기 제1 구간을 종료시키는 경우로서, 상기 제1 시각으로부터의 초과 시간이 상기 제2 시간 길이를 상회할 때, 상기 제1 구간의 종료 후에 상기 제2 구간을 스킵하여 상기 제3 구간으로 천이(遷移)해도 된다.
상기 제어 시퀀스는, 상기 제3 구간에 대하여 제3 시간 길이를 지정하고, 상기 제어부는, 상기 제1 구간의 개시로부터 상기 제1 시간 길이 및 상기 제2 시간 길이가 경과하는 제2 시각보다도 늦게 상기 제1 구간을 종료시키는 경우에, 상기 제2 시각으로부터의 초과 시간을 상기 제3 시간 길이에서 공제하여 얻은 시간에 걸쳐서 상기 제3 구간을 계속시켜도 된다.
상기 제3 온도는, 상기 제2 온도보다도 높고, 상기 제어부는, 상기 제3 구간에 있어서, 상기 가열부의 온도가 상기 제3 온도를 향하여 상승하도록 상기 전원으로부터 상기 가열부로의 전력의 공급을 제어해도 된다.
상기 제어부는, 상기 제1 구간의 개시로부터 상기 제1 시간 길이가 경과한 경우에, 상기 제1 구간을 종료시키고, 상기 제2 구간에 있어서의 상기 가열부의 온도 제어의 목표값을, 상기 제1 구간을 종료시킨 시점의 상기 가열부의 온도에 근거하여 설정해도 된다.
상기 제어부는, 상기 제1 구간을 종료시킨 시점의 상기 가열부의 상기 온도가 상기 제2 온도보다도 높은 제4 온도인 경우에는, 상기 제2 구간에 있어서의 상기 가열부의 온도 제어의 상기 목표값을, 상기 제4 온도에 대응하는 값으로 설정하고, 상기 제1 구간을 종료시킨 시점의 상기 가열부의 상기 온도가 상기 제2 온도 이하의 제5 온도인 경우에는, 상기 제2 구간에 있어서의 상기 가열부의 온도 제어의 상기 목표값을, 상기 제2 온도에 대응하는 값으로 설정해도 된다.
상기 제어 시퀀스는, 상기 제1 구간에 선행(先行)하는 하나 이상의 선행 구간을 더 포함하고, 상기 하나 이상의 선행 구간의 적어도 하나의 시간 길이는 가변적이어도 된다.
다른 관점에 의하면, 에어로졸 생성 장치에 있어서의 에어로졸의 생성을 제어하기 위한 제어 방법이 제공된다. 해당 제어 방법은, 에어로졸 생성 장치의 상술한 특징 중의 임의의 조합에 대응하는 처리 스텝을 포함해도 된다.
다른 관점에 의하면, 에어로졸 생성 장치에 있어서의 에어로졸의 생성을 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램이 제공된다. 해당 컴퓨터 프로그램은, 에어로졸 생성 장치의 상술한 특징 중의 임의의 조합에 대응하는 구성을 포함해도 된다.
본 개시에 관련되는 기술에 의하면, 에어로졸 생성을 위한 세션의 적정한 길이를 유지할 수 있다.
[도 1] 일 실시 형태에 관련되는 에어로졸 생성 장치의 외관을 나타내는 사시도.
[도 2] 도 1의 에어로졸 생성 장치로의 담배 스틱의 삽입에 대하여 설명하기 위한 설명도.
[도 3] 도 1의 에어로졸 생성 장치의 개략적인 회로 구성의 일례를 나타내는 블럭도.
[도 4] 가열부의 온도의 측정에 사용되는 측정 회로의 구성의 일례를 나타내는 블럭도.
[도 5] 가열 기간 중의 측정 기간 및 PWM 제어 기간에 대하여 설명하기 위한 설명도.
[도 6] 가열부와 서미스터 사이의 위치 관계의 일례에 대하여 설명하기 위한 설명도.
[도 7] 일 실시 형태에 관련되는 온도 프로파일 및 가열 프로파일에 대하여 설명하기 위한 설명도.
[도 8] 강온(降溫) 구간의 종료가 소정 시각보다도 빠르기 때문에 후속 구간의 시간 길이에 잔여 시간이 추가되는 경우의 온도 프로파일의 일례를 나타내는 설명도.
[도 9] 제1 온도 지표와 제2 온도 지표 사이의 관계성에 대하여 설명하기 위한 설명도.
[도 10] 강온 구간의 종료 시점의 온도에 후속 구간의 목표 온도를 재설정하는 경우의 온도 프로파일의 2개의 예를 나타내는 설명도.
[도 11] 제1의 변형예에 있어서 강온 구간의 종료가 소정 시각보다도 늦기 때문에 후속 구간이 단축되는 경우의 온도 프로파일의 일례를 나타내는 설명도.
[도 12] 제2의 변형예에 있어서 강온 구간의 종료가 소정 시각보다도 늦기 때문에 후속 구간이 단축되는 경우의 온도 프로파일의 일례를 나타내는 설명도.
[도 13] 제1의 변형예에 있어서 강온 구간의 종료가 소정 시각보다도 크게 늦기 때문에 후속 구간이 스킵되고 또한 한층 더 후속 구간이 단축되는 경우의 온도 프로파일의 일례를 나타내는 설명도.
[도 14] 제2의 변형예에 있어서 강온 구간의 종료가 소정 시각보다도 크게 늦기 때문에 후속 구간이 스킵되고 또한 한층 더 후속 구간이 단축되는 경우의 온도 프로파일의 일례를 나타내는 설명도.
[도 15] 종료 전의 온도 유지 구간의 목표 온도를 기준 시점의 온도로 재설정하는 경우의 온도 프로파일의 일례를 나타내는 설명도.
[도 16] 제3의 변형예에 관련되는 회복 구간을 포함하는 온도 프로파일의 일례를 나타내는 설명도.
[도 17a] 가열 프로파일을 기술하는 프로파일 데이터의 구성의 제1의 예를 나타내는 설명도.
[도 17b] 가열 프로파일을 기술하는 프로파일 데이터의 구성의 제2의 예를 나타내는 설명도.
[도 18] 일 실시 형태에 관련되는 에어로졸 생성 처리의 전체적인 흐름의 일례를 나타내는 플로차트.
[도 19] 도 18의 PID 제어 구간을 위한 온도 제어 처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로차트.
[도 20a] 도 18의 오프 구간을 위한 온도 제어 처리의 흐름의 제1의 예를 나타내는 플로차트.
[도 20b] 도 18의 오프 구간을 위한 온도 제어 처리의 흐름의 제2의 예를 나타내는 플로차트.
[도 20c] 도 18의 오프 구간을 위한 온도 제어 처리의 흐름의 제3의 예를 나타내는 플로차트.
[도 21] 예열 승온(昇溫) 구간의 종료 판정 처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로차트.
[도 22] 강온 구간의 종료 판정 처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로차트.
[도 23] 강온 구간의 종료 후의 제어 파라미터 선택 처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로차트.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는 특허 청구의 범위에 관련되는 발명을 한정하는 것은 아니며, 또한 실시 형태에 설명되어 있는 특징의 조합 모두가 발명에 필수적인 것이라고는 할 수 없다. 실시 형태에 설명되어 있는 복수의 특징 중 둘 이상의 특징은 임의로 조합되어도 된다. 또한, 동일 혹은 비슷한 구성에는 동일한 참조 번호를 붙이고, 중복된 설명은 생략한다.
＜＜1. 장치의 구성예＞＞
본 명세서에서는, 본 개시에 관련되는 기술이, 연소를 동반하는 일 없이 에어로졸원을 가열함으로써 무화(霧化)시켜 에어로졸을 생성하는 비연소형의 장치에 적용되는 예를 주로 설명한다. 그러한 장치는, 리스크 저감 제품(RRP), 또는 단지 전자 담배라고도 불릴 수 있다. 또한, 이러한 예에 한정되지 않고, 본 개시에 관련되는 기술은, 예를 들면 연소형의 장치 또는 의료용의 네뷸라이저 등, 어떠한 종류의 에어로졸 생성 장치에 적용되어도 된다.
＜1-1. 외관＞
도 1은, 일 실시 형태에 관련되는 에어로졸 생성 장치(10)의 외관을 나타내는 사시도이다. 도 2는, 도 1에 나타낸 에어로졸 생성 장치(10)로의 담배 스틱의 삽입에 대하여 설명하기 위한 설명도이다. 도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10)는, 본체(101), 전면 패널(102), 표시창(103), 및 슬라이더(104)를 구비한다.
본체(101)는, 에어로졸 생성 장치(10)의 하나 이상의 회로 기판을 내부에 지지하는 케이스이다. 본 실시 형태에 있어서, 본체(101)는, 도면 중의 상하 방향으로 긴, 둥그스름한 대략 직육면체의 형상을 가진다. 본체(101)의 사이즈는, 예를 들면 유저가 한 손으로 파지(把持)할 수 있는 정도의 사이즈여도 된다. 전면 패널(102)은, 본체(101)의 전면을 덮는 가요성(可撓性)의 패널 부재이다. 전면 패널(102)은, 본체(101)로부터 분리 가능해도 된다. 전면 패널(102)은, 유저 입력을 접수하는 입력부로서도 기능한다. 예를 들면, 유저가 전면 패널(102)의 중앙을 누르면, 본체(101)와 전면 패널(102)의 사이에 배설(配設)되는 버튼(도시하지 않음)이 눌려지고, 유저 입력이 검지될 수 있다. 표시창(103)은, 전면 패널(102)의 대략 중앙에서 길이 방향을 따라 연재(延在)하는 띠 형상의 창이다. 표시창(103)은, 본체(101)와 전면 패널(102)의 사이에 배설되는 하나 이상의 LED(Light-Emitting Diode)가 발하는 빛을 외부로 투과시킨다.
슬라이더(104)는, 본체(101)의 상면에 방향(104a)을 따라 슬라이드 가능하게 배설되는 커버 부재이다. 도 2에 나타낸 것처럼, 슬라이더(104)를 도면 중 앞쪽으로 슬라이드시키면(즉, 슬라이더(104)를 열면), 본체(101)의 상면의 개구(開口)(106)가 노출된다. 유저는, 에어로졸 생성 장치(10)를 사용하여 에어로졸을 흡인할 때, 슬라이더(104)를 열어 노출시킨 개구(106)로부터, 방향(106a)을 따라 관상(管狀)의 삽입 구멍(107)으로, 담배 스틱(15)을 삽입한다. 삽입 구멍(107)의 축 방향에 직교하는 단면(斷面)은, 예를 들면 원형, 타원형 또는 다각형이어도 되고, 그 단면적은 저면(底面)에 가까워질수록 서서히 감소한다. 그에 의해, 삽입 구멍(107)에 삽입된 담배 스틱(15)의 외측면이 삽입 구멍(107)의 내측면으로부터 압압(押壓)되고, 담배 스틱(15)의 탈락이 마찰력에 의해 방지됨과 함께, 후술하는 가열부(130)로부터 담배 스틱(15)으로의 열 전달의 전달 효율을 높일 수 있다. 유저는, 에어로졸의 흡인을 종료하면, 담배 스틱(15)을 삽입 구멍(107)으로부터 빼내고, 슬라이더(104)를 닫는다.
담배 스틱(15)은, 통상(筒狀)의 권지(卷紙)의 내측에 충전물을 보지(保持, 보유 지지)하는 담배 물품이다. 담배 스틱(15)의 충전물은, 예를 들면, 에어로졸 생성 기체와 살담배와의 혼합물이어도 된다. 에어로졸 생성 기체로서, 예를 들면 글라이세린, 프로필렌글라이콜, 트라이아세틴, 1,3-뷰탄다이올, 또는 이들의 혼합물 같은, 어떠한 종류의 에어로졸원을 함유하는 기체가 사용되어도 된다. 살담배는, 이른바 향미원이다. 살담배의 재료는, 예를 들면 라미나 또는 중골(中骨) 등이어도 된다. 또한, 살담배 대신에, 비(非)담배 유래의 향미원이 사용되어도 된다.
＜1-2. 회로 구성＞
도 3은, 에어로졸 생성 장치(10)의 개략적인 회로 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다. 도 3을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10)는, 제어부(120), 기억부(121), 입력 검지부(122), 상태 검지부(123), 흡인 검지부(124), 발광부(125), 진동부(126), 통신 인터페이스(I/F)(127), 접속 I/F(128), 가열부(130), 제1 스위치(131), 제2 스위치(132), 배터리(140), 승압 회로(141), 잔량계(142), 측정 회로(150), 및 서미스터(155)를 구비한다.
제어부(120)는, 예를 들면 CPU(Central Processing Unit) 또는 마이크로 콘트롤러 같은 프로세서여도 된다. 제어부(120)는, 기억부(121)에 기억되는 컴퓨터 프로그램(소프트웨어 또는 펌웨어라고도 한다)을 실행함으로써, 에어로졸 생성 장치(10)의 기능 전반을 제어한다. 기억부(121)는, 예를 들면 반도체 메모리여도 된다. 기억부(121)는, 하나 이상의 컴퓨터 프로그램과, 후술하는 가열 제어를 위해 이용되는 여러 가지 데이터(예를 들면, 가열 프로파일(50)을 기술(記述)하는 프로파일 데이터(51))를 기억한다.
입력 검지부(122)는, 유저 입력을 검지하기 위한 검지 회로이다. 입력 검지부(122)는, 예를 들면, 유저에 의한 전면 패널(102)의 눌림(즉, 버튼의 압하(壓下))을 검지하고, 검지된 상태를 나타내는 입력 신호를 제어부(120)에 출력한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10)는, 전면 패널(102) 대신에(또는 거기에 더하여), 예를 들면 버튼, 스위치 또는 터치 감응면 등, 어떠한 종류의 입력 디바이스를 구비하고 있어도 된다. 상태 검지부(123)는, 슬라이더(104)의 개폐 상태를 검지하기 위한 검지 회로이다. 상태 검지부(123)는, 슬라이더(104)가 열려 있는지 또는 닫혀 있는지를 나타내는 상태 검지 신호를 제어부(120)에 출력한다. 흡인 검지부(124)는, 유저에 의한 담배 스틱(15)의 흡인(퍼프)을 검지하기 위한 검지 회로이다. 일례로서, 흡인 검지부(124)는, 개구(106)의 근방에 배설되는 서미스터(도시하지 않음)를 포함해도 된다. 이 경우, 흡인 검지부(124)는, 유저에 의한 흡인에 기인하는 온도 변화가 초래하는 서미스터의 저항값의 변화에 근거하여 흡인을 검지할 수 있다. 다른 예로서, 흡인 검지부(124)는, 삽입 구멍(107)의 저부에 배설되는 압력 센서(도시하지 않음)를 포함해도 된다. 이 경우, 흡인 검지부(124)는, 흡인에 의해 발생되는 기류가 초래하는 기압의 감소에 근거하여 흡인을 검지할 수 있다. 흡인 검지부(124)는, 예를 들면, 흡인이 실시되고 있는지 아닌지를 나타내는 흡인 검지 신호를 제어부(120)에 출력한다.
발광부(125)는, 하나 이상의 LED와, LED를 구동하기 위한 드라이버를 포함한다. 발광부(125)는, 제어부(120)로부터 입력되는 지시 신호를 따라 LED의 각각을 발광시킨다. 진동부(126)는, 바이브레이터(예를 들면, 편심 모터)와, 바이브레이터를 구동하기 위한 드라이버를 포함한다. 진동부(126)는, 제어부(120)로부터 입력되는 지시 신호를 따라 바이브레이터를 진동시킨다. 제어부(120)는, 예를 들면, 에어로졸 생성 장치(10)의 어떠한 스테이터스(예를 들면, 세션의 진행 상황)를 유저에게 알리기 위해서, 발광부(125) 및 진동부(126)의 한쪽 또는 쌍방을 임의의 패턴으로 사용해도 된다. 예를 들면, 발광부(125)의 발광 패턴은, 각 LED의 발광 상태(상시 발광/점멸/비발광), 점멸 주기, 및 발광색 같은 요소로 구별될 수 있다. 진동부(126)의 진동 패턴은, 바이브레이터의 진동 상태(진동/정지) 및 진동의 강도 같은 요소로 구별될 수 있다.
무선 I/F(127)는, 에어로졸 생성 장치(10)가 다른 장치(예를 들면, 유저가 소지하는 PC(Personal Computer) 또는 스마트폰)와 무선으로 통신하기 위한 통신 인터페이스이다. 무선 I/F(127)는, 예를 들면 Bluetooth(등록상표), NFC(Near Field Communication), 또는 무선 LAN(Local Area Network) 같은 임의의 라디오 커뮤니케이션 프로토콜에 준거하는 인터페이스여도 된다. 접속 I/F(128)는, 에어로졸 생성 장치(10)를 다른 장치에 접속하기 위한 단자를 가지는 유선 인터페이스이다. 접속 I/F(128)는, 예를 들면 USB(Universal Serial Bus) 인터페이스여도 된다. 접속 I/F(128)는, 외부 전원으로부터(도시하지 않는 급전선을 통하여) 배터리(140)를 충전하기 위해서 이용되어도 된다.
가열부(130)는, 담배 스틱(15)의 에어로졸 생성 기체에 포함되는 에어로졸원을 가열하여 에어로졸을 발생시키는 저항 발열성의 부품이다. 가열부(130)의 저항 발열 재료로서, 예를 들면, 구리, 니켈 합금, 크롬 합금, 스테인리스, 및 백금 로듐 중 하나, 또는 둘 이상의 혼합물이 사용되어도 된다. 가열부(130)의 일단(一端)은 제1 스위치(131) 및 승압 회로(141)를 통하여 배터리(140)의 양극에 접속되고, 가열부(130) 타단(他端)은 제2 스위치(132)를 통하여 배터리(140)의 음극에 접속된다. 제1 스위치(131)는, 가열부(130)와 승압 회로(141)의 사이의 급전선에 설치되는 스위칭 소자이다. 제2 스위치(132)는, 가열부(130)와 배터리(140)의 사이의 접지선에 설치되는 스위칭 소자이다. 제1 스위치(131) 및 제2 스위치(132)는, 예를 들면 FET(Field Effect Transistor)여도 된다.
배터리(140)는, 가열부(130) 및 에어로졸 생성 장치(10) 외의 구성 요소로 전력을 공급하기 위한 전원이다. 도 3에서는, 배터리(140)로부터 가열부(130) 이외의 구성 요소로의 급전선은 생략되어 있다. 배터리(140)는, 예를 들면 리튬이온 배터리여도 된다. 승압 회로(DC/DC 컨버터)(141)는, 가열부(130)로의 급전을 위해 배터리(140)의 전압을 증폭시키는 전압 변환 회로이다. 잔량계(142)는, 배터리(140)의 전력의 잔량 그 밖의 스테이터스를 감시하기 위한 IC 칩이다. 잔량계(142)는, 예를 들면, 충전율(SOC：State Of Charge), 열화도(劣化度)(SOH：State Of Health), 상대 충전율(RSOC) 및 전원 전압 같은 배터리(140)의 스테이터스값을 주기적으로 계측하고, 계측 결과를 제어부(120)에 출력할 수 있다.
제어부(120)는, 가열의 개시를 요구하는 유저 입력이 검지된 경우에, 배터리(140)로부터 가열부(130)로의 전력의 공급을 개시시킨다. 여기서의 유저 입력은, 예를 들면, 입력 검지부(122)에 의해 검지되는 버튼의 길게 누름이어도 된다. 제어부(120)는, 제1 스위치(131) 및 제2 스위치(132)에 제어 신호를 출력하여 양(兩) 스위치를 온으로 함으로써, 승압 회로(141)에서 증폭된 전압으로, 배터리(140)로부터 가열부(130)로 전력을 공급시킬 수 있다. 제1 스위치(131) 및 제2 스위치(132)가 FET인 경우에는, 제어부(120)로부터 양 스위치로 출력되는 제어 신호는, 각각의 게이트에 인가되는 제어 펄스이다. 제어부(120)는, 후술하는 온도 제어에 있어서, 이 제어 펄스의 듀티비를 펄스 폭 변조(PWM)에 의해 조정한다. 또한, 제어부(120)는, PWM 대신에 펄스 주파수 변조(PFM)를 이용해도 된다.
＜1-3. 히터 온도의 측정＞
본 실시 형태에 있어서, 제어부(120)는, 배터리(140)로부터 가열부(130)로의 전력의 공급을, 예열 기간 및 흡인 가능 기간을 포함하는 가열 기간의 전체를 통하여, 양호한 유저 체험을 제공하기 위한 원하는 온도 프로파일을 실현하도록 제어한다. 그 제어는, 주로, 가열부(130)의 온도와의 상관을 가지는 온도 지표를 제어량, PWM의 듀티비를 조작량으로 하는 피드백 제어여도 된다. 여기에서는, 피드백 제어로서 PID 제어가 채용되는 것으로 한다. 본 실시 형태에 있어서, 에어로졸 생성 장치(10)는, 가열부(130)의 온도 지표를 측정하기 위한 2종류의 측정부를 가진다. 도 3에 나타낸 측정 회로(150)는, 그들 2종류의 측정부 중의 하나이며, 가열부(130)의 전기 저항값에 근거하는 제1 온도 지표를 측정한다. 다른 측정부는, 나중에 설명하는 서미스터(155)이다.
도 4는, 도 3에 나타낸 측정 회로(150)의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다. 도 4를 참조하면, 측정 회로(150)는, 분압 저항(151, 152, 153) 및 오피 앰프(Operational Amplifier)(154)를 포함한다. 분압 저항(151)의 일단은 전원 전압 VTEMP에 접속되고, 타단은 분압 저항(152)의 일단에 접속된다. 분압 저항(152) 타단은 접지된다. 분압 저항(151)과 분압 저항(152) 사이의 접점은, 제어부(120)의 단자 ADC_VTEMP에 접속된다. 단자 ADC_VTEMP로의 입력은, 저항값 측정을 위한 기준값을 나타낸다. 분압 저항(153)의 일단은 전원 전압 VTEMP에 접속되고, 타단은 가열부(130)의 급전선에 접속된다. 분압 저항(153)과 가열부(130)의 급전선 사이의 접점은, 오피 앰프(154)의 제1 입력 단자에 접속된다. 오피 앰프(154)의 제2 입력 단자는, 접지된다. 오피 앰프(154)의 출력 단자는, 제어부(120)의 단자 ADC_HEAT_TEMP에 접속된다. 단자 ADC_HEAT_TEMP로의 입력은, 가열부(130)의 온도에 의존하는 전기 저항값(Rh)에 의해 변화하는 값을 나타낸다. 제어부(120)는, 단자 ADC_VTEMP로의 입력값(기준값)에 대한 단자 ADC_HEAT_TEMP로의 입력값의 비(比)에 근거하여, 가열부(130)의 전기 저항값(Rh)을 산출할 수 있다.
여기서, 가열부(130)의 전기 저항값은, 예를 들면 온도가 상승함에 따라 단조롭게 증가한다(즉, 온도와의 상관을 가진다)라고 하는 특성을 가진다. 그 때문에, 본 실시 형태에서는, 제어부(120)는, 측정 회로(150)를 이용하여 산출되는 가열부(130)의 전기 저항값을, PID 제어의 제어량으로서의 온도 지표(제1 온도 지표)로서 이용한다. 또한, 당연히, 제어부(120)는, 산출한 전기 저항값을 저항 온도 계수를 이용하여 온도로 더 환산하고, 그에 의해 도출되는 측정 온도를 PID 제어의 제어량으로서 이용해도 된다.
＜1-4. 온도 제어＞
상술한 것처럼, 본 실시 형태에 있어서, 가열부(130)의 온도 제어는, 주로 가열부(130)에 제공되는 전력의 PWM의 듀티비를 PID 제어에 의해 결정하는 방식으로 실시된다. PID 제어의 목표값(목표 온도에 대응하는 저항값)을 RTGT[Ω], 현재의 제어 사이클 n(n은 정수)에 있어서의 제1 온도 지표의 지표값(측정 저항값)을 R(n)[Ω]로 하면, 제어 사이클 n의 듀티비 D(n)를, 예를 들면 다음의 식(1)을 따라 도출할 수 있다:
식(1)에 있어서, Kp, Ki 및 Kd는 각각 비례 게인, 적분 게인 및 미분 게인을 나타낸다. 또한, 적분항인 우변 제2항에 있어서, 목표값에 대한 지표값의 편차의 누적값에는 포화 제어가 적용되어도 된다. 이 경우, 누적값이 소정의 상한값을 상회하는 경우에는 누적값이 상한값으로 치환되고, 누적값이 소정의 하한값을 하회하는 경우에는 누적값이 하한값으로 치환된다.
가열 기간 중의 피드백 제어를 가능하게 하기 위해서, 본 실시 형태에 있어서, 제어부(120)는, 반복되는 제어 사이클의 일부를 제1 온도 지표를 측정하기 위한 측정 기간으로 하고, 제어 사이클의 나머지를 PWM 제어를 실시하기 위한 PWM 제어 기간으로 한다. 도 5는, 가열 기간 중의 측정 기간 및 PWM 제어 기간에 대하여 설명하기 위한 설명도이다. 도면 중의 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 가열부(130)에 인가되는 전압을 나타낸다. 가열 기간 중의 1회의 제어 사이클은, 모두(冒頭)의 측정 기간(20) 및 나머지의 PWM 제어 기간(30)으로 이루어진다. 도 5의 예에서는, t0로부터 t1까지의 기간이 하나의 제어 사이클의 측정 기간(20), t1로부터 t2까지의 기간이 해당 제어 사이클의 PWM 제어 기간(30)이다. 동일하게, t2로부터 t3까지의 기간이 다음의 하나의 제어 사이클의 측정 기간(20), t3로부터 t4까지의 기간이 해당 제어 사이클의 PWM 제어 기간(30)이다. 하나의 제어 사이클의 길이는, 제1 온도 지표의 측정의 주기에 상당하고, 예를 들면 수십 밀리 초(秒)여도 된다.
제어부(120)는, 제어 사이클 n에 있어서, 측정 기간(20)의 사이에 매우 짧은 펄스(21)(예를 들면 2ms의 펄스 폭)를 복수 회(예를 들면, 8회) 가열부(130)에 인가시키고, 하나의 측정 기간(20) 내에 측정 회로(150)를 이용하여 복수 회 산출한 저항값의 평균값을 제1 온도 지표의 측정값 R(n)로 한다. 제어부(120)는, 측정값 R(n)을 이용하여, 위의 제어식을 따라 제어 사이클 n의 PWM의 듀티비 D(n)를 산출한다. 그리고, 제어부(120)는, PWM 제어 기간(30)에 있어서, 해당 기간의 길이 W0와 듀티비 D(n)의 곱에 상당하는 펄스 폭(W1)을 가지는 펄스(31)를 가열부(130)에 인가시키는(동일 펄스 폭(W1)을 가지는 제어 펄스를 제1 스위치(131) 및 제2 스위치(132)에 출력한다). 이러한 피드백 제어의 반복을 통하여, 가열부(130)의 온도는 목표값에 가까워지도록 제어된다.
＜1-5. 보조적인 서미스터의 도입＞
가열 기간의 전체를 통하여 측정 기간(20)을 주기적으로 설정하면 상술한 제어 사이클을 계속 반복할 수 있다. 그러나, 측정 기간(20) 중에 가열부(130)에 펄스를 인가하는 수법은, 펄스 폭은 짧다고 해도, 그 자체가 가열부(130)의 온도를 상승시키고, 배터리 잔량을 소비한다. 한편, 가열부(130)의 원하는 온도 프로파일은, 일단 높은 값까지 상승시킨 가열부(130)의 온도를 보다 낮은 값으로 하강시키는 기간을 포함할 수 있다. 이 기간 중에는, 가열부(130)에 펄스를 전혀 인가하지 않는 것이, 가열부(130)의 온도를 효율적으로 하강시키기 위해서 유리하다. 그러나, 가열부(130)에 펄스를 전혀 인가하지 않으면 측정 회로(150)를 이용하여 제1 온도 지표를 측정할 수 없다. 그래서, 본 실시 형태에 관련되는 에어로졸 생성 장치(10)는, 도 3에 개략적으로 나타낸 것처럼, 서미스터(155)를 더 구비한다. 서미스터(155)는, 가열부(130)의 근방에 배설되고, 가열부(130)의 온도에 의존하는 값을 제어부(120)에 출력한다. 제어부(120)는, 가열부(130)의 온도를 하강시키는 구간에서는, 서미스터(155)로부터의 출력값에 근거하는 제2 온도 지표를 이용하여(예를 들면, 지표값을 목표값과 비교함으로써), 해당 구간을 종료시키는 타이밍을 판정한다. 한편, 제어부(120)는, 그 이외의 구간에서는, 상술한 것처럼, 가열부(130)의 전기 저항값에 근거하는 제1 온도 지표를 이용하여, 배터리(140)로부터 가열부(130)로의 전력의 공급을 제어한다. 제2 온도 지표의 측정의 주기는, 예를 들면 수십~수백 밀리 초여도 된다.
도 6은, 도 2의 방향(106a)(삽입 구멍(107)의 축 방향)으로부터 본, 가열부(130)와 서미스터(155) 사이의 위치 관계의 일례를 나타내고 있다. 도 6의 예에 있어서, 통상(筒狀) 부재(130a)는, 담배 스틱(15)을 수납하기 위한 삽입 구멍(107)의 공간을 규정하는 부재이다. 통상 부재(130a)는, 예를 들면 스테인리스강(SUS) 또는 알루미늄 등, 열전도율이 높은 재료로 형성된다. 필름 히터(130b)는, 통상 부재(130a)의 외주를 둘러싸도록 감겨진다. 필름 히터(130b)는, 내열성 및 절연성이 높은 한 쌍의 필름, 및 그들 필름의 사이에 끼워지는 저항 발열 재료로 이루어진다. 가열부(130)는, 이들 통상 부재(130a) 및 필름 히터(130b)로 구성되고, 필름 히터(130b)에 흐르는 전류에 의해 발생하는 줄열이, 삽입 구멍(107)에 삽입된 담배 스틱(15)을, 통상 부재(130a)를 통하여 가열한다. 또한, 필름 히터(130b)의 외주(外周)를 둘러싸도록 단열 부재(108)가 감겨진다. 단열 부재(108)는, 예를 들면 글라스 울로 구성되고, 가열부(130)의 열로부터 에어로졸 생성 장치(10) 외의 구성 요소를 보호한다. 서미스터(155)는, 단열 부재(108)의 외측에 배설된다. 필름 히터(130b)의 표면은 통상(通常) 매끄럽고, 필름 히터(130b)의 외측면에 서미스터(155)를 배설하면 위치 결정이 곤란하게 되기 십상이지만, 글라스 울로 구성되는 단열 부재(108)의 외측면에 서미스터(155)를 배설하면, 서미스터(155)의 위치 결정이 용이해지고, 서미스터(155)와 접속되는 제어 회로의 양호한 보호도 달성된다. 그러나, 가열부(130)와 서미스터(155) 사이에 단열 부재(108)가 배설된다는 위치 관계에 기인하여, 서미스터(155)로부터의 출력값에 근거하는 제2 온도 지표는, 어느 정도의 지연을 가지고 가열부(130)의 온도의 변화에 추종하게 된다.
＜1-6. 온도 프로파일 및 가열 프로파일＞
제어부(120)는, 원하는 온도 프로파일을 실현하기 위한 제어 조건의 시간적인 추이를 정의한 제어 시퀀스인 가열 프로파일에 따라, 가열부(130)의 온도 제어를 실행한다. 본 실시 형태에 있어서, 가열 프로파일은, 가열 기간을 시간적으로 구분하는 복수의 구간으로 이루어지고, 각 구간의 온도 제어의 사양을 목표값 그 밖의 제어 파라미터로 지정한다.
도 7은, 본 실시 형태에 있어서 채용될 수 있는 온도 프로파일 및 가열 프로파일에 대하여 설명하기 위한 설명도이다. 도면 중의 가로축은, 가열부(130)로의 급전 개시로부터의 경과 시간을 나타내고, 세로축은 가열부(130)의 온도를 나타낸다. 굵은 꺾인 선은, 일례로서의 온도 프로파일(40)을 나타낸다. 온도 프로파일(40)은, 모두의 예열 기간(T0~T2), 및 예열 기간에 후속(後續)하는 흡인 가능 기간(T2~T8)으로 이루어진다. 일례로서, 흡인 가능 기간 전체의 길이는 5분 정도여도 되고, 흡인 가능 기간 사이에 유저는 수십 회의 흡인을 실시할 수 있다.
예열 기간은, 가열부(130)의 온도를 환경 온도(H0)로부터 제1 온도(H1)로 급속하게 상승시키는 승온 구간(T0~T1), 및 가열부(130)의 온도를 제1 온도(H1)로 유지하는 유지 구간(T1~T2)을 포함한다. 이와 같이, 먼저 가열부(130)를 급속히 제1 온도(H1)까지 가열함으로써, 담배 스틱(15)의 에어로졸 생성 기체의 전체에 조기에 충분하게 열을 널리 퍼지게 하여, 양호한 품질의 에어로졸을 보다 빨리 유저에게 제공 개시할 수 있다.
흡인 가능 기간은, 가열부(130)의 온도를 제1 온도(H1)로 유지하는 유지 구간(T2~T3), 가열부(130)의 온도를 제2 온도(H2)를 향하여 하강시키는 강온 구간(T3~T4), 및 가열부(130)의 온도를 제2 온도(H2)로 유지하는 유지 구간(T4~T5)을 포함한다. 이와 같이, 일단 제1 온도(H1)까지 상승한 가열부(130)의 온도를 제2 온도(H2)까지 하강시킴으로써, 적당한 끽미(喫味)에서의 흡인을 보다 길고 안정적으로 유저에게 제공할 수 있다. 흡인 가능 기간은, 또한, 가열부(130)의 온도를 제2 온도(H2)로부터 제3 온도(H3)로 서서히 승온시키는 승온 구간(T5~T6), 가열부(130)의 온도를 제3 온도(H3)로 유지하는 유지 구간(T6~T7), 및 가열부(130)의 온도를 환경 온도(H0)를 향하여 하강시키는 강온 구간(T7~T8)을 포함한다. 이와 같이, 흡인 가능 기간의 후반에서 가열부(130)의 온도를 재차 상승시킴으로써, 담배 스틱(15)에 포함되는 에어로졸원의 양이 저하되는 상황에 있어서 끽미의 저하를 억제하고, 흡인 가능 기간의 마지막까지 만족도 높은 체험을 유저에게 제공할 수 있다.
일례로서, 제1 온도(H1)는 295℃, 제2 온도(H2)는 230℃, 제3 온도(H3)는 260℃여도 된다. 그러나, 예를 들면 제조자의 설계 지침, 유저의 기호, 또는 담배 물품의 종별마다의 특성에 따라, 상이한 온도 프로파일이 설계되어도 된다.
가열 프로파일(50)은, T1~T7를 경계로 하는 8개의 구간(S0~S7)으로 이루어진다. 단, 나중에 설명하는 것처럼, 2개의 구간 사이의 천이의 타이밍은, 반드시 도시한 시점(T1~T7) 중 하나에 일치하는 것은 아니며, 오히려 각 구간에 대하여 지정되는 종료 조건을 따른다. 가열 프로파일(50)은, 구간(S0~S7)의 각각에 대하여, 이하에 열거하는 제어 파라미터 중 하나 이상을 정의한다：
·「구간 타입」
·「목표 온도」
·「목표 온도 저항값」
·「PID 제어 타입」
·「게인」
·「시간 길이」
·「종료 조건」
「구간 타입」은, 해당 구간이 PID 제어 구간인지 또는 오프 구간인지를 지정하는 파라미터이다. 여기서, PID 제어 구간이란, 제어부(120)가 측정 회로(150)를 이용하여 산출하는 제1 온도 지표에 근거하여 PID 제어를 실시하는 구간이다. 오프 구간이란, 제어부(120)가 PID 제어를 실시하지 않고 가열부(130)로의 급전을 정지하는 구간이다.
「목표 온도」는, 해당 구간의 마지막에 도달하고 있어야 할 가열부(130)의 온도를 지정하는 파라미터이다. 「목표 온도 저항값」은, 「목표 온도」의 값을 저항값으로 변환한 값을 지정하는 파라미터이다. 예를 들면, 다음의 식(2)을 따라, 목표 온도 HTGT[℃]를 목표 온도 저항값 RTGT[Ω]으로 변환할 수 있다:
식(2)에 있어서, HENV는 기준 환경 온도, α는 가열부(130)의 저항 발열 재료의 온도 저항 계수, RENV는 기준 환경 온도에 있어서의 전기 저항값을 나타낸다. HENV, α및 RENV의 값은, 모두 사전의 평가 시험에 있어서 측정되어 또는 도출되어, 미리 기억부(121)에 기억된다.
「PID 제어 타입」은, PID 제어 구간에 대하여, 목표값을 해당 구간에 걸쳐 「목표 온도 저항값」의 값으로 일정하게 유지하는지, 또는 목표값을 선형 보간(線形 補間)에 의해 선형적으로 변화시키는지를 지정하는 파라미터이다. 「PID 제어 타입」이 「일정」하면, 제어부(120)는, 해당 구간에 있어서 온도 제어의 목표값을 일정하게 유지하면서 피드백 제어를 실시한다. 「PID 제어 타입」이 「선형 보간」이면, 제어부(120)는, 해당 구간에 있어서 온도 제어의 목표값을 단계적으로 변화시키면서 피드백 제어를 실시한다. 「선형 보간」에 있어서의 제어 목표값은, 구간의 처음에 특정의 개시값(예를 들면, 현재의 측정값, 또는 직전의 구간의 목표값)으로 설정되고, 구간의 마지막에 「목표 온도 저항값」이 되도록 실질적으로 선형적으로(실제로는 제어 사이클마다 단계적으로) 인상될 수 또는 인하될 수 있다. 「PID 제어 타입」은, 「구간 타입」과 함께, 각 구간의 온도 제어에 적용해야 할 제어 방식을 지정하는 파라미터라고 간주되어도 된다.
「게인」은, PID 제어 구간에 대하여, 비례 게인(Kp), 적분 게인(Ki), 및 미분 게인(Kd)의 값을 지정하는 파라미터의 집합이다. 또한, 어느 PID 제어 구간에 대하여 선행 구간에서 지정된 게인값과는 상이한 게인값이 지정되는 경우, 피드백 제어의 적분항(식(1)의 우변 제2항)의 누적 편차는 리셋되어도 된다.
「시간 길이」는, 각 구간에 대하여 미리 정의되는 시간적인 길이를 지정하는 파라미터이다. 「종료 조건」은, 각 구간에 대하여 해당 구간의 온도 제어를 종료시키기 위한 조건(즉, 다음의 구간으로 온도 제어를 천이시키기 위한 조건)을 지정하는 파라미터이다. 「종료 조건」은, 예를 들면, 다음의 C1, C2 및 C3 중 어느 하나여도 된다:
C1: 「시간 길이」로 지정되는 시간의 경과
C2: 「목표 온도 저항값」으로 지정되는 저항값으로의 온도 지표의 도달
C3: C1 및 C2 중 어느 빠른 쪽
제어부(120)는, 종료 조건 C1 및 C3의 판정을 위해서, 내부에 타이머 회로를 가져도 된다.
본 실시 형태에 있어서, 제어부(120)는, 승온 구간에 있어서의 조건 C2 및 C3의 판정 시에, 온도 지표가 목표값 RTGT와 허용 편차를 나타내는 계수 β(β는 1보다 약간 작은 양의 수. 예를 들면 β=0.9975)의 곱과 동일한 제어 문턱값 RTGT'(=β·RTGT)를 상회한 경우에, 온도 지표가 목표값에 도달했다고 간주해도 된다. 이와 같이, 목표값 그 자체를 대신하여 목표값이 있는 비율로의 도달을 구간의 종료 조건으로 함으로써, 목표값에 대한 잔류 편차가 완전하게는 제로가 되지 않는 상황에도 온도 제어를 적절히 다음의 구간으로 진행시킬 수 있다. 또한, 제어부(120)는, 온도 지표가 목표값 RTGT 또는 제어 문턱값 RTGT'를 상회한 측정 기간(20)의 수(NCOUNT)를 계수하고, 카운터 NCOUNT가 판정 문턱값(M)(M은 1보다 큰 정수. 예를 들면, M=3)과 동일해진 경우에, 온도 지표가 목표값에 도달했다고 간주해도 된다. 이와 같이, 온도 지표가 문턱값에 복수 회 도달한 것을 구간의 종료 조건으로 함으로써, 저항값 측정의 오차에 기인하는 오판정의 결과로서 온도 제어가 너무 빠른 타이밍에서 다음의 구간으로 진행해 버릴 가능성을 저감시킬 수 있다. 이는, 측정 회로(150)가 노이즈의 영향(예를 들면, 순간적인 전류값의 변동)을 받을 우려가 있는 상황에 있어서 견고한 조건 판정을 실현하기 위해서 유익하다.
다음 절(節)에 있어서, 가열 프로파일(50)의 보다 구체적인 구성의 예를 구간별로 차례로 설명한다.
＜＜2. 가열 프로파일의 구성예＞＞
＜2-1. 초기 승온 (S0)＞
구간(S0)은, 가열 프로파일(50)의 모두(冒頭)의 구간이다. 구간(S0)의 「구간 타입」은 "PID 제어 구간"이며, 「목표 온도」는 제1 온도(H1)이다. 「목표 온도 저항값」은 제1 온도(H1)에 대응하는 저항값(이하, R1라고 한다)이다. 구간(S0)의 「PID 제어 타입」은 "일정"해도 되고, 「게인」에 있어서 비례 게인 Kp을 다른 구간과 비교하여 보다 높은 값으로 설정함으로써 승온에 필요한 시간이 가능한 한 단축된다. 구간(S0)의 「종료 조건」은, 조건 C2이며, 구체적으로는 제1 온도 지표의 저항값(R1)으로의 도달이다.
제어부(120)는, 구간(S0)를 전반(前半) 구간 및 후반(後半) 구간으로 더 재구분하고, 전반 구간에 있어서는, 게인값 및 온도 지표값에 상관없이, 설정 가능한 최대의 듀티비로 배터리(140)로부터 가열부(130)에 전력을 공급시켜도 된다. 그에 의해, 예열 기간을 효율적으로 단축하여, 유저로의 에어로졸의 송달을 신속하게 개시할 수 있다.
＜2-2. 예열 중의 온도 유지 (S1)＞
구간(S1)의 「구간 타입」은 "PID 제어 구간"이며, 「목표 온도」는 제1 온도(H1)이다. 「목표 온도 저항값」은 제1 온도(H1)에 대응하는 저항값(R1)이다. 구간(S1)의 「PID 제어 타입」은 "일정"해도 된다. 구간(S1)의 「게인」은, 구간(S0)에 있어서의 급속한 승온의 경우와는 상이하며, 가열부(130)의 온도를 제1 온도(H1)의 근방에서 안정화시키는 값으로 설정될 수 있다(예를 들면, 구간(S0)에 대하여 지정되는 비례 게인보다도 값이 작은 비례 게인이 구간(S1)에 대하여 지정될 수 있다). 구간(S1)의 「시간 길이」는, 예를 들면 몇 초의 범위 내의 값으로 설정될 수 있다. 구간(S1)의 「종료 조건」은, 조건 C1이며, 구체적으로는 「시간 길이」에 의해 나타나는 시간의 경과이다. 제어부(120)는, 구간(S1)의 개시시에 타이머를 기동하고, 「시간 길이」에 의해 나타나는 시간이 경과했다고 판정하면, 유저에게 예열 기간의 종료를 통지한다. 여기서의 통지는, 소정의 발광 패턴에서의 발광부(125)의 발광 및 소정의 진동 패턴에서의 진동부(126)의 진동의 한쪽 또는 쌍방에 의해 실시되어도 된다. 유저는, 이 통지를 감지함으로써, 흡인의 준비가 이루어져 흡인을 개시할 수 있음을 인식한다.
＜2-3. 세션 개시 (S2)＞
구간(S2)의 「구간 타입」은 "PID 제어 구간"이며, 「목표 온도」는 제1 온도(H1)이다. 「목표 온도 저항값」은 제1 온도(H1)에 대응하는 저항값(R1)이다. 구간(S2)의 「PID 제어 타입」은 "일정"해도 된다. 구간(S2)의 「게인」은, 구간(S1)과 동일해도 된다. 구간(S2)의 「시간 길이」는, 예를 들면 수초~수십초의 범위 내의 값으로 설정될 수 있다. 구간(S2)의 「종료 조건」은, 조건 C1이며, 구체적으로는 「시간 길이」에 의해 나타나는 시간의 경과이다. 제어부(120)는, 「시간 길이」에 의해 나타나는 시간이 경과했다고 판정하면, 구간(S2)을 종료시키고, 온도 제어를 구간(S3)으로 천이시킨다.
유저는, 통상, 구간(S2)으로부터, 에어로졸 생성 장치(10)에 의해 생성되는 에어로졸의 흡인을 개시한다. 제어부(120)는, 흡인 검지부(124)로부터 입력되는 흡인 검지 신호에 근거하여, 흡인의 횟수, 흡인의 빈도, 흡인별 흡인 시간, 및 누적 흡인 시간 중의 하나 이상을 계측하고, 계측 결과를 기억부(121)에 기억시켜도 된다. 이 계측은, 구간(S3) 이후도 계속하여 실시될 수 있다.
＜2-4. 강온 (S3)＞
구간(S3)의 「구간 타입」은 "오프 구간"이며, 「목표 온도」는 제2 온도(H2)이다. 「목표 온도 저항값」은 제2 온도(H2)에 대응하는 저항값(이하, R2라고 한다)이다. 즉, 제어부(120)는, 구간(S3)에 있어서, 가열부(130)의 온도가 제1 온도(H1)보다도 낮은 제2 온도(H2)를 향하여 하강하도록, 배터리(140)로부터 가열부(130)로의 전력의 공급을 정지시킨다. 구간(S3)은 오프 구간이기 때문에, 「PID 제어 타입」 및 「게인」은 설정되지 않는다. 구간(S3)의 「시간 길이」는, 예를 들면 수십초의 범위 내의 값으로 설정될 수 있다. 구간(S3)의 「종료 조건」은, 조건 C3이다. 구체적으로는, 제어부(120)는, 가열부(130)의 온도가 제2 온도(H2)에 도달했다고 서미스터(155)로부터의 출력값에 근거하는 제2 온도 지표로부터 판정되는 경우에, 구간(S3)을 종료시킨다. 단, 제어부(120)는, 가열부(130)의 온도가 제2 온도(H2)에 도달하기 전이어도, 구간(S3)의 개시로부터 「시간 길이」에 의해 나타나는 시간이 경과한 경우에, 구간(S3)을 종료시킨다. 환언하면, 제어부(120)는, 제2 온도 지표의 목표값으로의 도달 및 구간의 개시로부터의 소정의 시간의 경과 중 빠른 쪽에서, 구간(S3)을 종료시키고, 온도 제어를 구간(S4)으로 천이시킨다.
또한, 구간(S3)의 개시로부터 「시간 길이」에 의해 나타나는 시간이 경과하는 시각(예를 들면, 도 7의 T3)보다도 빨리, 제2 온도 지표의 목표값으로의 도달에 의해 구간(S3)이 종료하는 경우, 후속의 구간의 시간 길이가 변하지 않으면 세션의 합계 시간이 짧아져 버린다. 세션의 조기 종료는, 그 자체가 유저에게 불만을 느끼게 하거나, 혹은 에어로졸 생성 기체에 포함되는 에어로졸원이 충분히 소진되지 못한다라고 하는 지장을 초래할 수 있다. 그래서, 제어부(120)는, 구간(S3)의 「시간 길이」에 의해 나타나는 시간이 경과하는 시각보다도 빨리 구간(S3)을 종료시키는 경우에, 해당 시각까지의 잔여 시간을, 후속의 구간(예를 들면, 구간(S4))에 대하여 지정되는 「시간 길이」에 추가시킨다. 도 8은, 구간(S3)의 종료가 소정 시각보다도 빠르기 때문에 후속하는 구간(S4)의 시간 길이에 잔여 시간이 추가되는 경우의 온도 프로파일(40a)을, 도 7의 온도 프로파일(40)과 대비하는 형태로 나타내고 있다. 온도 프로파일(40a)에서는, T4에 앞서는 T3a에 있어서 가열부(130)의 온도가 제2 온도(H2)에 도달한다. 그 결과, 구간(S4)의 시간 길이는 잔여 시간(T4-T3a) 분만큼 추가되어 있다. 특히, 구간(S3) 같은 오프 구간에 있어서는, 환경조건에 의존하여 가열부(130)의 온도의 하강 속도가 상이한 점에서, 세션의 시간 길이를 보상하는 이러한 수법을 채용하는 것이, 에어로졸원의 효과적인 소비 및 유저의 만족도 향상을 위해 유익하다.
＜2-5. 제2 온도 지표의 보정＞
상술한 것처럼, 서미스터(155)로부터의 출력값에 근거하는 제2 온도 지표는, 얼마간의 지연으로 가열부(130)의 온도의 변화에 추종한다. 그 때문에, 제어부(120)가 제2 온도 지표를 그대로 구간(S3)의 종료 판정을 위해서 목표값과 비교한다고 하면, 구간(S3)의 종료시에는 가열부(130)의 온도는 목표 온도로부터 더 하강해 버릴 우려가 있다. 가열부(130)의 온도가 너무 낮으면, 에어로졸 생성 기체로부터 생성되는 에어로졸의 양이 적어지고, 끽미(喫味)가 저하한다. 그래서, 본 실시 형태에 있어서, 제어부(120)는, 구간(S3)에 있어서, 제2 온도 지표의 변화의 지연을 보상하도록 제2 온도 지표를 보정하여, 보정 후의 지표값을 목표값과 비교함으로써, 가열부(130)의 온도가 제2 온도(H2)에 도달했는지 아닌지를 판정한다. 제2 온도 지표의 보정을 위해서, 제어부(120)는, 제1 온도 지표와 제2 온도 지표 사이의 사전에 판정되는 관계성을 이용한다. 예를 들면, 제어부(120)는, 구간(S3)에 선행하는 구간(예를 들면, 구간(S0))에 있어서, 가열부(130)의 전기 저항값에 근거하는 제1 온도 지표에 더하여, 서미스터(155)로부터의 출력값에 근거하는 제2 온도 지표도 취득한다. 그리고, 제어부(120)는, 구간(S3)의 개시에 앞서, 취득한 제1 온도 지표와 취득한 제2 온도 지표 사이의 관계성을 판정한다.
도 9는, 제1 온도 지표와 제2 온도 지표 사이의 관계성에 대하여 설명하기 위한 설명도이다. 실선의 그래프(61)는, 도 7을 이용하여 설명한 가열 프로파일(50)에 따라 T4까지 온도 제어를 실시한 경우의, 제1 온도 지표의 값의 시간적인 변화의 일례를 나타낸다. 일점 쇄선의 그래프(62)는, 동일한 가열 프로파일(50)에 따라 T4까지 온도 제어를 실시한 경우의, 제2 온도 지표의 값의 시간적인 변화의 일례를 나타낸다. 2개의 그래프(61, 62)의 비교로부터 이해할 수 있듯이, 특히 예열 기간의 당초(예를 들면, 구간(S0))에 있어서, 제1 온도 지표 및 제2 온도 지표는 대략 선형의 궤적을 그리지만, 제1 온도 지표가 나타내는 온도 변화율(도면 중의 기울기(g1))에 대해서, 제2 온도 지표가 나타내는 온도 변화율(도면 중의 기울기(g2))은 상대적으로 작고, T1에 있어서 제1 온도 지표가 목표값에 도달해도 제2 온도 지표는 목표값에 도달하지 않는다. 제2 온도 지표의 목표값과의 차(差)는 구간(S1)로부터 구간(S2)에 걸쳐(가열부(130)의 열이 단열 부재(108)를 통하여 서미스터(155)에 전해짐으로써) 서서히 작아지지만, T3에 있어서도 목표값과의 차(d1)가 남겨진채로 있다. T3에 있어서 구간(S3), 즉 오프 구간이 시작되면, 제1 온도 지표 및 제2 온도 지표는 하강하면서 다시 대략 선형의 그래프를 그린다.
여기서, 단순한 모델로서 가열부(130)의 강온시의 2개의 온도 지표 사이의 기울기의 차는, 승온시의 2개의 온도 지표 사이의 기울기의 차(g1-g2)와 동일한 것으로 한다(단, 부호는 반전한다). 그러면, 제어부(120)는, 구간(S3)의 개시 시점의 2개의 지표가 나타내는 온도차(d1)와, 구간(S0)에서 취득한 온도 변화율의 차(g1-g2)에 근거하여, 구간(S3)에 있어서 제2 온도 지표에 적용해야 할 보정값을 산출할 수 있다. 설명의 간명(簡明)함을 위해, 저항값 대신에 온도의 값이 구간(S3)의 종료 조건의 판정을 위해 이용되는 것으로 하면, 구간(S3)의 개시로부터 시간(t)이 경과한 시점에서 제2 온도 지표의 값에 가산해야 할 보정값 Δh(t)는, 차식과 같이 산출될 수 있다:
또한, 제어부(120)는, 제1 온도 지표의 기울기(g1) 및 제2 온도 지표의 기울기(g2)를 개별적으로 취득하는 대신에, 예를 들면 제2 온도 지표의 값이 제2 온도(H2)에 대응하는 값에 도달한 시점의 지표값의 차(도 9에 있어서의 d2)를 해당 시점까지의 경과 시간으로 나눗셈함으로써, 2개의 기울기의 차(g1-g2)를 취득해도 된다.
제1 온도 지표와 제2 온도 지표 사이의 상술한 관계성은, 구간(S3)의 직전의 구간(S0)~구간(S2)이 아니라, 가열이 개시되기 이전에 취득되고, 기억부(121)에 기억되어 있어도 된다. 제1의 예로서, 제1 온도 지표와 제2 온도 지표 사이의 관계성은, 에어로졸 생성 장치(10)의 출하 전의 평가 시험에 있어서 취득되어도 된다. 제2의 예로서, 제어부(120)는, 각 세션에 있어서, 구간(S3)의 개시시 및 종료시에, 제1 온도 지표의 값 및 제2 온도 지표의 값을 취득하여 기록해도 된다. 이 경우, 제어부(120)는, 새로운 세션의 구간(S3)의 종료 조건의 판정을 위해서, 과거에 기록된 2개의 온도 지표의 값의 변화율의 차에 근거하여 상술한 제2 온도 지표의 보정값 Δh(t)를 산출하여, 그 산출 결과를 이용할 수 있다. 제2의 예의 파생으로서, 2개의 온도 지표의 값은, 온도 센서에 의해 측정되는 환경 온도에 관련지어 기록되어도 되고, 제어부(120)는, 새로운 세션의 시점의 환경 온도에 대응하는 기록에 근거하여 제2 온도 지표의 보정값을 산출해도 된다. 에어로졸 생성 장치(10)는, 환경 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 가지고 있어도 되고, 또는, 다른 장치로부터 무선 I/F(127) 혹은 접속 I/F(128)를 통하여 환경 온도 데이터를 수신해도 된다.
상술한 것처럼, 제어부(120)가 종료 조건의 판정을 위해서 제2 온도 지표의 변화의 지연을 보상하도록 보정된 지표값을 사용함으로써, 구간(S3)에 있어서 가열부(130)의 온도가 제2 온도(H2)를 초과하여 과도하게 저하되는 것을 회피하여, 끽미의 저하를 방지할 수 있다.
＜2-6. 강온 후의 온도 유지 (S4)＞
구간(S4)의 「구간 타입」은 "PID 제어 구간"이다. 즉, 제어부(120)는, 온도 제어가 구간(S3)으로부터 구간(S4)으로 천이한 것에 따라, 배터리(140)로부터 가열부(130)로의 전력의 공급을 재개시킨다. 구간(S4)의 「목표 온도」는 제2 온도(H2)이다. 「목표 온도 저항값」은 제2 온도(H2)에 대응하는 저항값(R2)이다. 구간(S4)의 「PID 제어 타입」은 "일정"해도 된다. 구간(S4)의 「게인」은, 구간(S1) 및 구간(S2)에서 설정되는 것과 동일해도 된다. 구간(S4)의 「시간 길이」는, 예를 들면 수십초~수분으로 설정될 수 있다. 구간(S4)의 「종료 조건」은, 조건 C1이며, 구체적으로는 「시간 길이」에 의해 나타나는 시간의 경과이다. 제어부(120)는, 「시간 길이」에 의해 나타나는 시간이 경과했다고 판정하면, 구간(S4)을 종료시키고, 온도 제어를 구간(S5)으로 천이시킨다.
여기서, 구간(S3)이 구간(S3)의 「시간 길이」에 의해 나타나는 시간이 경과한 것에 의해 종료하는 경우, 그 종료 시점의 가열부(130)의 온도가 제2 온도(H2)보다도 유의(有意)하게 높을 가능성이 있다. 한편, 구간(S4)의 「게인」은 온도를 일정에 유지하는 목적으로 튜닝된 값을 가진다. 그 때문에, 구간(S4)에 있어서 목표 온도를 제2 온도(H2)로 설정하여 PID 제어를 재개하면, 구간(S4)의 개시시의 온도의 제2 온도(H2)로부터의 괴리에 기인하여, 가열부(130)의 온도가 불안정한 거동을 나타낼 수 있다. 그래서, 제어부(120)는, 구간(S3)의 종료 시점의 가열부(130)의 온도가 제2 온도(H2)보다도 높은 경우에, 그 시점의 온도를 구간(S4)의 목표 온도로서 취급해도 된다. 즉, 제어부(120)는, 구간(S3)의 종료 시점의 온도에 대응하는 목표 온도 저항값을 구간(S4)에 있어서의 PID 제어의 목표값으로서 재설정해도 된다. 그에 의해, 구간(S4)에 있어서의 가열부(130)의 온도를 안정화할 수 있다. 도 10은, 구간(S3)의 종료 시점의 온도에 대응하는 목표 온도 저항값이 구간(S4)에 있어서의 PID 제어의 목표값으로서 재설정되는 경우의 온도 프로파일의 2개의 예(온도 프로파일(41a, 41b))를, 도 7의 온도 프로파일(40)과 대비하는 형태로 나타내고 있다. 온도 프로파일(41a)은, 구간(S3)의 종료 시점의 온도(H2a)가 제3 온도(H3)보다도 낮은 경우의 예이다. 온도 프로파일(41b)은, 구간(S3)의 종료 시점의 온도(H2b)가 제3 온도(H3)보다도 높은 경우의 예이다.
위에서는 구간(S3)의 「종료 조건」이 조건 C3인 예를 설명했지만, 제1의 변형예로서, 구간(S3)의 「종료 조건」은 조건 C2여도 된다. 이 경우, 제어부(120)는, 구간(S3)의 개시로부터의 경과 시간에 관계없이, 제2 온도 지표에 의해 나타나는 온도가 제2 온도(H2)에 도달할 때까지, 구간(S3)의 온도 제어를 유지한다. 그에 의해, 구간(S4)의 개시시에 가열부(130)의 온도가 제2 온도(H2)로부터 괴리되어 있는 사태를 회피할 수 있다. 이 변형예에 있어서, 제어부(120)는, 구간(S3)의 개시로부터 구간(S3)의 「시간 길이」가 경과하는 시각(예를 들면, 도 7의 T4)보다도 늦게 가열부(130)의 온도가 목표 온도(H2)에 도달한 경우에, 해당 시각으로부터의 초과 시간을 구간(S4)의 「시간 길이」로부터 공제(즉, 구간(S4)을 단축)해도 된다. 그에 의해, 가열 기간 전체의 시간 길이가 과도하게 길어지는 것을 회피하여, 에어로졸원의 고갈에 기인하는 끽미의 저하를 방지할 수 있다. 도 11은, 제1의 변형예에 있어서 구간(S4)이 구간(S3)의 장기화의 결과로서 단축되는 경우의 온도 프로파일(42)을, 도 7의 온도 프로파일(40)과 대비하는 형태로 나타내고 있다. 온도 프로파일(42)에서는, T4를 지나 T4a에 있어서 가열부(130)의 온도가 제2 온도(H2)에 도달한다. 그 결과, 구간(S4)의 시간 길이는 초과 시간(T4a-T4)의 분만큼 공제되어 있다.
제2의 변형예로서, 구간(S3)의 「종료 조건」은 조건 C2이며, 단, 제어부(120)는, 구간(S3)의 「시간 길이」에 의해 나타나는 시간이 경과한 시점에서 구간(S3)의 목표 온도를 제2 온도(H2)로부터 제3 온도(H3)로 재설정해도 된다. 이 변형예에 있어서도, 제어부(120)는, 구간(S3)의 「시간 길이」가 경과하는 시각(예를 들면, 도 7의 T4)보다도 늦게 가열부(130)의 온도가 목표 온도(H3)에 도달한 경우에, 해당 시각으로부터의 초과 시간을 구간(S4)의 「시간 길이」로부터 공제(즉, 구간(S4)을 단축)해도 된다. 그에 의해, 가열 기간 전체의 시간 길이가 과도하게 길어지는 것을 회피할 수 있다. 도 12는, 제2의 변형예에 있어서 구간(S4)이 구간(S3)의 장기화의 결과로서 단축되는 경우의 온도 프로파일(43)을, 도 7의 온도 프로파일(40)과 대비하는 형태로 나타내고 있다. 온도 프로파일(43)에서는, T4에 있어서 목표 온도가 제3 온도(H3)로 재설정되고, T4b에 있어서 가열부(130)의 온도가 제3 온도(H3)에 도달한다. 그 결과, 구간(S4)의 시간 길이는 초과 시간(T4b-T4)의 분만큼 공제되어 있다.
＜2-7. 재승온 (S5)＞
구간(S5)의 「구간 타입」은 "PID 제어 구간"이다. 구간(S5)의 「목표 온도」는 제3 온도(H3)이다. 「목표 온도 저항값」은 제3 온도(H3)에 대응하는 저항값(이하, R3이라고 한다)이다. 구간(S5)의 「PID 제어 타입」은 "선형 보간"이다. 즉, 제어부(120)는, PID 제어의 목표값을, 해당 구간의 개시로부터 종료까지, 구간(S4)의 목표값(예를 들면, 저항값(R2))로부터 저항값(R3)까지 단계적으로 인상시킨다. 구간(S5)의 「게인」은, 구간(S4)으로 설정되는 것과는 동일해도 되고 또는 상이해도 된다. 구간(S5)의 「시간 길이」는, 예를 들면 수십초~수분으로 설정될 수 있다. 구간(S5)의 「종료 조건」은, 조건 C1이다. 구체적으로는, 제어부(120)는, 구간(S5)의 개시로부터 「시간 길이」에 의해 나타나는 시간이 경과한 경우에, 구간(S5)을 종료시키고, 온도 제어를 구간(S6)으로 천이시킨다.
또한, 구간(S4)에 관련하여 설명한 제1의 변형예와 같이, 구간(S3)의 「종료 조건」이 조건 C2인 경우, 구간(S3)의 종료가 크게 늦어지는 결과로서, 구간(S4)에 대하여 미리 정의되는 「시간 길이」보다도 공제되어야 할 초과 시간이 커질 가능성이 있다. 그래서, 해당 변형예에 있어서, 제어부(120)는, 구간(S3)의 개시로부터 구간(S3)의 「시간 길이」와 구간(S4)의 「시간 길이」의 합계 시간이 경과하는 시각(예를 들면, 도 7의 T5)보다도 늦게 가열부(130)의 온도가 목표 온도(H2)에 도달한 경우에, 해당 시각으로부터의 초과 시간을 구간(S5)의 「시간 길이」로부터 공제(즉, 구간(S5)을 단축)해도 된다. 이때, 구간(S4)은 스킵된다. 도 13은, 제1의 변형예에 있어서, 구간(S3)의 장기화의 결과로서 구간(S4)이 스킵되고 구간(S5)이 단축되는 경우의 온도 프로파일(44)을, 도 7의 온도 프로파일(40)과 대비하는 형태로 나타내고 있다. 온도 프로파일(44)에서는, T5를 지나 T5a에 있어서 가열부(130)의 온도가 제2 온도(H2)에 도달한다. 그 결과, 구간(S5)의 시간 길이는 초과 시간(T5a-T5)의 분만큼 공제되어 있다.
도 13에 나타낸 구간(S5)의 단축의 수법은, 구간(S4)에 관련하여 설명한 제2의 변형예와 조합되어도 된다. 도 14는, 제2의 변형예에 있어서, 구간(S3)의 장기화의 결과로서 구간(S4)이 스킵되고 구간(S5)이 단축되는 경우의 온도 프로파일(45)을, 도 7의 온도 프로파일(40)과 대비하는 형태로 나타내고 있다. 온도 프로파일(45)에서는, T5를 지나 T5b에 있어서 가열부(130)의 온도가(재설정된 목표 온도이다) 제3 온도(H3)에 도달한다. 그 결과, 구간(S5)의 시간 길이는 초과 시간(T5b-T5)의 분만큼 공제되어 있다.
＜2-8. 재승온 후의 온도 유지 (S6)＞
구간(S6)의 「구간 타입」은 "PID 제어 구간"이다. 구간(S6)의 「목표 온도」는 제3 온도(H3)이다. 「목표 온도 저항값」은 제3 온도(H3)에 대응하는 저항값(R3)이다. 구간(S6)의 「PID 제어 타입」은 "일정"해도 된다. 구간(S6)의 「게인」은, 구간(S1), 구간(S2) 및 구간(S4)으로 설정되는 것과 동일해도 된다. 구간(S6)의 「시간 길이」는, 예를 들면 수십초의 범위 내의 값으로 설정될 수 있다. 구간(S6)의 「종료 조건」은, 조건 C1이며, 구체적으로는 「시간 길이」에 의해 나타나는 시간의 경과이다. 제어부(120)는, 「시간 길이」에 의해 나타나는 시간이 경과했다고 판정하면, 구간(S6)을 종료시키고, 온도 제어를 구간(S7)으로 천이시킨다.
구간(S4)과 동일하게, 구간(S6)의 「게인」은 온도를 일정하게 유지하는 목적으로 튜닝된 값을 가진다. 구간(S6)의 목표 온도는 제3 온도(H3)이지만, 구간(S6)의 개시시의 온도가 제3 온도(H3)로부터 유의하게 괴리되어 있는 경우에는, 구간(S6)의 목표값을 저항값(R3)으로 설정하여 PID 제어를 재개하면, 가열부(130)의 온도가 불안정한 거동을 나타낼 수 있다. 그래서, 제어부(120)는, 어느 기준 시점(예를 들면, 구간(S6)의 개시 시점)의 가열부(130)의 온도가 제3 온도(H3)로부터 유의하게 괴리되어 있는(예를 들면, 제3 온도(H3)보다도 높은) 경우에, 그 시점의 온도를 구간(S6)의 목표 온도로서 취급해도 된다. 즉, 제어부(120)는, 기준 시점의 현재 온도에 대응하는 목표 온도 저항값을 구간(S6)에 있어서의 PID 제어의 목표값으로서 재설정해도 된다. 그에 의해, 구간(S6)에 있어서의 가열부(130)의 온도를 안정화할 수 있다. 도 15는, 구간(S6)의 개시 시점의 현재 온도에 대응하는 목표 온도 저항값이 구간(S6)에 있어서의 PID 제어의 목표값으로서 재설정되는 경우의 온도 프로파일(46)을, 도 7의 온도 프로파일(40)과 대비하는 형태로 나타내고 있다. 온도 프로파일(46)에서는, T6에 있어서 목표 온도가 제3 온도보다도 높은 현재 온도(H3a)로 재설정되고, 구간(S6)을 통하여 가열부(130)의 온도가 온도(H3a)로 유지되어 있다.
＜2-9. 종료 (S7)＞
구간(S7)의 「구간 타입」은 "오프 구간"이다. 구간(S7)에서는, 가열부(130)의 온도는 환경 온도(H0)를 향하여 하강한다. 구간(S7)의 「목표 온도」, 「목표 온도 저항값」 및 「게인」은 설정되지 않아도 된다. 구간(S7)의 「시간 길이」는, 예를 들면 수초~수십초의 범위 내의 값으로 설정될 수 있다. 구간(S7)의 「종료 조건」은, 조건 C1이며, 구체적으로는 「시간 길이」에 의해 나타나는 시간의 경과이다. 제어부(120)는, 「시간 길이」에 의해 나타나는 시간이 경과했다고 판정하면, 가열 기간을 종료한다. 제어부(120)는, 구간(S7)의 개시시에 유저에게 흡인 가능 기간의 종료가 가까워지고 있는 것을 발광부(125)의 발광 또는 진동부(126)의 진동으로 통지해도 된다. 또한, 제어부(120)는, 구간(S7)의 종료시에 유저에게 흡인 가능 기간이 종료된 것을 발광부(125)의 발광 또는 진동부(126)의 진동으로 통지해도 된다.
＜2-10. 과잉 강온 후의 회복 (S4a)/유지 (S4b)＞
위에서, 제2 온도 지표가 제2 온도(H2)에 대응하는 저항값(R2)에 도달한 경우에 구간(S3)을 종료하여 온도 제어를 구간(S4)으로 천이시키는 예를 설명했다. 이 경우, 제2 온도 지표의 보정이 높은 정밀도로 실시되어 있으면, 구간(S4)으로의 천이시의 가열부(130)의 온도는 제2 온도(H2)과 대략 동일할 것이다. 그러나, 실제로는 보정 후의 제2 온도 지표도 어느 정도의 오차를 포함하고 있으며, 구간(S4)으로의 천이시에 가열부(130)의 온도가 제2 온도(H2)로부터 유의하게 괴리되어 있을(예를 들면, 보다 낮은 온도까지 하강하고 있을) 가능성이 있다. 그래서, 제3의 변형예로서 제어부(120)는, 구간(S4)을 개시할 때에 제1 온도 지표를 취득하고, 구간(S4)에 있어서, 취득한 제1 온도 지표가 나타내는 가열부(130)의 온도에 의존하여 상이한 제어 파라미터 집합을 이용하여, 배터리(140)로부터 가열부(130)로의 전력의 공급을 제어해도 된다.
여기서, 구간(S4)을 개시할 때에 제1 온도 지표가 나타내는 가열부(130)의 온도를 H2C로 한다. 제3의 변형예에 있어서, 제어부(120)는, 온도(H2C)가 제2 온도(H2)보다도 낮은 경우(H2C＜H2)에는, 가열부(130)의 온도를 제2 온도(H2)로 회복(상승)시키기 위한 제1의 제어 파라미터 집합을 사용한다. 한편, 제어부(120)는, 온도(H2C)가 제2 온도(H2) 이상인 경우(H2C≥H2)에는, 가열부(130)의 온도를 온도(H2C)로 유지하기 위한 제2의 제어 파라미터 집합을 사용한다. 예를 들면, 제1의 제어 파라미터 집합은 피드백 제어의 비례 게인의 값(Kp1)을 포함하고, 제2의 제어 파라미터 집합은 피드백 제어의 비례 게인의 값(Kp2)을 포함하고, Kp1는 Kp2보다도 크다. 이에 더하여, 제1의 제어 파라미터 집합과 제2의 제어 파라미터 집합의 사이에 적분 게인 및 미분 게인의 한쪽 또는 쌍방의 값이 상이해도 된다. 이와 같이, 구간(S4)의 개시시에 가열부(130)의 온도에 의존하여 피드백 제어의 제어 파라미터 집합을 전환함으로써, 세션의 중반(中盤)에서 가열부(130)의 온도가 원하는 온도(예를 들면, 제2 온도(H2))로부터 일탈하는 것을 억제하여, 끽미의 저하를 경감시킬 수 있다.
제어부(120)는, 제1의 제어 파라미터 집합을 이용한 온도 제어에 의해 가열부(130)의 온도가 제2 온도(H2)로 회복되었다고 판정되는 경우에, 제어 파라미터 집합을 제1의 제어 파라미터 집합으로부터 제2의 제어 파라미터 집합으로 전환해도 된다. 전형적으로는, 보정 후의 제2 온도 지표의 오차에 기인하는 가열부(130)의 과잉 강온은, 발생해도 그 정도는 작다고 상정(想定)된다. 그 때문에, 단시간에 가열부(130)의 온도를 회복시킨 후에 제어 파라미터 집합을 제2의 제어 파라미터 집합으로 전환함으로써, 구간(S4)에 있어서의 가열부(130)의 온도의 안정성을 높일 수 있다.
도 16은, 제3의 변형예에 있어서 구간(S4)이 회복 구간을 포함하는 경우의 온도 프로파일의 일례를 나타내고 있다. 도 16의 예에서는, 구간(S4)의 개시시의 온도(H2C)는, 제2 온도(H2)보다도 낮다. 그 때문에, 제어부(120)는, 구간(S4)의 모두에 회복 구간(S4a)을 설정하고, 보다 큰 비례 게인의 값(Kp1)를 포함하는 제1의 제어 파라미터 집합을 사용하여 PID 제어를 실시한다. PID 제어의 목표값은, 제2 온도(H2)에 대응하는 저항값(R2)이어도 된다. 이 PID 제어에 의해, 가열부(130)의 온도는, T4c에 있어서 제2 온도(H2)로 회복한다. 그러면, 제어부(120)는, 온도 제어를 회복 구간(S4a)으로부터 유지 구간(S4b)으로 천이시키고, PID 제어를 위한 제어 파라미터 집합을 비례 게인의 값(Kp2)을 포함하는 제2의 제어 파라미터 집합으로 전환한다. 그에 의해, 가열부(130)의 온도는, T5에 도달할 때까지 제2 온도(H2)의 근방으로 유지된다.
또한, 제어부(120)는, 회복 구간(S4a)에 있어서 제1 온도 지표의 목표값(R2)으로의 도달을 판정할 때에도, 상술한 허용 편차를 나타내는 계수 β를 고려한 문턱값 판정을 실시해도 된다. 또한, 제1 온도 지표가 문턱값에 M회 도달한 것을, 회복 구간(S4a)의 종료(유지 구간(S4b)으로의 천이)의 조건이라고 해도 된다.
회복 구간(S4a)에 있어서 사용되는 제1의 제어 파라미터 집합은, 구간(S0)에 있어서의 가열부(130)의 초기 승온 시에 사용되는 제어 파라미터 집합과 동일해도 된다. 예를 들면, 제1의 제어 파라미터 집합의 비례 게인의 값(Kp1)이 초기 승온 시에 사용되는 비례 게인의 값과 동일해도 된다. 이와 같이, 제어 목적(예를 들면, 급속한 승온, 완만한 승온, 또는 온도 유지 등)의 유사한 구간의 사이에서 제어 파라미터 집합을 재이용함으로써, 가열 프로파일을 기술하는 프로파일 데이터의 대규모화를 회피하고, 데이터를 기억하기 위한 메모리 리소스(및, 데이터를 통신하는 경우의 통신 리소스)를 절약할 수 있다.
＜2-11. 프로파일 데이터의 구성예＞
여기까지 설명한 가열 프로파일(50)의 각 구간의 동작 사양을 기술할 수 있는 구조화된 정형적인 데이터 포맷을 정의해 두는 것이 유익하다. 정형적인 데이터 포맷은, 동작 사양의 버전 업, 담배 물품의 종별의 변경, 및 유저의 기호에 맞춘 온도 프로파일의 선택이라고 하는 여러 가지 장면에서, 가열 프로파일(50)을 전환하여 온도 제어의 내용을 변경하는 것을 용이하게 한다. 여기에서는, 그러한 가열 프로파일(50)을 기술하는 프로파일 데이터(51)의 구성의 몇가지 예를 설명한다.
도 17a는, 프로파일 데이터(51)의 구성의 제1의 예를 나타내는 설명도이다. 도 17a를 참조하면, 프로파일 데이터(51)는, 구간 번호(52), 제어 방식(53), 목표 온도(54), 목표 온도 저항값(55), 게인(56), 시간 길이(57)및 종료 조건(58)이라고 하는, 7개의 정보 요소를 포함한다.
구간 번호(52)는, 각 구간을 식별하기 위한 번호(식별자)이다. 제어 방식(53)은, 복수의 제어 방식 중 각 구간의 온도 제어에 적용해야 할 제어 방식을 지정하는 정보 요소이다. 여기에서는, 제어 방식(53)은, 상술한 제어 파라미터 「구간 타입」 및 「PID 제어 타입」의 조합에 상당하고, 「0」, 「1」 및 「2」 중 어느 하나의 값을 취할 수 있다. 도 17a의 예에서는, 구간(Sn)의 제어 방식(53)은 값 「1」을 나타내고, 이는, 해당 구간에 적용해야 할 제어 방식이 PID 제어로서, 해당 구간에 있어서 제어 목표값을 일정하게 유지해야 하는 것을 나타낸다. 구간(Sn+1)의 제어 방식(53)은 값 「0」을 나타내고, 이는, 해당 구간에 적용해야 할 제어 방식이 가열부(130)로의 급전의 정지인 것을 나타낸다. 즉, 이 예에 있어서의 구간(Sn+1)은 오프 구간이 된다. 구간(Sn + 2)의 제어 방식(53)은 값 「2」를 나타내고, 이는, 해당 구간에 적용해야 할 제어 방식이 PID 제어로서, 해당 구간에 있어서 제어 목표값을 선형적으로 변화시켜야 할 것을 나타낸다.
목표 온도(54) 및 목표 온도 저항값(55)은, 각각 상술한 제어 파라미터 「목표 온도」 및 「목표 온도 저항값」을 지정하는 정보 요소이다. 또한, 온도 제어가 온도 그 자체를 제어량으로 하여 실시되는 경우에는, 프로파일 데이터(51)에 있어서 목표 온도 저항값(55)은 생략되어도 된다. 게인(56)은, 상술한 제어 파라미터 집합 「게인」을 지정하는 정보 요소이다. 오프 구간에 대해서는, 게인(56)은 공란이어도 된다. 시간 길이(57) 및 종료 조건(58)은, 각각 상술한 제어 파라미터 「시간 길이」 및 「종료 조건」을 지정하는 정보 요소이다.
도 17b는, 프로파일 데이터(51)의 구성의 제2의 예를 나타내는 설명도이다. 도 17b를 참조하면, 프로파일 데이터(51)는, 공통 영역(51a) 및 구간별 영역(51b)을 포함한다.
공통 영역(51a)은, 복수의 구간에 걸쳐서 공통적인 정보가 기술되는 데이터 영역이다. 도 17b의 예에서는, 공통 영역(51a)은, 3개의 정보 요소(59a, 59b 및 59c)를 포함한다. 정보 요소(59a)는, 해당 프로파일 데이터에 의해 기술되는 제어 프로파일을 오로지 식별하기 위한 번호(식별자)를 지정한다. 정보 요소(59b)는 제1의 게인 집합(K1)을 지정하고, 정보 요소(59c)는 제2의 게인 집합(K2)을 지정한다. 게인 집합(K1)은, 비례 게인값(Kp1), 적분 게인값(Ki1) 및 미분 게인값(Kd1)을 포함하고, 게인 집합(K2)은, 비례 게인값(Kp2), 적분 게인값(Ki2) 및 미분 게인값(Kd2)을 포함한다.
구간별 영역(51b)은, 개개의 구간에 고유의 정보가 기술되는 데이터 영역이다. 도 17b의 예에서는, 구간별 영역(51b)은, 구간 번호(52), 목표 온도(54), 목표 온도 저항값(55), 게인(56), 시간 길이(57) 및 종료 조건(58)이라고 하는, 6개의 정보 요소를 포함한다. 여기에서는, 도 17a에 나타낸 제어 방식(53)은 생략되어 있다. 그 대신에, 목표 온도(54)의 값이 제로보다 큰 값을 나타내는 것이 그 구간에 PID 제어 방식이 적용되어야 할 것을 나타낸다. 또한, 목표 온도(54)의 값이 제로를 나타내는 것이 그 구간이 오프 구간인 것을 나타낸다. 도 17b의 예에서는, 구간(Sn+1)에 대하여 목표 온도(54)는 제로를 나타내고 있기 때문에, 구간(Sn + 1)은 오프 구간이다. 이와 같이, 프로파일 데이터(51)에 있어서 하나의 정보 요소에 2개 이상의 제어 파라미터의 의미를 가지게 함으로써, 프로파일 데이터(51)의 정보 요소의 수를 삭감할 수 있다. 또한, 게인(56)은, 도 17a의 예와 같이 3종류의 게인의 구체값이 아니라, 게인 집합(K1) 및 게인 집합(K2) 중 어느 하나를 지정한다. 예를 들면, 구간(Sn)에 대해서는 게인 집합(K1)이 지정되어 있고, 구간(Sn +2) 및 구간(Sn + 3)에 대해서는 게인 집합(K2)이 지정되어 있다. 이와 같이, 공통 영역(51a)에 있어서 정의되는 한정된 수의 선택지 중 하나를 구간별 영역(51b)에 있어서 지정 가능으로 함으로써, 장황한 값의 정의의 반복을 회피하여 프로파일 데이터(51)의 데이터 사이즈를 삭감시킬 수 있다. 게인뿐만 아니라, 온도 또는 저항값이라고 하는 다른 제어 파라미터도, 공통 영역(51a)을 이용하는 이 수법으로 지정되어도 된다.
상술한 프로파일 데이터(51)와 같이 구조화된 정형적인 데이터 포맷을 기억부(121)의 소정의 데이터 영역에 할당하고, 해당 데이터 영역 내의 데이터가 갱신 가능하게 해도 된다. 그에 의해, 제어 프로그램의 변경을 필요로 하는 일 없이, 프로파일 데이터(51)를 갱신하는 것만으로, 제어부(120)에 의해 실행되는 온도 제어의 내용을 변경하는 것이 가능해진다. 이때, 제어부(120)는, 기억부(121)의 동일한 데이터 영역으로부터 최신의 내용을 읽고 사용하기만 하면 된다.
프로파일 데이터(51)의 구성은, 도 17a 및 도 17b에 나타낸 예에 한정되지 않는다. 프로파일 데이터(51)는, 추가적인 정보 요소를 포함해도 되고, 또는 도시한 정보 요소 중의 일부가 생략되어도 된다. 예를 들면, 프로파일 데이터(51)는, 복수의 구간에 걸쳐 공통적인 정보로서, 다음 중의 하나 이상을 포함해도 된다:
·가열 프로파일의 명칭
·가열 프로파일의 버전 번호
·가열 프로파일을 구성하는 구간의 수
·제품별 가열부의 저항 온도 특성의 제조 공차(公差)를 흡수하기 위해, 온도 또는 저항값에 가산되어야 할 교정값(제품 출하 전에 시험의 결과에 근거하여 기입될 수 있다)
또한, 프로파일 데이터(51)는, 구간별로 지정될 수 있는 정보로서, 다음 중의 하나 이상을 추가적으로 포함해도 된다:
·가열부로의 급전의 듀티비를 PID 제어로 결정하는지, 또는 최대의 듀티비를 사용하는지
·구간 개시시에 PID 제어의 적분항의 누적 편차를 리셋하는지 아닌지
·검지해야 할 이상의 종별
본 명세서에서는, 오프 구간에 있어서, 가열부(130)로의 급전이 정지되고, 온도 또는 저항값을 측정하기 위한 펄스도 가열부(130)에 인가되지 않는 예를 주로 설명하고 있다. 그러나, 프로파일 데이터(51)에 의해 지정 가능한 제어 방식은, 가열부(130)로의(가열을 위한) 급전은 정지되었지만 온도 또는 저항값을 측정하기 위한 펄스는 가열부(130)에 인가될 수 있는 방식을 포함해도 된다. 이러한 제어 방식이 지정되는 구간이 「오프 구간」이라고 불려도 된다. 또한, 프로파일 데이터(51)는, 각 구간에 있어서 상술한 조건 C1~C3 이외의 종료 조건을 지정 가능해도 된다. 예를 들면, 지정 가능한 종료 조건은, 검지된 흡인의 횟수 또는 흡인의 합계 시간에 근거하는 조건을 포함해도 된다.
본 절에서 설명한 가열 프로파일(50)의 제어 파라미터의 일부는, 프로파일 데이터(51)에 기술되는 대신에, 별개의 기억 영역에 기술되어도 되고, 또는 제어 프로그램의 프로그램 코드로 기술되어도 된다.
＜＜3. 이상 검지＞＞
제어부(120)는, 프로파일 데이터(51)에 기술된 가열 프로파일(50)에 따라 온도 제어를 실시하고 있는 동안, 에어로졸 생성 장치(10)의 동작에 이상(異常)이 없는가를 감시한다. 제어부(120)는, 이상을 검지하면, 배터리(140)로부터 가열부(130)로의 전력의 공급을 정지하고, 검지한 이상의 종류를 나타내는 에러 코드를 기억부(121)에 기억시키고, 이상의 발생을 유저에게 통지한다. 여기에서는, 가열부(130)의 온도 제어에 관련하여 제어부(120)에 의해 검지될 수 있는 몇 가지 종류의 이상에 대하여 설명한다.
＜3-1. 측정 회로의 오류＞
측정 회로(150)에 오류가 발생하여 정확한 온도 지표를 취득할 수 없는 경우, 가열부(130)가 과잉으로 고온이 되었다고 해도 제어부(120)가 그 상태를 인식하지 않게 된다. 이러한 사태를 방지하기 위해서, 제어부(120)는, 구간(S0)에 있어서, 가열부(130)에 전력을 공급하고 있는 동안, 소정의 시간 간격당의 제1 온도 지표의 변화량을 감시한다. 그리고, 제어부(120)는, 제1 온도 지표의 변화량이 문턱값을 하회하는 경우에, 측정 회로(150)에 오류가 발생했을 가능성이 있다고 판정하여, 배터리(140)로부터 가열부(130)로의 급전을 정지한다. 여기서의 문턱값은, 예를 들면, 3초의 시간 간격의 사이에 10℃의 온도 변화(10℃에 상당하는 저항값의 변화)여도 된다.
＜3-2. 예열 실패＞
예열 기간에 있어서 가열부(130)에 충분한 시간에 걸쳐 전력을 공급해도 가열부(130)의 온도가 목표값(예를 들면, 제1 온도(H1))에 도달하지 않는 경우, 배터리(140)로부터 가열부(130)로의 급전의 경로에 오류가 있거나, 환경 온도가 이상하게 낮은 등 환경에 이상이 있을 가능성이 있다. 이러한 사태를 검지하여 전력의 낭비를 방지하기 위해서, 제어부(120)는, 구간(S0)에 있어서, 가열 개시로부터의 소정의 시간이 경과한 시점에서 가열부(130)의 온도가 목표 온도에 도달하지 않았다고 제1 온도 지표로부터 판정되는 경우에, 배터리(140)로부터 가열부(130)로의 급전을 정지한다. 여기서의 소정의 시간은, 구간(S0)에 대하여 가열 프로파일(50)에 의해 지정되는 시간 길이와 동일해도 되고(또는 가열 프로파일(50)과는 별개로 정의되어도 되고), 예를 들면 60초여도 된다.
＜3-3. 과열(가열 재개시)＞
상술한 것처럼, 서미스터(155)로부터의 출력값에 근거하는 제2 온도 지표는, 지연 또는 어느 정도의 오차를 가진다. 그 때문에, 오프 구간인 구간(S3)이 종료된 시점에서 가열부(130)가 과잉으로 고온으로 되어 있지 않은가를 제1 온도 지표로부터 판정함으로써, 장치의 안전성을 한층 향상시킬 수 있다. 구체적으로는, 제어부(120)는, 구간(S3)의 개시로부터 가열 프로파일(50)에 의해 지정되는 시간 길이가 경과한 경우(구간(S4)으로 천이할 때)에, 제1 온도 지표에 의해 나타나는 가열부(130)의 온도를 제1 온도(H1)와 비교한다. 그리고, 제어부(120)는, 가열부(130)의 온도가 제1 온도(H1)보다도 높다고 판정될 때,에 가열부(130)가 과열 상태에 빠져 있다고 판정하여, 가열 프로파일(50)에 따른 온도 제어를 종료한다. 또한, 제1 온도 지표에 근거하는 과열의 검지는, 가열 재개시뿐만 아니라, 오프 구간 이외의 구간에 있어서 주기적으로 실시되어도 된다.
＜3-4. 과열(오프 구간)＞
제어부(120)는, 오프 구간에 있어서도 가열부(130)의 과열 상태를 검지할 수 있도록, 구간(S3)에 있어서, 제2 온도 지표에 의해 나타나는 가열부(130)의 온도를 제1 온도(H1)와 비교해도 된다. 이 경우에도, 제어부(120)는, 가열부(130)의 온도가 제1 온도(H1)보다도 높다고 판정될 때, 가열부(130)가 과열 상태에 빠져 있다고 판정하여, 가열 프로파일(50)에 따른 온도 제어를 종료한다. 그에 의해, 오프 구간 중의 어떠한 오류에 기인하는 과열 상태를 조기에 검지할 수 있는 가능성을 높일 수 있다.
＜＜4. 처리의 흐름＞＞
본 절에서는, 상술한 에어로졸 생성 장치(10)의 제어부(120)에 의해 실행되는 제어 처리의 주요한 부분의 흐름을, 몇 개의 플로차트를 이용하여 설명한다. 이하의 설명에서는, 처리 스텝을 S(스텝)라고 약기(略記)한다.
또한, 설명의 간명함을 위해, 각 플로차트에 있어서, 전절(前節)에서 설명한 이상 검지를 위한 처리 스텝은 도시하지 않는다. 이상 검지는, 제어부(120)의 통상의 제어 루틴의 일부에서 주기적으로 실시되어도 되고, 또는 가열 개시 혹은 구간의 천이라고 하는 특정의 타이밍에서 실시되어도 된다. 제어부(120)와는 별개의 검지 회로가, 이상을 검지하여, 검지한 이상을(예를 들면, 새치기 신호에 의해) 제어부(120)에 통지해도 된다.
＜4-1. 에어로졸 생성 처리＞
도 18은, 일 실시 형태에 관련되는 에어로졸 생성 처리의 전체적인 흐름의 일례를 나타내는 플로차트이다.
우선, S101에서, 제어부(120)는, 입력 검지부(122)로부터의 입력 신호를 감시하고, 가열의 개시를 요구하는 유저 입력(예를 들면, 버튼의 길게 누름)을 기다린다. 가열의 개시를 요구하는 유저 입력이 검지되면, 처리는 S103으로 진행된다.
S103에서, 제어부(120)는, 가열을 개시하기 위한 에어로졸 생성 장치(10)의 상태의 체크를 실시한다. 여기서 상태의 체크는, 예를 들면 배터리(140)의 전력의 잔량이 충분한가, 및 전면 패널(102)이 탈락하지 않았는가 등, 임의의 체크 조건을 포함해도 된다. 하나 이상의 체크 조건이 만족되지 않은 경우, 가열은 개시되지 않고, 처리는 S101로 되돌아간다. 모든 체크 조건이 만족되는 경우, 처리는 S105로 진행된다.
S105에서, 제어부(120)는, 기억부(121)의 소정의 기억 영역으로부터 프로파일 데이터(51)를 판독한다. 그 후의 S107~S133는, 프로파일 데이터(51)에 기술된 가열 프로파일(50)에 포함되는 복수의 구간의 각각에 대하여 반복된다.
S107에서, 제어부(120)는, 현재 구간에 적용해야 할 제어 방식을 지정하는 「구간 타입」에 근거하여, 현재 구간이 PID 제어 구간인지 또는 오프 구간인지를 판정한다. 현재 구간이 PID 제어 구간인 경우에는, 처리는 S110으로 진행된다. 한편, 현재 구간이 오프 구간인 경우에는, 처리는 S120으로 진행된다.
S110에서, 제어부(120)는, 가열부(130)의 온도가 현재 구간에 대하여 지정된 온도가 되도록, PID 제어 구간을 위한 온도 제어 처리를 실행한다. 여기서 실행되는 온도 제어 처리의 보다 구체적인 흐름에 대하여, 나중에 더 설명한다.
S120에서, 제어부(120)는, 가열부(130)의 온도가 현재 구간에 대하여 지정된 온도를 향하여 하강하도록, 오프 구간을 위한 온도 제어 처리를 실행한다. 여기서 실행되는 온도 제어 처리의 보다 구체적인 흐름에 대하여, 나중에 더 설명한다.
종료 조건의 충족에 의해 S110 또는 S120의 온도 제어 처리가 종료되면, S131에서, 제어부(120)는, 가열 프로파일(50)에 다음의 구간이 있는지를 판정한다. 가열 프로파일(50)에 다음의 구간이 있는 경우, S131에서, 온도 제어는 다음의 구간으로 천이하고, 다음의 구간을 현재 구간으로 하여 상술한 S107~S133가 반복된다. 다음의 구간이 없는 경우, 도 18의 에어로졸 생성 처리는 종료된다.
＜4-2. PID 제어 구간의 온도 제어 처리＞
도 19는, 도 18의 S110에서 실행되는 PID 제어 구간을 위한 온도 제어 처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로차트이다.
우선, S111에서, 제어부(120)는, 현재 구간에 대하여 가열 프로파일(50)에서 지정되어 있는 목표 온도 및 시간 길이를 취득하여, 현재 구간의 종료 조건을 설정한다. 예를 들면, 제어부(120)는, 종료 조건이 조건 C1 또는 C3인 경우에는, 지정된 시간 길이를 타이머에 설정하여 타이머를 기동한다. 종료 조건이 조건 C2 또는 C3인 경우에는, 제어부(120)는, 지정된 목표 온도에 근거하여, 제1 온도 지표와 비교해야 할 제어 문턱값(예를 들면, 허용 편차를 고려한 문턱값)을 설정한다.
이어서, S112에서, 제어부(120)는, 현재 구간의 PID 제어 파라미터를 설정한다. 예를 들면, 제어부(120)는, PID 제어의 목표값으로서의 목표 온도 저항값, 비례 게인, 적분 게인 및 미분 게인의 값을, 현재 구간에 대하여 가열 프로파일(50)에서 지정되어 있는 값으로 설정한다.
그 후의 S113~S118는, 제어 사이클마다 반복된다. 우선, S113에서, 제어부(120)는, PID 제어의 목표값을 선형 보간하는지 아닌지를 판정한다. 현재 구간에 대하여 가열 프로파일(50)의 「PID 제어 타입」으로서 「선형 보간」이 지정되어 있는 경우, 제어부(120)는, S114에서, PID 제어의 목표값을, 제어 사이클마다 단계적으로 변화하도록 선형 보간에 의해 재설정한다. 현재 구간에 대하여 「PID 제어 타입」으로서 「일정」이 지정되어 있는 경우, S114는 스킵된다.
이어서, S115에서, 제어부(120)는, 측정 회로(150)를 이용하여, 가열부(130)의 전기 저항값에 근거하는 제1 온도 지표를 취득한다. 여기서 취득되는 지표값은, 예를 들면, 도 5를 이용하여 설명한 것처럼, 복수 회의 저항값 측정의 결과의 평균값이어도 된다.
이어서, S116에서, 제어부(120)는, S111에서 설정한 현재 구간의 종료 조건이 만족되었는지 아닌지를 판정한다. 현재 구간의 종료 조건이 만족되지 않았다고 판정되는 경우, 처리는 S117로 진행된다.
S117에서, 제어부(120)는, 식(1)을 이용하여 설명한 PID 제어식에 따라, 최신의 제어 사이클을 위한 PWM의 듀티비를 산출한다. 이어서, S118에서, 제어부(120)는, 산출한 듀티비에 근거하는 펄스 폭을 가지는 제어 펄스를 제1 스위치(131) 및 제2 스위치(132)로 출력함으로써, 배터리(140)로부터 가열부(130)로 전력을 공급시킨다.
이와 같이 하여 하나의 제어 사이클이 종료되면, 처리는 다음의 제어 사이클로 진행하고, 상술한 S113~S118이 반복된다. S116에서, 현재 구간의 종료 조건이 만족되었다고 판정되는 경우, 도 19의 온도 제어 처리는 종료된다.
＜4-3. 오프 구간의 온도 제어 처리＞
(1) 제1의 예
도 20a는, 도 18의 S120에서 실행되는 오프 구간을 위한 온도 제어 처리의 흐름의 제1의 예를 나타내는 플로차트이다.
우선, S121에서, 제어부(120)는, 현재 구간에 대하여 가열 프로파일(50)에서 지정되어 있는 목표 온도 및 시간 길이를 취득하여, 현재 구간의 종료 조건을 설정한다. 여기서의 종료 조건마다의 설정의 예는, 도 19의 S111에 관련하여 설명한 것과 동일해도 된다.
이어서, S122에서, 제어부(120)는, 서미스터(155)로부터의 출력값에 근거하는 제2 온도 지표를 취득한다. 이어서, S123에서, 제어부(120)는, S122에서 취득한 제2 온도 지표의 값을, 값의 변화의 지연을 보상하도록, 제1 온도 지표와 제2 온도 지표 사이의 사전에 판정된 관계성을 이용하여 보정한다.
이어서, S124에서, 제어부(120)는, S123에서 보정한 제2 온도 지표의 값에 근거하여, S121에서 설정한 현재 구간의 종료 조건이 만족되었는지 아닌지를 판정한다. 현재 구간의 종료 조건이 만족되지 않았다고 판정되는 경우, 처리는 S122로 되돌아가고, 상술한 S122~S124가 반복된다. 현재 구간의 종료 조건이 만족되었다고 판정되는 경우, 도 20a의 온도 제어 처리는 종료된다.
(2) 제2의 예
도 20b는, 도 18의 S120에서 실행되는 오프 구간을 위한 온도 제어 처리의 흐름의 제2의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 20b의 S121~S124는 도 20a의 S121~S124와 동일한 처리 스텝이어도 되기 때문에, 여기에서는 그들의 설명을 생략한다.
S124에서 현재 구간의 종료 조건이 만족되었다고 판정되는 경우, 제어부(120)는, S125에서, 현재 구간이 소정 시각보다도 빨리 종료되는지 아닌지를 판정한다. 여기서의 소정 시각이란, 현재 구간의 개시 시각으로부터 S121에서 취득된 시간 길이가 경과하는 시각이다. 현재 구간이 상기 소정 시각보다도 빨리 종료되는 경우, 제어부(120)는, S126에서, 상기 소정 시각까지의 잔여 시간을, 현재 구간의 후속 구간에 대하여 가열 프로파일(50)에 의해 지정되는 시간 길이에 추가한다.
S125에서 현재 구간이 소정 시각보다도 빨리 종료되지 않는다(소정 시각에 종료된다)고 판정되는 경우, 후속 구간의 시간 길이는 변경되지 않고, 도 20b의 온도 제어 처리는 종료된다.
(3) 제3의 예
도 20c는, 도 18의 S120에서 실행되는 오프 구간을 위한 온도 제어 처리의 흐름의 제3의 예를 나타내는 플로차트이다.
도 20c의 S121~S126는, S125에서 현재 구간이 소정 시각보다도 빨리 종료되지 않는다고 판정되는 경우에 처리가 S127로 진행되는 것을 제외하고, 도 20b의 S121~S126와 동일한 처리 스텝이어도 되기 때문에, 여기에서는 그들의 설명을 생략한다.
S127에서, 제어부(120)는, 현재 구간이 소정 시각보다도 늦게 종료되는지 아닌지를 판정한다. 현재 구간이 상기 소정 시각보다도 늦게 종료되는 경우, 제어부(120)는, S128에서, 상기 소정 시각으로부터의 초과 시간을, 현재 구간의 후속 구간에 대하여 가열 프로파일(50)에 의해 지정되는 시간 길이로부터 공제한다.
S127에서 현재 구간이 소정 시각보다도 늦게 종료되지 않는다(소정 시각에 종료된다)고 판정되는 경우, 후속 구간의 시간 길이는 변경되지 않고, 도 20c의 온도 제어 처리는 종료된다.
또한, S128에서, 후속 구간에 대하여 가열 프로파일(50)에 의해 지정되는 시간 길이가 상기 소정 시각으로부터의 초과 시간보다도 짧은 경우, 제어부(120)는, 해당 후속 구간의 온도 제어를 스킵하고, 그 다음의 구간에 대하여 지정되는 시간 길이로부터의 시간의 공제를 실시해도 된다.
＜4-4. 종료 판정 처리(구간(S0))＞
도 21은, 구간(S0)에 적용될 수 있는, 도 19의 S116에 대응하는 종료 판정 처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로차트이다. 또한, 상술한 제3의 변형예에 있어서는, 도 21에 나타낸 종료 판정 처리는, 회복 구간(S4a)에 적용되어도 된다.
우선, S141에서, 제어부(120)는, 현재 구간의 온도 제어의 목표값과 허용 편차를 나타내는 계수의 곱과 동일한 제어 문턱값을 취득한다. 또한, 이 처리 스텝은, 각 구간의 모두에서 한 번만 실시되면 된다.
이어서, S142에서, 제어부(120)는, 제1 온도 지표의 지표값이 S141에서 취득한 제어 문턱값을 상회하는지 아닌지를 판정한다. 여기서, 제1 온도 지표의 지표값이 판정 문턱값을 상회하는 경우에는, 처리는 S143로 진행된다. 한편, 제1 온도 지표의 지표값이 판정 문턱값을 상회하지 않는 경우에는, 처리는 S145로 진행된다.
S143에서, 제어부(120)는, 문턱값 충족 횟수를 계수하기 위한 카운터 NCOUNT에 1을 가산(인크리먼트)한다. 또한, 카운터 NCOUNT는, 각 구간의 모두에서 제로로 초기화되는 것으로 한다. 이어서, S144에서, 제어부(120)는, 카운터 NCOUNT가 판정 문턱값(M)에 도달했는지 아닌지를 판정한다. 여기서, 카운터 NCOUNT가 판정 문턱값(M)에 도달한 경우에는, 처리는 S146로 진행된다. 한편, 카운터 NCOUNT가 판정 문턱값(M)에 도달하지 않은 경우에는, 처리는 S145로 진행된다.
S145에서, 제어부(120)는, 현재 구간에 대하여 종료 조건은 아직도 만족되지 않았다고 판정한다. 한편, S146에서, 제어부(120)는, 현재 구간에 대하여 종료 조건은 만족되었다고 판정한다. 그리고, 도 21의 종료 판정 처리는 종료된다.
＜4-5. 종료 판정 처리(구간(S3))＞
도 22는, 구간(S3)에 적용될 수 있는, 도 20a 또는 도 20b의 S124에 대응하는 종료 판정 처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로차트이다.
우선, S151에서, 제어부(120)는, 현재 구간의 개시시에 기동한 타이머가 현재 나타나 있는 값을 취득한다. 이어서, S152에서, 제어부(120)는, 취득한 타이머의 값에 근거하여, 현재 구간의 개시로부터 소정 시간이 경과했는지 아닌지를 판정한다. 여기서의 소정 시간의 길이는, 현재 구간에 대하여 가열 프로파일(50)에 의해 지정된 시간 길이어도 된다. 소정 시간이 경과했다고 판정되는 경우에는, 처리는 S157로 진행된다. 한편, 소정 시간이 경과하지 않았다고 판정되는 경우에는, 처리는 S153로 진행된다.
S153에서, 제어부(120)는, 보정 후의 제2 온도 지표의 지표값이 목표값에 도달했는지 아닌지를 판정한다. 여기서, 보정 후의 지표값이 목표값에 도달한 경우에는, 처리는 S154로 진행된다. 한편, 보정 후의 지표값이 목표값에 도달하지 않은 경우에는, 처리는 S156로 진행된다.
S154에서, 제어부(120)는, 카운터 NCOUNT에 1을 가산(인크리먼트)한다. 이어서, S155에서, 제어부(120)는, 카운터 NCOUNT가 판정 문턱값(M)에 도달했는지 아닌지를 판정한다. 여기서, 카운터 NCOUNT가 판정 문턱값(M)에 도달한 경우에는, 처리는 S157로 진행된다. 한편, 카운터 NCOUNT가 판정 문턱값(M)에 도달하지 않은 경우에는, 처리는 S156로 진행된다.
S156에서, 제어부(120)는, 현재 구간에 대하여 종료 조건은 아직도 만족되지 않았다고 판정한다. 한편, S157에서, 제어부(120)는, 현재 구간에 대하여 종료 조건은 만족되었다고 판정한다. 그리고, 도 22의 종료 판정 처리는 종료된다.
＜4-6. 제어 파라미터 선택 처리(구간(S4))＞
도 23은, 상술한 제3의 변형예에 있어서 구간(S4)의 모두(예를 들면, 도 19의 S112)에서 실행될 수 있는 제어 파라미터 선택 처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로차트이다.
우선, S161에서, 제어부(120)는, 측정 회로(150)를 이용하여, 가열부(130)의 전기 저항값에 근거하는 제1 온도 지표를 취득한다. 이어서, S162에서, 제어부(120)는, 현재 구간의 온도 제어의 목표값과 허용 편차를 나타내는 계수의 곱과 동일한 제어 문턱값을 취득한다.
이어서, S163에서, 제어부(120)는, 제1 온도 지표의 지표값이 제어 문턱값 이상인지 아닌지를 판정한다. 제1 온도 지표의 지표값이 제어 문턱값을 하회하는 경우, S164에서, 제어부(120)는, 현재 구간의 PID 제어를 위한 제어 파라미터를, 가열부(130)의 온도를 회복하기 위한 제1의 제어 파라미터 집합에 근거하여 설정한다. 한편, 제1 온도 지표의 지표값이 제어 문턱값 이상인 경우, S165에서, 제어부(120)는, 현재 구간의 PID 제어를 위한 제어 파라미터를, 가열부(130)의 온도를 유지하기 위한 제2의 제어 파라미터 집합에 근거하여 설정한다. 이때, 제어부(120)는, 현재 구간의 온도 제어의 목표값을 가열부(130)의 현재 온도로 재설정해도 된다.
＜＜5. 정리＞＞
여기까지, 도 1~도 23을 이용하여, 본 개시의 여러 가지 실시 형태 및 변형예에 대하여 설명했다. 본 개시의 일 실시 형태에 관련되는 에어로졸 생성 장치는,
·에어로졸원을 가열하여 에어로졸을 발생시키는 가열부와,
·상기 가열부에 전력을 공급하는 전원과,
·상기 가열부의 온도에 의존하는 값을 출력하는 서미스터와,
·상기 전원으로부터 상기 가열부로의 전력의 공급을,
-상기 가열부의 온도 제어의 목표값을 제1 온도에 대응하는 값으로 설정하여 상기 전원으로부터 상기 가열부에 전력을 공급시키는 제1 구간,
-상기 제1 구간에 후속하는, 상기 가열부의 온도가 상기 제1 온도보다도 낮은 제2 온도를 향하여 하강하도록 상기 전원으로부터 상기 가열부로의 전력의 공급을 정지시키는 제2 구간, 및,
-상기 제2 구간에 후속하는, 상기 전원으로부터 상기 가열부에 전력을 공급시키는 제3 구간,
을 적어도 포함하는 제어 시퀀스에 따라 제어하는 제어부,
를 구비하고,
·상기 제어부는,
상기 제1 구간 및 상기 제3 구간에 있어서, 상기 가열부의 전기 저항값에 근거하는 제1 온도 지표를 이용하여, 상기 전원으로부터의 전력의 공급을 제어하고,
상기 제어부는, 상기 제2 구간을 종료시키는 타이밍을 상기 서미스터로부터의 출력값에 근거하는 제2 온도 지표를 이용하여 판정한다.
이러한 구성에 의하면, 가열부의 온도를 제2 온도를 향하여 하강시키는 제2 구간에 있어서, 온도의 측정을 위해서 가열부에 펄스를 인가하는 것이 불필요하게 되고, 전원으로부터 가열부로의 전력의 공급을 완전하게 정지하여, 효율적으로 가열부의 온도를 제2 온도에 도달시킬 수 있다. 제2 구간에 있어서의 목표 온도로의 도달은 서미스터로부터의 출력값에 근거하여 판정되기 때문에, 가열부에 펄스를 인가하지 않아도 제2 구간으로부터 제3 구간으로의 천이의 타이밍을 벗어나는 일은 없다. 또한, 가열을 정지하지 않는 구간에 있어서는, 가열부의 전기 저항값에 근거하는 온도 지표를 이용하여 전력의 공급이 제어되기 때문에, 온도 제어를 위해서, 실온도(實溫度)에 대한 측정 온도의 추종성을 양호하게 유지할 수 있다.
본 개시의 다른 실시 형태에 관련되는 에어로졸 생성 장치는,
·에어로졸원을 가열하여 에어로졸을 발생시키는 가열부와,
·상기 가열부에 전력을 공급하는 전원과,
·복수의 구간으로 이루어지는 제어 시퀀스에 따라, 상기 가열부의 온도에 관련되는 온도 지표를 이용하여 상기 전원으로부터 상기 가열부로의 전력의 공급을 제어하는 제어부,
를 구비하고,
·상기 제어 시퀀스는, 복수의 제어 방식 중 각 구간의 온도 제어에 적용해야 할 제어 방식을 지정하는 제1의 정보 요소를 포함하는 구조화 된 데이터에 의해 기술되고,
·상기 복수의 제어 방식은, 상기 온도 지표를 이용한 피드백 제어를 실시하는 제1 방식, 및, 상기 전원으로부터 상기 가열부로의 전력의 공급을 정지시키는 제2 방식을 포함한다.
이러한 구성에 의하면, 온도 제어의 제어 내용이 일단 튜닝된 후에도, 제어 시퀀스의 내용을 갱신하여, 각각의 제어 방식을 언제 온도 제어에 적용할지를 유연하게 변경하는 것이 가능해진다. 그에 의해, 제어 시퀀스의 설계시의 시행착오에 기인하는 코스트의 증대를 억제할 수 있음과 함께, 환경의 변화나 담배 물품의 종별의 변경이라고 하는 장면에서 온도 제어의 내용을 최적인 것으로 전환하는 것도 용이해진다.
본 개시의 또 다른 실시 형태에 관련되는 에어로졸 생성 장치는,
·에어로졸원을 가열하여 에어로졸을 발생시키는 가열부와,
·상기 가열부에 전력을 공급하는 전원과,
·상기 전원으로부터 상기 가열부로의 전력의 공급을,
-상기 가열부의 온도를 제1 온도에서 제2 온도를 향하여 변화시키기 위한 제1 구간, 및
-상기 제1 구간에 후속하는, 상기 가열부의 온도를 유지하기 위한 제2 구간,
을 포함하는 복수의 구간으로 이루어지는 제어 시퀀스에 따라 제어하는 제어부,
를 구비하고,
·상기 제어 시퀀스는, 상기 제1 구간에 대하여 제1 시간 길이, 상기 제2 구간에 대하여 제2 시간 길이를 지정하고,
·상기 제어부는, 상기 가열부의 온도가 상기 제2 온도에 도달한 경우에, 상기 제1 구간을 종료시키고,
·상기 제어부는, 상기 제1 구간의 개시로부터 상기 제1 시간 길이가 경과하는 제1 시각보다도 빨리 상기 제1 구간을 종료시키는 경우에, 상기 제1 시각까지의 잔여 시간과 상기 제2 시간 길이의 합계 시간에 걸쳐서 상기 제2 구간을 계속시킨다.
이러한 구성에 의하면, 제1 구간에 있어서 가열부의 온도를 제2 온도로 변화시키기 위해서 제1 시간 길이보다도 짧은 시간밖에 필요로 하지 않았다고 해도, 유저가 흡인을 즐길 수 있는 시간이 제1 구간의 잔여 시간의 분만큼 보상된다. 그 때문에, 적정한 온도 제어를 유지하면서, 세션의 조기 종료에 기인하여 유저 체험이 손상되는 사태를 회피할 수 있다.
발명은 상기의 실시 형태에 제한되는 것은 아니며, 발명의 요지의 범위 내에서, 여러 가지의 변형·변경이 가능하다.
본원은, 2021년 4월 28일 제출한 일본국 특허출원 특원2021-076017을 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 그 기재 내용의 모두를, 여기에 원용한다.

Claims (11)

  1. 에어로졸원을 가열하여 에어로졸을 발생시키는 가열부와,
    상기 가열부에 전력을 공급하는 전원과,
    상기 전원으로부터 상기 가열부로의 전력의 공급을,
    상기 가열부의 온도를 제1 온도로부터 제2 온도를 향하여 변화시키기 위한 제1 구간, 및
    상기 제1 구간에 후속하는, 상기 가열부의 온도를 유지하기 위한 제2 구간,
    을 포함하는 복수의 구간으로 이루어지는 제어 시퀀스에 따라 제어하는 제어부,
    를 구비하고,
    상기 제어 시퀀스는, 상기 제1 구간에 대하여 제1 시간 길이, 상기 제2 구간에 대하여 제2 시간 길이를 지정하고,
    상기 제어부는, 상기 가열부의 온도가 상기 제2 온도에 도달한 경우에, 상기 제1 구간을 종료시키고,
    상기 제어부는, 상기 제1 구간의 개시로부터 상기 제1 시간 길이가 경과하는 제1 시각보다도 빨리 상기 제1 구간을 종료시키는 경우에, 상기 제1 시각까지의 잔여 시간과 상기 제2 시간 길이의 합계 시간에 걸쳐서 상기 제2 구간을 계속시키는,
    에어로졸 생성 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 온도는, 상기 제1 온도보다도 낮고,
    상기 제어부는, 상기 제1 구간에 있어서, 상기 가열부의 온도가 상기 제2 온도를 향하여 하강하도록 상기 전원으로부터 상기 가열부로의 전력의 공급을 정지시키는,
    에어로졸 생성 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 시각보다도 늦게 상기 제1 구간을 종료시키는 경우에, 상기 제1 시각으로부터의 초과 시간을 상기 제2 시간 길이에서 공제하여 얻은 시간에 걸쳐서 상기 제2 구간을 계속시키는, 에어로졸 생성 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어 시퀀스는, 상기 제2 구간에 후속하는, 상기 가열부의 온도를 제3 온도로 변화시키기 위한 제3 구간을 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 시각보다도 늦게 상기 제1 구간을 종료시키는 경우로서, 상기 제1 시각으로부터의 초과 시간이 상기 제2 시간 길이를 상회할 때, 상기 제1 구간의 종료 후에 상기 제2 구간을 스킵하여 상기 제3 구간으로 천이하는,
    에어로졸 생성 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어 시퀀스는, 상기 제3 구간에 대하여 제3 시간 길이를 지정하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 구간의 개시로부터 상기 제1 시간 길이 및 상기 제2 시간 길이가 경과하는 제2 시각보다도 늦게 상기 제1 구간을 종료시키는 경우에, 상기 제2 시각으로부터의 초과 시간을 상기 제3 시간 길이에서 공제하여 얻은 시간에 걸쳐서 상기 제3 구간을 계속시키는,
    에어로졸 생성 장치.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 제3 온도는, 상기 제2 온도보다도 높고,
    상기 제어부는, 상기 제3 구간에 있어서, 상기 가열부의 온도가 상기 제3 온도를 향하여 상승하도록 상기 전원으로부터 상기 가열부로의 전력의 공급을 제어하는,
    에어로졸 생성 장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 구간의 개시로부터 상기 제1 시간 길이가 경과한 경우에, 상기 제1 구간을 종료시키고,
    상기 제2 구간에 있어서의 상기 가열부의 온도 제어의 목표값을, 상기 제1 구간을 종료시킨 시점의 상기 가열부의 온도에 근거하여 설정하는,
    에어로졸 생성 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 구간을 종료시킨 시점의 상기 가열부의 상기 온도가 상기 제2 온도보다도 높은 제4 온도인 경우에는, 상기 제2 구간에 있어서의 상기 가열부의 온도 제어의 상기 목표값을, 상기 제4 온도에 대응하는 값으로 설정하고,
    상기 제1 구간을 종료시킨 시점의 상기 가열부의 상기 온도가 상기 제2 온도 이하의 제5 온도인 경우에는, 상기 제2 구간에 있어서의 상기 가열부의 온도 제어의 상기 목표값을, 상기 제2 온도에 대응하는 값으로 설정하는,
    에어로졸 생성 장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 시퀀스는, 상기 제1 구간에 선행하는 하나 이상의 선행 구간을 더 포함하고,
    상기 하나 이상의 선행 구간의 적어도 하나의 시간 길이는 가변적인,
    에어로졸 생성 장치.
  10. 에어로졸 생성 장치에 있어서의 에어로졸의 생성을 제어하기 위한 제어 방법으로서,
    상기 에어로졸 생성 장치는, 에어로졸원을 가열하여 에어로졸을 발생시키는 가열부와, 상기 가열부에 전력을 공급하는 전원을 구비하고,
    상기 제어 방법은,
    복수의 구간으로 이루어지는 제어 시퀀스로서, 제1 구간에 대하여 제1 시간 길이, 상기 제1 구간에 후속하는 제2 구간에 대하여 제2 시간 길이를 지정하는 해당 제어 시퀀스를 취득하는 것과,
    상기 제1 구간에 있어서, 상기 가열부의 온도를 제1 온도로부터 제2 온도를 향하여 변화시키는 것과,
    상기 가열부의 온도가 상기 제2 온도에 도달한 경우에, 상기 제1 구간을 종료시키는 것과,
    상기 제1 구간의 개시로부터 상기 제1 시간 길이가 경과하는 제1 시각보다도 빨리 상기 제1 구간을 종료시키는 경우에, 상기 제1 시각까지의 잔여 시간과 상기 제2 시간 길이의 합계 시간에 걸쳐서 상기 제2 구간을 계속시키면서, 상기 제2 구간에 있어서, 상기 가열부의 온도를 유지하는 것,
    을 포함하는, 제어 방법.
  11. 에어로졸 생성 장치에 있어서의 에어로졸의 생성을 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램으로서,
    상기 에어로졸 생성 장치는, 에어로졸원을 가열하여 에어로졸을 발생시키는 가열부와, 상기 가열부에 전력을 공급하는 전원을 구비하고,
    상기 컴퓨터 프로그램은, 상기 에어로졸 생성 장치의 프로세서에 의해 실행된 경우에, 상기 프로세서에,
    복수의 구간으로 이루어지는 제어 시퀀스로서, 제1 구간에 대하여 제1 시간 길이, 상기 제1 구간에 후속하는 제2 구간에 대하여 제2 시간 길이를 지정하는 해당 제어 시퀀스를 취득하는 것과,
    상기 제1 구간에 있어서, 상기 가열부의 온도를 제1 온도로부터 제2 온도를 향하여 변화시키는 것과,
    상기 가열부의 온도가 상기 제2 온도에 도달한 경우에, 상기 제1 구간을 종료시키는 것과,
    상기 제1 구간의 개시로부터 상기 제1 시간 길이가 경과하는 제1 시각보다도 빨리 상기 제1 구간을 종료시키는 경우에, 상기 제1 시각까지의 잔여 시간과 상기 제2 시간 길이의 합계 시간에 걸쳐서 상기 제2 구간을 계속시키면서, 상기 제2 구간에 있어서, 상기 가열부의 온도를 유지하는 것,
    을 실시하게 하는, 컴퓨터 프로그램.
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