(57)【要約】  本発明の一実施例は、エアロゾル生成装置において、エアロゾル生成基質を加熱してエアロゾルを生成するヒータ及びヒータに供給される電力を制御する制御部を含み、制御部は、第１区間、第２区間及び第３区間を区分してヒータに供給される電力を制御し、第１区間、第２区間及び第３区間のうち、少なくとも２以上に基づいて制御基準比率を算出し、算出された制御基準比率に基づいてヒータに供給される電力を制御することを特徴とするエアロゾル生成装置を開示する。
2021507715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアロゾル生成装置において、
エアロゾル生成基質を加熱してエアロゾルを生成するヒータと、
前記ヒータに供給される電力を制御する制御部を含み、
前記制御部は、
第１区間、第２区間及び第３区間を区分して前記ヒータに供給される電力を制御し、
前記第１区間、前記第２区間及び前記第３区間のうち、少なくとも２以上に基づいて制御基準比率を算出し、前記算出された制御基準比率に基づいて前記ヒータに供給される電力を制御することを特徴とするエアロゾル生成装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記算出された制御基準比率を既設定の比較制御値と比較して前記ヒータに供給される電力を制御することを特徴とする請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記第２区間の時間長を含み、前記制御基準比率を算出することを特徴とする請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記第１区間の時間長及び前記第２区間の時間長の和を、前記第３区間の時間長で除算した値に基づいて前記制御基準比率を算出することを特徴とする請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項５】
前記算出された制御基準比率は、１よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項６】
前記算出された制御基準比率は、
前記第３区間の時間長に対して、前記第２区間の時間長の比率であることを特徴とする請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項７】
前記算出された制御基準比率は、１よりも小さいことを特徴とする請求項６に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項８】
前記算出された制御基準比率は、
前記第２区間の時間長に対して、前記第１区間の時間長の比率であることを特徴とする請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項９】
前記算出された制御基準比率は、２よりも小さいことを特徴とする請求項８に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記第１区間では、バッテリの出力状態によるパルス幅変調（ＰＷＭ）制御を行い、
前記第２区間及び前記第３区間では、比例積分微分（ＰＩＤ）制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のエアロゾル生成装置。
【請求項１１】
ヒータに供給される電力を制御する方法において、
前記ヒータが既設定の目標温度未満に加熱されるように制御する第１段階と、
前記ヒータの温度が前記目標温度を超えれば、前記ヒータの温度を低めるように制御する第２段階と、
前記ヒータの温度を前記目標温度に保持する第３段階と、を含み、
前記第２段階及び前記第３段階は、
前記第１段階に対応する時間長、前記第２段階に対応する時間長及び前記第３段階に対応する時間長のうち、少なくとも２以上によって算出された制御基準比率に基づいて前記ヒータに供給される電力を制御することを特徴とするヒータに供給される電力を制御する方法。
【請求項１２】
前記第２段階及び前記第３段階は、
前記算出された制御基準比率を既設定の比較制御値と比較した結果に基づいて、前記ヒータに供給される電力を制御することを特徴とする請求項１１に記載のヒータに供給される電力を制御する方法。
【請求項１３】
前記第２段階及び前記第３段階は、
前記制御基準比率を算出する際に、前記第２段階の時間長を含むことを特徴とする請求項１１に記載のヒータに供給される電力を制御する方法。
【請求項１４】
前記第３段階は、
前記第１段階と前記第２段階の時間長の合算を、前記第３段階の時間長で除算する方式によって前記制御基準比率を算出することを特徴とする請求項１１に記載のヒータに供給される電力を制御する方法。
【請求項１５】
前記算出された制御基準比率は、１よりさらに小さいことを特徴とする請求項１４に記載のヒータに供給される電力を制御する方法。
【請求項１６】
前記算出された制御基準比率は、
前記第３段階の時間長に対する前記第２段階の時間長の比率であることを特徴とする請求項１１に記載のヒータに供給される電力を制御する方法。
【請求項１７】
前記算出された制御基準比率は、１よりさらに小さいことを特徴とする請求項１６に記載のエアロゾル生成装置のヒータに供給される電力を制御する方法。
【請求項１８】
前記算出された制御基準比率は、
前記第２段階の時間長に対する前記第１段階の時間長の比率であることを特徴とする請求項１１に記載の、ヒータに供給される電力を制御する方法。
【請求項１９】
前記算出された制御基準比率は、２よりさらに小さいことを特徴とする請求項１８に記載のヒータに供給される電力を制御する方法。
【請求項２０】
請求項１１ないし１９のうち、いずれか１項に記載の方法を具現するためのプログラムを保存しているコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアロゾル生成装置のヒータの温度を区間別に制御する方法及びその方法を具現するためのエアロゾル生成装置に係り、具体的には、エアロゾル生成装置のヒータの温度を区間別に分けて迅速に加熱することで、ユーザが吸い込むのに十分量のエアロゾルを迅速に確保可能にする方法及びその方法を具現するためのエアロゾル生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、一般的なシガレットの短所を克服する代替方法に関する需要が増加している。例えば、シガレットを燃消させてエアロゾルを生成させる方法ではない、シガレット内のエアロゾル生成物質が加熱されることにより、エアロゾルが生成する方法に関する需要が増加している。これにより、加熱式シガレットまたは加熱式エアロゾル生成装置に係わる研究が活発に進められている。
【０００３】
エアロゾル生成装置は、一般的にエアロゾル生成基質を加熱してエアロゾルを生成させるヒータ(heater)を含んでおり、ヒータを制御するために別途のメインコントローラユニット(MCU:Main Controller Unit)を設け、比例積分微分(PID:Proportional Integral Difference)制御方式を通じてヒータの温度を制御する。メインコントローラユニットが比例積分微分制御を通じてヒータの温度を制御する場合、比例積分微分方式のフィードバックアルゴリズムによってヒータの温度がエアロゾルを生成させる目標温度に逹するまでオーバーシュート(overshoot)が生じない長所があり、一方、ヒータの加熱に長時間がかかって、バッテリの消耗が大きく、ユーザの待機時間が延びる短所が指摘された。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする技術的課題は、速い予熱を通じて、迅速にユーザが吸い込むのに十分量のエアロゾルを確保可能にする方法及びその方法を具現するためのエアロゾル生成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記技術的課題を解決するための本発明の一実施例による装置は、エアロゾル生成装置において、エアロゾル生成基質を加熱してエアロゾルを生成するヒータと、前記ヒータに供給される電力を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、第１区間、第２区間及び第３区間を区分して前記ヒータに供給される電力を制御し、前記第１区間、前記第２区間及び前記第３区間のうち、少なくとも２以上に基づいて制御基準比率を算出し、前記算出された制御基準比率に基づいて前記ヒータに供給される電力を制御することを特徴とする。
【０００６】
前記技術的課題を解決するための他の一実施例による方法は、ヒータに供給される電力を制御する方法において、前記ヒータが既設定の目標温度未満に加熱されるように制御する第１段階と、前記ヒータの温度が前記目標温度を超えれば、前記ヒータの温度を低めるように制御する第２段階と、前記ヒータの温度を前記目標温度に保持する第３段階と、を含み、前記第２段階及び前記第３段階は、前記第１段階に対応する時間長、前記第２段階に対応する時間長及び前記第３段階に対応する時間長のうち、少なくとも２以上によって算出された制御基準比率に基づいて前記ヒータに供給される電力を制御することを特徴とする。
【０００７】
本発明の一実施例は、前記方法を具現するためのプログラムを保存しているコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ユーザは、エアロゾル生成装置のヒータが十分に加熱されるまで長時間待たずとも、迅速にエアロゾル生成装置を通じてエアロゾルの吸入を楽しむことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】エアロゾル生成装置にシガレットが挿入された例を示す図面である。
【図２】エアロゾル生成装置にシガレットが挿入された例を示す図面である。
【図３】エアロゾル生成装置にシガレットが挿入された例を示す図面である。
【図４】シガレットの一例を示す図面である。
【図５】本発明によるエアロゾル生成装置の一例のブロック図を図式的に示す図面である。
【図６】エアロゾル生成装置のヒータの温度を区間別に制御する方法を説明するグラフである。
【図７】本発明によるヒータに供給される電力を制御する方法の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明によるヒータに供給される電力を制御する方法の他の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明によるヒータに供給される電力を制御する方法のさらに他の一例を示すフローチャートである。
【図１０】エアロゾル生成装置のヒータの温度を区間別に制御する方法を説明するグラフである。
【図１１】本発明によるエアロゾル生成装置のヒータの温度を区間別に制御する方法の一例を示すフローチャートである。
【図１２】制御部が減温区間の長さを決定する一例を示すフローチャートである。
【図１３】制御部が温度保持区間の長さを決定する一例を示すフローチャートである。
【図１４】予熱区間及び保持区間を区分してヒータの温度を制御する方式の既存の区間区分なしに制御する方式対比の相違点及び区間を区分して制御する方式の問題点を説明するグラフである。
【図１５】一部実施例による目標温度を調整する一例を説明するグラフである。
【図１６】一部実施例による目標温度を調整する他の例を説明するグラフである。
【図１７】一部実施例によるヒータの温度と目標温度との差値を経時的に累積した累積値を説明するグラフである。
【図１８】一部実施例による累積値の変化に基づいて目標温度を調整する一例を説明するグラフである。
【図１９】一部実施例による累積値の変化に基づいて目標温度を調整する他の例を説明するグラフである。
【図２０】一部実施例によるエアロゾル生成装置に収容されるシガレットを加熱するヒータの温度を制御する方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
前記技術的課題を解決するための本発明の一実施例による装置は、エアロゾル生成装置において、エアロゾル生成基質を加熱してエアロゾルを生成するヒータと、前記ヒータに供給される電力を制御する制御部と、を含み、前記制御部は、第１区間、第２区間及び第３区間を区分して前記ヒータに供給される電力を制御し、前記第１区間、前記第２区間及び前記第３区間のうち、少なくとも２以上に基づいて制御基準比率を算出し、前記算出された制御基準比率に基づいて前記ヒータに供給される電力を制御することを特徴とする。
【００１１】
前記装置において、前記制御部は、前記算出された制御基準比率を既設定の比較制御値と比較して前記ヒータに供給される電力を制御することを特徴とする。
【００１２】
前記装置において、前記制御部は、前記第２区間の時間長を含み、前記制御基準比率を算出することを特徴とする。
【００１３】
前記装置において、前記制御部は、前記第１区間の時間長及び前記第２区間の時間長の和を、前記第３区間の時間長で除算した値に基づいて前記制御基準比率を算出することを特徴とする。
【００１４】
前記装置において、前記算出された制御基準比率は、１よりも小さいことを特徴とする。
【００１５】
前記装置において、前記算出された制御基準比率は、前記第３区間の時間長に対して、前記第２区間の時間長の比率であることを特徴とする。
【００１６】
前記装置において、前記算出された制御基準比率は、１よりも小さいことを特徴とする。
【００１７】
前記装置において、前記算出された制御基準比率は、前記第２区間の時間長に対して、前記第１区間の時間長の比率であることを特徴とする。
【００１８】
前記装置において、前記算出された制御基準比率は、２よりも小さいことを特徴とする。
【００１９】
前記装置において、前記制御部は、前記第１区間では、バッテリの出力状態によるパルス幅変調（ＰＷＭ）制御を行い、前記第２区間及び前記第３区間では、比例積分微分（ＰＩＤ）制御を行うことを特徴とする。
【００２０】
前記技術的課題を解決するための他の一実施例による方法は、ヒータに供給される電力を制御する方法において、前記ヒータが既設定の目標温度未満に加熱されるように制御する第１段階と、前記ヒータの温度が前記目標温度を超えれば、前記ヒータの温度を低めるように制御する第２段階と、前記ヒータの温度を前記目標温度に保持する第３段階と、を含み、前記第２段階及び前記第３段階は、前記第１段階に対応する時間長、前記第２段階に対応する時間長及び前記第３段階に対応する時間長のうち、少なくとも２以上によって算出された制御基準比率に基づいて前記ヒータに供給される電力を制御することを特徴とする。
【００２１】
前記方法において、前記第２段階及び前記第３段階は、前記算出された制御基準比率を既設定の比較制御値と比較した結果に基づいて、前記ヒータに供給される電力を制御することを特徴とする。
【００２２】
前記方法において、前記第２段階及び前記第３段階は、前記制御基準比率を算出する際に、前記第２段階の時間長を含むことを特徴とする。
【００２３】
前記方法において、前記第３段階は、前記第１段階と前記第２段階の時間長の合算を、前記第３段階の時間長で除算する方式によって前記制御基準比率を算出することを特徴とする。
【００２４】
前記方法において、前記算出された制御基準比率は、１よりさらに小さいことを特徴とする。
【００２５】
前記方法において、前記算出された制御基準比率は、前記第３段階の時間長に対する前記第２段階の時間長の比率であることを特徴とする。
【００２６】
前記方法において、前記算出された制御基準比率は、１よりさらに小さいことを特徴とする。
【００２７】
前記方法において、前記算出された制御基準比率は、前記第２段階の時間長に対する前記第１段階の時間長の比率であることを特徴とする。
【００２８】
前記方法において、前記算出された制御基準比率は、２よりさらに小さいことを特徴とする。
【００２９】
本発明の一実施例は、前記方法を具現するためのプログラムを保存しているコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供する。
【００３０】
本発明は、多様な変換を加えることができ、多様な実施例を有することができるところ、特定の実施例を図面に例示し、詳細な説明に詳しく説明する。本発明の効果及び特徴、そして、それらを達成する方法は、図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すれば、明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施例に限定されるものではなく、多様な形態に具現される。
【００３１】
以下、添付された図面に基づいて本発明の実施例を詳しく説明し、図面を参照して説明するとき、同一であるか、対応する構成要素は、同じ図面番号を与え、これに係わる重複説明は、省略する。
【００３２】
以下の実施例において、第1、第２などの用語は、限定的な意味ではなく、１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的で使用された。
【００３３】
以下の実施例において、単数表現は、文脈上、明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。
【００３４】
以下の実施例において、「含む。」または「有する。」などの用語は、明細書上に記載された特徴、または構成要素が存在することを意味するものであり、１つ以上の他の特徴、または構成要素が付け加えられる可能性を予め排除するものではない。
【００３５】
ある実施例が他に具現可能な場合、特定の工程順序は、説明される順序とは逆順にも行われる。例えば、連続して説明される２つの工程が実質的に同時に行われ、説明される順序と逆順にも進められる。
【００３６】
以下では、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。
【００３７】
図１ないし図３は、エアロゾル生成装置にシガレットが挿入された例を示す図面である。
【００３８】
図１を参照すれば、エアロゾル生成装置１０は、バッテリ１２０、制御部１１０及びヒータ１３０を含む。図２及び図３を参照すれば、エアロゾル生成装置１０は、蒸気化器１８０をさらに含む。また、エアロゾル生成装置１０の内部空間には、シガレット２００が挿入される。
【００３９】
図１ないし図３に図示されたエアロゾル生成装置１０には、本実施例に係わる構成要素が図示されている。したがって、図１ないし図３に図示された構成要素以外に他の汎用的な構成要素がエアロゾル生成装置１０にさらに含まれるということを、本実施例に係わる技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。
【００４０】
また、図２及び図３には、エアロゾル生成装置１０にヒータ１３０が含まれていると図示されているが、必要によって、ヒータ１３０は、省略される。
【００４１】
図１には、バッテリ１２０、制御部１１０及びヒータ１３０が、一列に配置されていると図示されている。また、図２には、バッテリ１２０、制御部１１０、蒸気化器１８０及びヒータ１３０が、一列に配置されていると図示されている。また、図３には、蒸気化器１８０及びヒータ１３０が並列に配置されていると図示されている。しかし、エアロゾル生成装置１０の内部構造は、図１ないし図３に図示されたものに限定されない。言い換えれば、エアロゾル生成装置１０の設計によって、バッテリ１２０、制御部１１０、ヒータ１３０及び蒸気化器１８０の配置は変更される。
【００４２】
シガレット２００がエアロゾル生成装置１０に挿入されれば、エアロゾル生成装置１０は、ヒータ１３０及び／または蒸気化器１８０を作動させ、シガレット２００及び／または蒸気化器１８０からエアロゾルを発生させる。ヒータ１３０及び／または蒸気化器１８０によって発生したエアロゾルは、シガレット２００を通過してユーザに伝達される。
【００４３】
必要によって、シガレット２００がエアロゾル生成装置１０に挿入されていない場合にも、エアロゾル生成装置１０は、ヒータ１３０を加熱することができる。
【００４４】
バッテリ１２０は、エアロゾル生成装置１０の動作に用いられる電力を供給する。例えば、バッテリ１２０は、ヒータ１３０または蒸気化器１８０が加熱されるように電力を供給し、制御部１１０の動作に必要な電力を供給することができる。また、バッテリ１２０は、エアロゾル生成装置１０に設けられたディスプレイ、センサ、モータなどの動作に必要な電力を供給することができる。
【００４５】
制御部１１０は、エアロゾル生成装置１０の動作を全般的に制御する。具体的に、制御部１１０は、バッテリ１２０、ヒータ１３０及び蒸気化器１８０だけでなく、エアロゾル生成装置１０に含まれた他の構成の動作を制御する。また、制御部１１０は、エアロゾル生成装置１０の構成それぞれの状態を確認し、エアロゾル生成装置１０が動作可能な状態であるか否かを判断することもできる。
【００４６】
制御部１１０は、少なくとも１つのプロセッサを含む。プロセッサは、多数の論理ゲートのアレイとして具現されもし、汎用的なマイクロプロセッサと、該マイクロプロセッサで実行されるプログラムが保存されたメモリの組み合わせによっても具現される。また、他の形態のハードウェアによっても具現されることを、本実施例が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、理解できるであろう。
【００４７】
ヒータ１３０は、バッテリ１２０から供給された電力によって加熱される。例えば、シガレットがエアロゾル生成装置１０に挿入されれば、ヒータ１３０は、シガレットの外部に位置する。したがって、加熱されたヒータ１３０は、シガレット内のエアロゾル生成物質の温度を上昇させうる。
【００４８】
ヒータ１３０は、電気抵抗性ヒータでもある。例えば、ヒータ１３０には、電気伝導性トラック(track)を含み、電気伝導性トラックに電流が流れることにより、ヒータ１３０が加熱される。しかし、ヒータ１３０は、前記例に限定されず、希望温度まで加熱されるものであれば、制限なしに該当する。ここで、希望温度は、エアロゾル生成装置１０に予め設定されていてもよく、ユーザによって所望の温度に設定されてもよい。
【００４９】
一方、他の例において、ヒータ１３０は、誘導加熱式ヒータでもある。具体的に、ヒータ１３０には、シガレットを誘導加熱方式で加熱するための電気伝導性コイルを含み、シガレットは、誘導加熱式ヒータによって加熱されるサセプタを含んでもよい。
【００５０】
例えば、ヒータ１３０は、管状加熱要素、板状加熱要素、針状加熱要素または棒状加熱要素を含み、加熱要素の形状によってシガレット２００の内部または外部を加熱することができる。
【００５１】
また、エアロゾル生成装置１０には、ヒータ１３０が複数個配置されてもよい。この際、複数個のヒータ１３０は、シガレット２００の内部に挿入されるように配置されても、シガレット２００の外部に配置されてもよい。また、複数個のヒータ１３０のうち、一部は、シガレット２００の内部に挿入されるように配置され、残りは、シガレット２００の外部に配置される。また、ヒータ１３０の形状は、図１ないし図３に図示された形状に限定されず、多様な形状に作製される。
【００５２】
蒸気化器１８０は、液状組成物を加熱してエアロゾルを生成し、生成されたエアロゾルは、シガレット２００を通過してユーザに伝達される。言い換えれば、蒸気化器１８０によって生成されたエアロゾルは、エアロゾル生成装置１０の気流通路に沿って移動し、気流通路は、蒸気化器１８０によって生成されたエアロゾルがシガレットを通過してユーザに伝達されるように構成される。
【００５３】
例えば、蒸気化器１８０は、液体保存部、液体伝達手段及び加熱要素を含むが、それに限定されない。例えば、液体保存部、液体伝達手段及び加熱要素は、独立したモジュールとしてエアロゾル生成装置１０に含まれてもよい。
【００５４】
液体保存部は、液状組成物を保存する。例えば、液状組成物は、揮発性タバコ香成分を含むタバコ含有物質を含む液体であり、非タバコ物質を含む液体でもある。液体保存部は、蒸気化器１８０から脱／付着可能にも作製され、蒸気化器１８０と一体として作製されてもよい。
【００５５】
例えば、液状組成物は、水、ソルベント、エタノール、植物抽出物、香料、香味剤、またはビタミン混合物を含んでもよい。香料は、メントール、ペパーミント、スペアミントオイル、各種果物の香り成分などを含むが、それらに制限されるものではない。香味剤は、ユーザに多様な香味または風味を提供する成分を含んでもよい。ビタミン混合物は、ビタミンＡ、ビタミンＢ、ビタミンＣ及びビタミンＥのうち、少なくとも１つが混合されたものでもあるが、それらに制限されるものではない。また、液状組成物は、グリセリン及びプロピレングリコールのようなエアロゾル形成剤を含んでもよい。
【００５６】
液体伝達手段は、液体保存部の液状組成物を加熱要素に伝達することができる。例えば、液体伝達手段は、綿纎維、セラミック纎維、ガラスファイバ、多孔性セラミックのような芯(wick)にもなるが、それに限定されない。
【００５７】
加熱要素は、液体伝達手段によって伝達される液状組成物を加熱するための要素である。例えば、加熱要素は、金属熱線、金属熱板、セラミックヒータなどにもなるが、それらに限定されるものではない。また、加熱要素は、ニクロム線のような伝導性フィラメントで構成され、液体伝達手段に巻かれる構造によっても配置される。加熱要素は、電流供給によって加熱され、加熱要素と接触された液体組成物に熱を伝達し、液体組成物を加熱することができる。その結果、エアロゾルが生成される。
【００５８】
例えば、蒸気化器１８０は、カトマイザ(cartomizer)または霧化器(atomizer)とも称されるが、それらに限定されない。
【００５９】
一方、エアロゾル生成装置１０は、バッテリ１２０、制御部１１０、ヒータ１３０及び蒸気化器１８０外に汎用的な構成をさらに含んでもよい。例えば、エアロゾル生成装置１０は、視覚情報の出力が可能なディスプレイ及び／または触覚情報の出力のためのモータを含んでもよい。また、エアロゾル生成装置１０は、少なくとも１つのセンサ（パフ感知センサ、温度感知センサ、シガレット挿入感知センサなど）を含んでもよい。また、エアロゾル生成装置１０は、シガレット２００が挿入された状態でも外部空気が流入されるか、内部気体が類推可能な構造にも作製される。
【００６０】
図１ないし図３には、図示されていないが、エアロゾル生成装置１０は、別途のクレードルと共にシステムを構成してもうよい。例えば、クレードルは、エアロゾル生成装置１０のバッテリ１２０の充電に用いられる。またはクレードルとエアロゾル生成装置１０が結合された状態でヒータ１３０が加熱されてもよい。
【００６１】
シガレット２００は、一般的な燃焼型シガレットと類似してもいる。例えば、シガレット２００は、エアロゾル生成物質を含む第１部分とフィルタなどを含む第２部分に区分される。またはシガレット２００の第２部分にも、エアロゾル生成物質が含まれてもよい。例えば、顆粒またはカプセルの形態に作られたエアロゾル生成物質が第２部分に挿入されてもよい。
【００６２】
エアロゾル生成装置１０の内部には、第１部分の全体が挿入され、第２部分は、外部に露出される。または、エアロゾル生成装置１０の内部に第１部分の一部だけ挿入されてもよく、第１部分の全体及び第２部分の一部が挿入されてもよい。ユーザは、第２部分を口にした状態でエアロゾルを吸い込む。この際、エアロゾルは、外部空気が第１部分を通過することで生成され、生成されたエアロゾルは、第２部分を通過してユーザの口に伝達される。
【００６３】
一例として、外部空気は、エアロゾル生成装置１０に形成された少なくとも１つの空気通路を通じて流入される。例えば、エアロゾル生成装置１０に形成された空気通路の開閉及び／または空気通路の大きさは、ユーザによって調節される。これにより、霧化量、喫煙感などがユーザによって調節される。他の例として、外部空気は、シガレット２００の表面に形成された少なくとも１つの孔(hole)を通じてシガレット２００の内部に流入されてもよい。
【００６４】
以下、図４を参照して、シガレット２００の一例について説明する。
【００６５】
図４は、シガレットの一例を示す図面である。
【００６６】
図４を参照すれば、シガレット２００は、タバコロッド２１０及びフィルタロッド２２０を含む。図１ないし図３を参照して上述した第１部分２１０は、タバコロッド２１０を含み、第２部分２２０は、フィルタロッド２２０を含む。
【００６７】
図４には、フィルタロッド２２０が単一セグメントに図示されているが、それに限定されない。言い換えれば、フィルタロッド２２０は、複数のセグメントで構成されてもよい。例えば、フィルタロッド２２０は、エアロゾルを冷却する第１セグメント及びエアロゾル内に含まれた所定の成分をフィルタリングする第２セグメントを含んでもよい。また、必要によって、フィルタロッド２２０には、他の機能を遂行する少なくとも１つのセグメントをさらに含んでもよい。
【００６８】
シガレット２００は、少なくとも１つのラッパ２４０によって包装される。ラッパ２４０には、外部空気が流入されるか、内部気体が流出される少なくとも１つの孔(hole)が形成される。一例として、シガレット２００は、１つのラッパ２４０によって包装される。他の例として、シガレット２００は、２以上のラッパ２４０によって重畳的に包装されてもよい。例えば、第１ラッパによってタバコロッド２１０が包装され、第２ラッパによってフィルタロッド２２０が包装される。そして、個別ラッパによって包装されたタバコロッド２１０及びフィルタロッド２２０が結合され、第３ラッパによってシガレット２００全体が再包装される。もし、タバコロッド２１０またはフィルタロッド２２０それぞれが複数のセグメントで構成されていれば、それぞれのセグメントが個別ラッパによって包装される。そして、個別ラッパによって包装されたセグメントが結合されたシガレット２００全体が他のラッパによって再包装される。
【００６９】
タバコロッド２１０は、エアロゾル生成物質を含む。例えば、エアロゾル生成物質は、グリセリン、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール及びオレイルアルコールのうち、少なくとも１つを含んでもよいが、それらに限定されない。また、タバコロッド２１０は、風味剤、湿潤剤及び／または有機酸(organic acid)のような他の添加物質を含んでもよい。また、タバコロッド２１０には、メントールまたは保湿剤などの加香液がタバコロッド２１０に噴射されることによって添加される。
【００７０】
タバコロッド２１０は、多様に作製される。例えば、タバコロッド２１０は、シート(sheet)によっても作製され、筋（strand）によっても作製される。また、タバコロッド２１０は、タバコシートが細かく切られた刻みタバコによっても作製される。また、タバコロッド２１０は、熱伝導物質によって取り囲まれる。例えば、熱伝導物質は、アルミニウムホイルのような金属ホイルでもあるが、それに限定されない。一例として、タバコロッド２１０を取り囲む熱伝導物質は、タバコロッド２１０に伝達する熱を押し並べて分散させ、タバコロッドに加えられる熱伝導率を向上させ、それにより、タバコ味を向上させうる。また、タバコロッド２１０を取り囲む熱伝導物質は、誘導加熱式ヒータによって加熱されるサセプタとしての機能が行える。この際、図示されていないが、タバコロッド２１０は、外部を取り囲む熱伝導物質以外にもさらなるサセプタをさらに含んでもよい。
【００７１】
フィルタロッド２２０は、酢酸セルロースフィルタでもある。一方、フィルタロッド２２０の形状には、制限がない。例えば、フィルタロッド２２０は、円柱状ロッドでもあり、内部に中空を含むチューブ状ロッドでもある。また、フィルタロッド２２０は、リセス状ロッドでもある。もし、フィルタロッド２２０が複数のセグメントで構成された場合、複数のセグメントのうち、少なくとも１つが他の形状にも作製される。
【００７２】
フィルタロッド２２０は、香味が生じるようにも作製される。一例として、フィルタロッド２２０に加香液が噴射され、加香液が塗布された別途の纎維がフィルタロッド２２０の内部に挿入されてもよい。
【００７３】
また、フィルタロッド２２０には、少なくとも１つのカプセル２３０が含まれる。ここで、カプセル２３０は、香味を発生させる機能を行い、エアロゾルを発生させる機能を行ってもよい。例えば、カプセル２３０は、香料を含む液体を被膜で覆い込んだ構造でもある。カプセル２３０は、球状または円筒状を有するが、それらに制限されるものではない。
【００７４】
もし、フィルタロッド２２０にエアロゾルを冷却するセグメントが含まれる場合、冷却セグメントは、高分子物質または生分解性高分子物質によっても製造される。例えば、冷却セグメントは、純粋なポリ乳酸のみによっても作製されるが、それに限定されない。または冷却セグメントは、複数の孔が穿孔された酢酸セルロースフィルタによっても作製される。しかし、冷却セグメントは、前記例に限定されず、エアロゾル冷却機能が行えるものであれば、制限なしに該当される。
【００７５】
一方、図４には、図示されていないが、一実施例によるシガレット２００は、前段フィルタをさらに含んでもよい。前段フィルタは、タバコロッド２１０において、フィルタロッド２２０に対向する一側に位置する。前段フィルタは、タバコロッド２１０の外部への離脱を防止し、喫煙中にタバコロッド２１０から液状化されたエアロゾルがエアロゾル発生装置（図１ないし図３の１０）に流れて行くことを防止することができる。
【００７６】
図５は、本発明によるエアロゾル生成装置の一例のブロック図を図式的に示す図面である。
【００７７】
図５を参照すれば、本発明によるエアロゾル生成装置１０は、制御部１１０、バッテリ１２０、ヒータ１３０、パルス幅変調処理部１４０、ディスプレイ部１５０、モータ１６０、及び記憶装置１７０を含む。
【００７８】
制御部１１０は、エアロゾル生成装置１０に含まれているバッテリ１２０、ヒータ１３０、パルス幅変調処理部１４０、ディスプレイ部１５０、モータ１６０、記憶装置１７０を総括的に制御する。図５に図示されていないが、実施例によって、制御部１１０は、ユーザのボタン入力やタッチ入力を受信する入力受信部（図示せず）及びユーザ端末のような外部通信装置と通信を行う通信部（図示せず）をさらに含んでもよい。図５に図示されていないが、制御部１１０は、ヒータ１３０に対して比例積分微分制御（ＰＩＤ）を遂行するためのモジュールをさらに含んでもよい。
【００７９】
バッテリ１２０は、ヒータ１３０に電力を供給し、ヒータ１３０に供給される電力の大きさは、制御部１１０によって調節される。
【００８０】
ヒータ１３０は、電流を印加すれば、固有抵抗によって発熱し、エアロゾル生成基質が加熱されたヒータに接触（結合）されれば、エアロゾルが生成される。
【００８１】
パルス幅変調処理部１４０は、ヒータ１３０にＰＷＭ(pulse width modulation)信号を伝達する方式を通じて、制御部１１０がヒータ１３０に供給される電力を制御する。実施例によって、パルス幅変調処理部１４０は、制御部１１０に含まれる方式によっても具現される。
【００８２】
ディスプレイ部１５０は、エアロゾル生成装置１０から発生する各種アラームメッセージ(Alarm message)を視覚的に出力してエアロゾル生成装置１０を使用するユーザに確認させる。ユーザは、ディスプレイ部１５０に出力されるバッテリ電力不足メッセージやヒータの過熱警告メッセージなどを確認し、エアロゾル生成装置１０の動作を止めるか、エアロゾル生成装置１０が破損される前に適切な措置を取ることができる。
【００８３】
モータ１６０は、制御部１１０によって駆動され、エアロゾル生成装置１０が使用可能であるということを、ユーザに触覚を通じて認知させる。
【００８４】
記憶装置１７０は、制御部１１０がヒータ１３０に供給される電力を適切に制御し、エアロゾル生成装置１０を使用するユーザに多様な風味を提供させるための各種情報を保存している。例えば、後述する第１方式や第２方式は、制御部１１０がヒータに供給される電力を制御するための制御方式のうち、１つであり、記憶装置１７０に保存されていて、制御部１１０の呼び出しによって制御部１１０に伝送される。他の例として、記憶装置１７０に保存される情報には、制御部１１０がヒータの温度を経時的に適切に加減制御するために参照する温度プロファイル(temperature profile)、後述する制御基準比率、比較制御値などを予め保存していて、制御部１１０の要請によって制御部１１０に当該情報を送信することができる。記憶装置１７０は、フラッシュメモリ(flash memory)のように不揮発性メモリで構成されるだけではなく、さらに速いデータ入出力（Ｉ／Ｏ）速度を確保するために、通電時にのみ制限的にデータを保存する揮発性メモリで構成されてもよい。
【００８５】
本発明による制御部１１０がヒータ１３０に供給される電力を制御する方式は、説明の便宜上、図６で後述する。
【００８６】
図６は、エアロゾル生成装置のヒータの温度を区間別に制御する方法を説明するグラフである。
【００８７】
図６を参照すれば、図６は、予熱温度区間を示す区間境界線６１０ａ、６１０ｂ、従来のＰＷＭ制御方式によるヒータの温度変化曲線６３０、従来のＰＩＤ制御方式によるヒータの温度変化曲線６５０及び本発明によるヒータの温度変化曲線６７０を含む。図６において横軸は、秒(second)、縦軸は、温度(Celsius Temperature)を意味する。
【００８８】
まず、予熱温度区間を示す区間境界線６１０ａ、６１０ｂは、それぞれ本発明における予熱温度区間の下限値及び上限値を示す。図６を参照すれば、予熱温度区間の下限値は、１９０℃、予熱温度区間の上限値は、２８０℃であり、１９０℃及び２８０℃は、本発明の望ましい実施例による例示的な数値なので、実施例によって、予熱温度区間の下限値及び上限値は異なる。例えば、予熱温度区間の下限値は、１６０℃ないし２２０℃の任意の温度が選択され、予熱温度区間の上限値は、２５０℃ないし３１０℃の任意の温度が選択されてもよい。
【００８９】
次いで、従来のＰＷＭ制御方式によるヒータの温度変化曲線６３０を見れば、ヒータの温度が急上昇し、約７秒〜８秒経過後には、約３９０℃まで上昇していて、徐々に下降する。このように固定されたＰＷＭでヒータに電力を供給する場合、ヒータの温度が目標温度に到逹した後、オーバーシュートが発生する問題点がある。
【００９０】
一方、従来のＰＩＤ制御方式によるヒータの温度変化曲線６５０を見れば、ヒータの温度が緩く上昇してオーバーシュートが発生しないが、他の制御方式に比べて、ヒータの温度がヒータの目標温度である３４０℃に到逹するのにさらに長時間がかかる。
【００９１】
本発明によるヒータの温度変化曲線６７０は、ＰＩＤ制御方式だけでヒータに供給される電力を制御するときよりも、さらに速い予熱速度を有しつつも、固定ＰＷＭ制御方式だけでヒータに供給される電力を制御するときに発生するオーバーシュートが発生しない特徴を有する。
【００９２】
以下では、図５及び図６を参照して、本発明によるヒータの温度を区間別に制御するエアロゾル生成装置の動作過程について詳細に説明する。
【００９３】
まず、制御部１１０は、ヒータ１３０の温度制御方式を予熱温度区間、温度保持区間に区分して制御する。
【００９４】
制御部１１０は、予熱温度区間において第１方式によってヒータに供給される電力を制御する。さらに具体的に、制御部１１０は、ヒータの温度が予熱温度区間の上限値に到逹するまで第１方式でヒータに供給される電力を制御する。
【００９５】
実施例によって、制御部１１０は、ヒータの温度が予熱温度区間の下限値から上限値に到逹するまで第１方式でヒータに供給される電力を制御することもできる。この選択的実施例によれば、制御部１１０がヒータを第１方式で制御する開始点を予熱温度区間の下限値からと限定して、制御部１１０が第１方式でヒータに供給される電力を制御する時点が明確になる長所がある。予熱温度区間は、下限値及び上限値からなる温度の範囲であって、図６を参照すれば、予熱温度区間の下限値は、１９０℃、予熱温度区間の上限値は、２８０℃になるということが分かる。実施例によって、予熱温度区間の下限値及び上限値は、前記１９０℃及び２８０℃以外に他の値にもなる。
【００９６】
ここで、第１方式は、固定された出力のパルス幅変調（ＰＷＭ）制御方式にもなる。
【００９７】
選択的な一実施例として、制御部１１０は、バッテリ１２０の出力電圧範囲を把握して出力電圧範囲の上限値によってヒータの予熱温度区間の上限値まで加熱することもできる。バッテリ１２０は、故障如何または蓄電量によって出力電圧範囲が異なる特性を有しているので、制御部１１０は、バッテリ１２０の出力電圧範囲を把握して出力電圧範囲の上限値によってヒータを最大限速く加熱することで、既知のヒータ制御方法よりもさらに速い予熱速度が確保されるように制御することができる。
【００９８】
制御部１１０は、ヒータの温度が予熱温度区間の上限値に到逹したことを感知すれば、ヒータの温度が予熱区間の上限値から目標温度に到逹するまで、ヒータに供給される電力を第２方式で制御する。
【００９９】
ここで、目標温度は、ヒータがエアロゾル生成物質に直間接的に接触して、エアロゾルを生成するのに必要な温度であって、予熱温度区間の上限値よりもさらに高温である。図６を参照すれば、目標温度は、３４０℃になることが分かり、実施例によって目標温度は、３４０℃よりもさらに低いか、さらに高い値であってもよい。
【０１００】
第２方式は、第１方式と区別されるヒータに供給される電力を制御する方式を意味する。一例として、第１方式がパルス幅変調（ＰＷＭ）制御方式であれば、第２方式は、比例積分微分（ＰＩＤ）制御方式でもある。前記のような過程で、制御部１１０は、記憶装置１７０に保存されていた温度プロファイル(temperature profile)及び比例積分微分（ＰＩＤ）制御方式を伝達された後、予熱温度区間の上限値まで急上昇したヒータの温度を相対的に遅い速度で目標温度に到逹させるために、比例積分微分制御を遂行する。さらに具体的に、制御部１１０は、ヒータのオーバーシュート(overshoot)を発生させずに、ヒータの温度を目標温度に上昇させるために、比例項、積分項、微分項の利得値(gain)を適切に調節することができる。
【０１０１】
記憶装置１７０には、比例積分微分制御を遂行するのに必要な各種情報が保存される。記憶装置１７０に保存される各種情報には、比例積分微分制御のための比例項、積分項、微分項の利得値の例示的な数値だけではなく、特定時点でヒータが特定の温度に到逹したとき、その時点で適した利得値を算出するためのロジック(logic)やアルゴリズム(algorithm)も含まれる。
【０１０２】
制御部１１０は、ヒータの温度が予熱温度区間の上限値に到逹したことを温度センサまたはタイマ(timer)を通じて分かる。制御部１１０は、ヒータに連結された温度センサの値を読込んでヒータの温度が予熱温度区間の上限値に到逹したことが分かる。
【０１０３】
また、制御部１１０は、内蔵されたか、有線で連結されたタイマを通じて第１方式でヒータに供給される電力を制御する時間を測定し、測定した結果に基づいてヒータの温度が上限値に到逹した時間と予測される時間の経過を感知すれば、ヒータに供給される電力を制御する方式を第１方式から第２方式に変更してもよい。例えば、第１方式が固定されたＰＷＭ制御方式であり、ヒータが比抵抗が広く知られた抵抗体であれば、制御部１１０は、ヒータに供給される電力量に比例して上昇するヒータの温度を演算し、ヒータの現在温度から予熱温度区間の上限値に到逹するのにかかる時間を算出することができる。
【０１０４】
選択的な一実施例として、制御部１１０は、目標温度に対する予熱温度区間の上限値の比率が既定値であることに基づいて、ヒータの温度が予熱温度区間の上限値から目標温度に到逹するまで、第２方式でヒータに供給される電力を制御することもできる。例えば、目標温度に対する予熱温度区間の上限値の比率（以下、「制御基準比率」）が０．８であり、予熱温度区間の上限値が２４０℃であれば、制御部１１０は、ヒータの温度が２４０℃から３００℃になるまで第２方式を通じてヒータに供給される電力を制御する。ここで、制御基準比率を０．８に設定したのは、本発明の望ましい実施例による例示的な数値なので、実施例によっても異なり、予熱温度区間の上限値である２４０℃も同様である。例えば、制御基準比率は、０．６５ないし０．９５の値のうち、任意の値であってもよい。
【０１０５】
【数１】
2021507715.tif 000003
【０１０６】
数式１は、制御部１１０が第１方式から第２方式に制御方式を変更する時点を決定するときに使用する数式の一例である。数式１において、Ｔ２は、制御部１１０が第２方式でヒータに供給される電力を制御し始める時点のヒータの温度であって、予熱温度区間の上限値を意味し、Ｔ３は、ヒータの目標温度であり、ａは、比例変数であって、１．５から２．５の範囲を有する。
【０１０７】
数式１において、ａは、制御部１１０がヒータに電力制御信号を送信する制御信号送信周期によって異なる変数である。ａは、実験的に決定された値であって、制御信号送信周期に比例して大きさが大きくなる特性を有し、記憶装置１７０に制御信号送信周期ごとに対応してテーブル(table)行動に保存されていて、制御部１１０の呼び出しによって呼び出されてＴ２を算出するのに用いられる。
【０１０８】
制御部１１０が１０ミリ秒(milliseconds)間隔でヒータに電力制御信号を送信し、ヒータの速い予熱速度のために固定されたＰＷＭ制御方式でヒータに供給される電力を制御すると仮定すれば、実験的に目標温度対比で１０％のオーバーシュートが発生する。一例として、目標温度が３００℃であるヒータがあるとき、該ヒータにＰＷＭ制御方式の電力制御信号を１０ｍｓ周期で送信すれば、オーバーシュートが発生し、オーバーシュートの最大温度は、３３０℃になる。よって、ヒータのオーバーシュートを予め防止するために、制御部１１０は、ヒータが目標温度に到逹する前に予めヒータに対する電力制御方式を変更する必要がある。
【０１０９】
例えば、制御部１１０がヒータに電力制御信号を送信する間隔が１０ミリ秒であるとき、比例変数ａが２に決定されており、ヒータの目標温度が３００℃であれば、制御部１１０が電力制御方式を変更する時点は、数式１によってヒータの温度が２４０℃に到逹した時点になる。比例定数ａは、制御信号送信周期に比例して大きさが大きくなる特性を有しているので、制御信号送信周期がさらに長くなるほど、制御部１１０が電力制御方式を第１方式から第２方式に変更する時点は、ヒータの温度が２４０℃よりもさらに低いときである。他の例として、制御信号送信周期が１００ミリ秒であるときの比例定数が２．５であれば、制御部１１０は、２２５℃でヒータに対する電力制御方式を第１方式から第２方式に変更することができる。
【０１１０】
前述したように、本発明によれば、制御部１１０がヒータに供給される電力を第１方式で制御していて、ヒータの温度が予熱温度区間の上限値に到逹したとき、電力制御方式を第２方式に変えた後、目標温度までヒータに対する電力制御を遂行することで、従来の知られた方法よりもさらに速い予熱速度を確保してユーザに十分な量のエアロゾルを迅速に提供するだけではなく、ヒータのオーバーシュートが予防されることにより、媒質（エアロゾル生成基質）の炭化現象によってユーザが不快な喫煙経験をする場合を予め防止することができる。
【０１１１】
特に、ヒータに対する電力制御方式を第１方式から第２方式に変更するに当って、数式１のように制御部がヒータに送信する電力制御信号の送信周期及び目標温度の高さを同時に考慮することにより、本発明によるエアロゾル生成装置に含まれる制御部は、速い予熱速度とヒータのオーバーシュート防止という２つの長所を極大化させうる時点を正確に把握することができる。
【０１１２】
図７は、本発明によるヒータに供給される電力を制御する方法の一例を示すフローチャートである。
【０１１３】
図７は、図５によるエアロゾル生成装置１０によって具現されるので、以下では、図５を参照して説明し、図５及び図６との重複説明は省略する。
【０１１４】
まず、制御部１１０は、バッテリ１２０がヒータ１３０に電力供給を開始すれば、ヒータの温度を周期的に感知する（Ｓ７１０）。
【０１１５】
制御部１１０は、感知されたヒータ１３０の温度が予熱区間の下限値より小さいか否かを判断し（Ｓ７２０）、ヒータ１３０の温度が予熱区間の下限値より低ければ、ヒータ１３０を第１方式で加熱してヒータ１３０の温度を上昇させ始める（Ｓ７３０）。
【０１１６】
実施例によって、段階Ｓ７１０及びＳ７２０は、省略され、その場合、制御部１１０は、ヒータ１３０の加熱開始時点から第１方式でヒータに供給される電力を制御する。
【０１１７】
段階Ｓ７３０に続いて、制御部１１０は、ヒータ１３０の現在温度が予熱区間の上限値に到逹したか否かを把握し（Ｓ７４０）、ヒータ１３０の現在温度が予熱区間の上限値に到逹したならば、ヒータ１３０に供給される電力の制御方式を第１方式から第２方式に切り換え、ヒータ１３０が続けて加熱されるように制御する（Ｓ７５０）。前述したように、段階Ｓ７５０において第１方式は、固定された出力のＰＷＭ制御方式、第２方式はＰＩＤ制御方式にもなる。
【０１１８】
制御部１１０は、ヒータ１３０の現在温度が目標温度に到逹したか否かを把握し（Ｓ７６０）、ヒータ１３０の現在温度が目標温度に到逹したならば、第２方式を通じてヒータ１３０の温度が目標温度を続けて保持するように制御する（Ｓ７７０）。
【０１１９】
図８は、本発明によるヒータに供給される電力を制御する方法の他の一例を示すフローチャートである。
【０１２０】
図８は、図５によるエアロゾル生成装置１０によって具現されるので、以下では、図５を参照して説明し、図５及び図６との重複説明は省略する。図８は、制御部１１０が温度センサではなく、タイマに基づいてヒータの電力制御方式を決定する選択的実施例を説明するためのフローチャートである。
【０１２１】
まず、制御部１１０は、バッテリ１２０がヒータ１３０に電力供給を開始すれば、ヒータの温度を周期的に感知する（Ｓ８１０）。
【０１２２】
制御部１１０は、感知されたヒータ１３０の温度が予熱区間の下限値より小さいか否かを判断し（Ｓ８２０）、ヒータ１３０の温度が予熱区間の下限値より低ければ、ヒータ１３０を第１方式で加熱してヒータ１３０の温度を上昇させ始める（Ｓ８３０）。
【０１２３】
実施例によって、段階Ｓ８１０及びＳ８２０は省略され、その場合、制御部１１０は、ヒータ１３０の加熱開始時点から第１方式でヒータ１３０に供給される電力を制御する。
【０１２４】
次いで、制御部１１０は、現在温度と予熱温度区間の上限値の差を把握し、現在温度から予熱温度区間の上限値に到逹するまでの時間（以下、「上限値到達時間」）を算出する（Ｓ８４０）。
【０１２５】
制御部１１０は、上限値到達時間が経過したか否かを把握し（Ｓ８５０）、上限値到達時間が経過したならば、ヒータ１３０に供給される電力の制御方式を第１方式から第２方式に切り換え、ヒータ１３０を続けて加熱してヒータ１３０の温度を目標温度まで上昇させる（Ｓ８６０）。段階Ｓ８６０において、制御部１１０は、予熱温度区間の上限値に到逹したヒータ１３０の温度が目標温度に到逹するまでの所要時間（以下、「目標温度到達時間」）を算出することができる。
【０１２６】
制御部１１０は、目標温度到達時間が経過したか否かを把握し（Ｓ８７０）、目標温度到達時間が経過したならば、第２方式を通じてヒータの温度を目標温度に続けて保持させる（Ｓ８８０）。段階Ｓ８８０において、第２方式がＰＩＤ制御方式であったら、制御部１１０は、目標温度に到逹する前と後のＰＩＤ利得値（比例項、積分項、微分項）が異なるように適切に調整することができる。
【０１２７】
図９は、本発明によるヒータに供給される電力を制御する方法のさらに他の一例を示すフローチャートである。
【０１２８】
図９は、図７において制御部１１０が電力制御方式を第２方式に転換するための予熱温度区間の上限値を決定するに当って、数式１のように目標温度と比例変数を利用するか、特定の比率を利用する過程を説明するための図面である。
【０１２９】
まず、制御部１１０は、ヒータ１３０を第１方式で加熱し（Ｓ７３０）、ヒータ１３０の現在温度とヒータ１３０の目標温度との比率を算出する（Ｓ９１０）。
【０１３０】
制御部１１０は、ヒータ１３０の現在温度とヒータ１３０の目標温度との比率が既定値と同一であるか否かを把握し（Ｓ９２０）、ヒータ１３０の現在温度とヒータ１３０の目標温度との比率が既定値と同一であれば、ヒータに供給される電力の制御方式を第１方式から第２方式に切り換え、ヒータ１３０を続けて加熱するようにバッテリ１２０を制御してヒータの温度を上昇させる（Ｓ７５０）。段階Ｓ９２０で予め設定された値は、０．８にもなり、数式１によって決定された特定の値にもなる。
【０１３１】
制御部１１０は、ヒータ１３０の現在温度とヒータ１３０の目標温度との比率が既定値と同一ではなければ、ヒータ１３０が第１方式で加熱されてヒータ１３０の温度が十分に上昇するように制御する（Ｓ９３０）。
【０１３２】
図１０は、エアロゾル生成装置のヒータの温度を区間別に制御する方法を説明するグラフである。
【０１３３】
図１０を参照すれば、図１０は、ヒータの温度によって区分される各区間を区分して説明するための区間境界線１０１０ａ、１０１０ｂ、１０１０ｃ、従来方式によるヒータの温度変化曲線１０３０、本発明によるヒータの温度変化曲線１０５０を含む。図１０において、横軸は、秒(second)、縦軸は、温度(Celsius Temperature)を意味する。
【０１３４】
従来方式によれば、ヒータの温度が予熱過程で過度に高温に上がることを防止するために制御部は、比例積分微分制御を利用する傾向がある。制御部が比例積分微分制御を通じて、ヒータの温度を制御すれば、比例積分微分の固有のフィードバックアルゴリズム(Feedback Algorithm)を通じてヒータの温度が徐々に上昇し、ヒータは、０秒から２０秒までに設定された予熱区間ａを経て初めて、ヒータの目標温度である３００℃に到逹する。制御部は、ヒータの温度が３００℃に到逹すれば、ヒータの温度を３００℃に保持するための保持区間ａに突入するが、従来方式では、予熱区間ａと温度保持区間ａとの境界点で制御部の電力制御方式の変更があるものではなく、比例積分微分制御自体の特性によって、比例項、積分項、微分項の利得値(gain)を調節する方式を通じてヒータの温度を制御する。
【０１３５】
従来方式によるヒータの温度変化曲線１０３０を見れば、前述した説明によって予熱区間ａにおけるヒータの温度は、増加し続け、２０秒になったとき、目標温度である３００℃に到逹し、温度保持区間ａに突入することが分かる。ヒータの材質及びバッテリの出力電圧などによってヒータが目標温度に到逹する時間（２０秒）が異なり、エアロゾル生成基質によってヒータの目標温度（３００℃）が異なるということは自明である。
【０１３６】
一方、本発明によるヒータの温度変化曲線１０５０を見れば、予熱区間ｂにおいてヒータの温度が迅速に上昇し、４秒になったとき、目標温度である３００℃に到逹し、減温区間に突入することが分かる。本発明において、制御部１１０は、予熱区間ｂにおいて比例積分微分制御方式を利用せず、固定された出力レベルを有するパルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)方式を利用することができる。
【０１３７】
ここで、減温区間は、従来方式によるヒータの温度変化曲線１０３０では示されない区間であって、目標温度に迅速に到逹したヒータにオーバーシュートが発生してヒータの温度が目標温度を超過するようになれば、ヒータの温度を目標温度にさらに低めるために、制御部１１０がヒータに供給される電力を制御する区間を意味する。従来方式によれば、ヒータにオーバーシュートが発生しないので、減温区間も存在しないが、本発明によれば、ヒータのオーバーシュート現象を迅速に除去するための制御部１１０の電力制御過程が含まれる特徴がある。
【０１３８】
次いで、減温区間を経てヒータの温度が目標温度レベルに再び戻れば、制御部１１０は、ヒータの温度を一定に保持するために温度保持区間ｂに突入する。前述したように、本発明によれば、予熱時間の画期的な短縮が可能であり、ユーザに提供するための十分な量のエアロゾルを早期に確保することができる長所がある。
【０１３９】
以下では、図５及び図１０を参照して、本発明によるヒータの温度を区間別に制御するエアロゾル生成装置の動作過程について詳細に説明する。予熱区間、減温区間、温度保持区間は、それぞれ制御方式や区間的な特徴において互いに異なるという点で、第１段階、第２段階、第３段階または第１区間、第２区間、第３区間と通称することができる。
【０１４０】
まず、制御部１１０は、ヒータ１３０の温度制御方式を予熱区間、減温区間及び温度保持区間に区分して制御する。
【０１４１】
ここで、予熱区間は、ヒータの温度が既定の目標温度未満である場合を意味し、ユーザがエアロゾル生成装置１００を電源オフ状態に保持したか、エアロゾル生成装置１００を電源オンにしても時間が一定以上経過してヒータに電力が供給されないことにより、ヒータの温度が目標温度よりもさらに低くなり、それを再び加熱するための区間と定義される。
【０１４２】
制御部１１０は、予熱区間でバッテリの状態(status)によって最大出力を用いてヒータに迅速に電力を供給する。ここで、バッテリの状態とは、バッテリの出力電圧レベル、バッテリの蓄電量などバッテリがヒータに電力を供給する電力量に直接的に影響を及ぼす要素を包括的に含む単語を意味する。制御部１１０は、予熱区間でヒータにバッテリの電力が供給されるように制御するとき、固定された大きさのパルス幅変調（ＰＷＭ）方式を通じてヒータの温度が迅速に上昇するように制御する。また、図６において、本発明によるエアロゾル生成装置１００の予熱区間ｂは、４秒と示されているが、エアロゾル生成装置１００に含まれる具体的な構成によって予熱区間ｂの長さは、さらに長くなるか、短くなる。
【０１４３】
次いで、制御部１１０は、ヒータの温度が目標温度に到逹したならば、ヒータに供給される電力を制御する方式を、予熱区間に対応する方式から減温区間に対応する方式に変更する。この際、予熱区間に対応する方式及び減温区間に対応する方式は、一種のヒータに対する温度プロファイルとして記憶装置１７０に保存されていて、制御部１１０の呼び出しによって制御部１１０に伝達される。減温区間は、ヒータの温度が目標温度を超過してオーバーシュートが発生すれば、制御部１１０がヒータの温度を低めるように制御する区間を意味し、オーバーシュートが発生したヒータが低くならねばならない温度は、目標温度となり、図１０を参照すれば、３００℃になる。
【０１４４】
前述したような過程で、制御部１１０は、記憶装置１７０に保存されていた温度プロファイル及び比例積分微分（ＰＩＤ）制御方式を伝達されて上昇したヒータの温度を目標温度まで低める比例積分微分制御を行い、さらに具体的には、既に目標温度を超えているヒータの温度を低めるために、微分項の利得値を適切に調節する方式の制御を遂行する。記憶装置１７０に保存される比例積分微分制御のための比例項、積分項、微分項の利得値は、実験的に予め数値化されている値だけではなく、特定時点のヒータの特定温度で適した利得値を算出するための比例積分微分制御に係わる利得値算出モジュール（図示せず）が記憶装置１７０に含まれてもよい。
【０１４５】
制御部１１０は、予熱区間及び減温区間を区分するために、ヒータの温度を周期的または非周期的に測定する温度センサを含み、予熱区間及び減温区間の時間長を測定するためのタイマ(timer)も含む。制御部１１０が収集したヒータの温度と予熱区間及び減温区間の時間長は、記憶装置１７０に１次的に保存された後、制御部１１０の呼び出しによって再び読み込んだ後、制御部１１０が特定の制御パラメータ(controlling parameter)を算出するのに用いられる。
【０１４６】
最後に、制御部１１０は、オーバーシュートが発生したヒータが減温区間の間に目標温度に低くなれば、ヒータの温度を目標温度に保持するように制御し、上記のように制御部１１０がヒータの温度を目標温度に保持する区間は、温度保持区間と定義される。制御部１１０は、ヒータの温度を目標温度に保持する間に比例積分微分制御方式を用いてヒータに供給される電力を制御し、既設定の時間が経過すれば、温度保持区間終了と認知し、ヒータに供給される電力を遮断するように制御する。
【０１４７】
制御部１１０は、予熱区間、減温区間及び温度保持区間の時間長のうち、少なくとも２つ以上によって制御基準比率を算出し、制御基準比率に基づいてヒータに供給される電力を制御する。
【０１４８】
【数２】
2021507715.tif 000004
【０１４９】
数式２は、制御部１１０が算出する制御基準比率の一例に係わる数式である。数式２において、ｋ１は、制御基準比率を意味し、ｔ１は、予熱区間の時間長、ｔ２は、減温区間の時間長を意味する。制御部１１０は、数式２によって制御基準比率を算出し、算出された制御基準比率に基づいて、減温区間の時間長を適切に調節することができる。
【０１５０】
【数３】
2021507715.tif 000005
【０１５１】
数式３は、制御部１１０が制御基準比率を既定の比較制御値と比較する一例に係わる数式である。数式３において、ｋ１は、数式２によって算出された制御基準比率であり、Ｃ１は、制御基準比率と比較するための既設定の比較制御値を意味する。比較制御値は、記憶装置１７０に保存されていて、制御部１１０の要請によって制御部１１０に伝達されてもよく、必要に応じて更新されてもよい。
【０１５２】
一例として、比較制御値は、２になる。ここで、比較制御値が２ということは、数式２及び数式３を連立したとき、減温区間の時間長が予熱区間の時間長の半分よりもさらに長くなければならないということを意味する。制御部１１０は、タイマ及び温度センサを通じて予熱区間の時間長が決定されれば、定数値に固定された予熱区間の時間長に基づいて減温区間が少なくとも何秒間保持されねばならないかを算出する。さらに具体的に、制御部１１０は、比例積分微分制御を行うために、比例項、積分項、微分項の利得値を決定するに当って、減温区間長を少なくとも何秒以上保持せねばならないかを共に考慮してもよい。
【０１５３】
制御部１１０は、ヒータの温度が予熱区間、減温区間を経て温度保持区間に突入すれば、既設定の予熱区間及び減温区間の時間長に基づいて制御基準比率を再び算出して更新し、更新された制御基準比率によって温度保持区間を保持することができる。
【０１５４】
【数４】
2021507715.tif 000006
【０１５５】
数式４は、制御部が算出する制御基準比率の他の一例に係わる数式である。さらに具体的に、数式４において、ｋ２は、ｋ１に次いで更新された制御基準比率（以下、「更新制御基準比率」）を意味し、ｔ２は、減温区間の時間長、ｔ３は、温度保持区間の時間長を意味する。制御部１１０は、数式４によって制御基準比率を算出し、算出された制御基準比率に基づいて、温度保持区間の時間長を適切に調節することができる。
【０１５６】
【数５】
2021507715.tif 000007
【０１５７】
数式５は、制御部が算出する更新制御基準比率の他の一例に係わる数式である。数式５で使用されたｋ２は、更新制御基準比率、ｔ１ないしｔ３は、それぞれ予熱区間、減温区間、温度保持区間の時間長を意味する。制御部１１０は、数式４または、数式５によって制御基準比率を算出して更新し、更新された制御基準比率に基づいて温度保持区間の時間長を適切に調節することができる。
【０１５８】
【数６】
2021507715.tif 000008
【０１５９】
数式６は、制御部１１０が更新制御基準比率を既定の比較制御値と比較する一例に係わる数式である。数式６において、ｋ２は、数式４または数式５によって算出された更新制御基準比率であり、Ｃ２は、更新制御基準比率と比較するための既設定の比較制御値を意味する。比較制御値は、記憶装置１７０に保存されていて、制御部１１０の要請によって制御部１１０に伝達されてもよく、必要に応じて更新されてもよい。
【０１６０】
一例として、比較制御値は、１になる。ここで、比較制御値が１ということは、数式４及び数式６を連立したとき、温度保持期間の時間長が減温区間の時間長よりもさらに長くなければならないことを意味する。また、更新制御基準比率を、数式４を通じて算出した場合、比較制御値が１ということは、温度保持期間の時間長が予熱区間及び減温区間の時間長の和よりもさらに長くなければならないことを意味する。制御部１１０は、比例積分微分の利得値を適切に調節するために、更新制御基準比率を数式４または数式５によって選択的に使用することができる。
【０１６１】
前述したように、温度保持区間長を予熱区間及び減温区間の時間長によって適切に制限することで、ヒータが高温状態に保持されるときに発生する媒質の炭化現象を最小化することにより、本発明によれば、短い予熱時間でユーザに十分な量のエアロゾルを迅速に提供するだけではなく、媒質の炭化現象を最小化することができ、ユーザにエアロゾルの吸入に対する高い満足感を提供することができる。
【０１６２】
選択的な一実施例として、制御部は、数式２、数式３、数式４及び数式６を通じて減温区間及び温度保持区間の時間長を決定し、ヒータの温度を区間別に制御することもできる。また、他の選択的な一実施例として、制御部は、数式２、数式３、数式５及び数式６を通じて減温区間及び温度保持区間の時間長を決定し、ヒータの温度を区間別に制御することができる。前述したように、減温区間及び温度保持区間の長さは、予熱区間の時間長に依存し、予熱区間の時間長は、ヒータの材質及びヒータの初期温度によっても異なる。
【０１６３】
図１１は、本発明によるエアロゾル生成装置のヒータの温度を区間別に制御する方法の一例を示すフローチャートである。
【０１６４】
図１１による方法は、図５によるエアロゾル生成装置１０によって具現されるので、以下では、図５を参照して説明し、図５及び図１０での説明と重複する説明は、省略する。
【０１６５】
まず、制御部は、ヒータの温度を感知し（Ｓ１１１０）、感知されたヒータの温度が既定の目標温度よりもさらに低いか否かを把握する（Ｓ１１２０）。
【０１６６】
制御部は、ヒータの温度の大きさが目標温度の高さよりさらに低ければ、予熱区間に突入してヒータが加熱されるように制御する（Ｓ１１３０）。
【０１６７】
制御部は、温度センサを通じてヒータの温度上昇を周期的にまたは非周期的にモニタリングしつつ、ヒータのオーバーシュートが感知されるか否かを把握し（Ｓ１１４０）、ヒータのオーバーシュートが感知されれば、予熱区間及び減温区間の時間長で制御基準比率を算出する（Ｓ１１５０）。
【０１６８】
制御部は、算出された制御基準比率に基づいて減温区間の時間長を決定して減温区間の間、ヒータの温度が下降するように制御する（Ｓ１１６０）。
【０１６９】
選択的な一実施例として、制御部が制御基準比率を既定の比較制御値と比較した結果に基づいてヒータに供給される電力を制御可能であることは、図１０の説明と同様である。
【０１７０】
制御部は、減温区間が終了したか否かをヒータの温度または減温区間の時間経過を通じて把握し（Ｓ１１７０）、減温区間が終了したならば、予熱区間、減温区間、温度保持期間のうち、少なくとも２つ以上に基づいて制御基準比率を算出する（Ｓ１１８０）。段階Ｓ１１８０において、制御部は、減温区間の終了を把握するために温度センサまたはタイマのうち、少なくとも１つ以上を利用することができる。
【０１７１】
制御部は、段階Ｓ１１８０において算出した制御基準比率によって段階Ｓ１１５０で算出した制御基準比率を更新し、更新された制御基準比率に基づいて温度保持期間の時間長を決定した後、それにより、温度保持期間の間、ヒータの温度が目標温度に保持されるように制御する（Ｓ１１９０）。
【０１７２】
図１２は、制御部が減温区間の長さを決定する一例を示すフローチャートである。
【０１７３】
図１２は、図１１の段階Ｓ１１４０ないし段階Ｓ１１７０の選択的一実施例を説明するための図面であって、以下では、説明の便宜上、図１１を参照して説明する。
【０１７４】
制御部は、ヒータのオーバーシュートが感知されれば（Ｓ１１４０）、予熱区間及び減温区間の時間長によって制御基準比率を算出する（Ｓ１１５０）。
【０１７５】
制御部は、段階Ｓ１１５０で算出した制御基準比率を、比較制御値である２と比較する（Ｓ１２１０）。
【０１７６】
段階Ｓ１２１０において、制御基準比率が２より大きいか、２と同一であれば、制御部は、比例積分微分制御の利得値を調整して減温区間の時間長を変更する（Ｓ１２２０）。段階Ｓ１２２０によって制御基準比率は、段階Ｓ１１５０を経て再び算出される。
【０１７７】
段階Ｓ１２１０において、制御基準比率が２よりも小さければ、制御部は、算出された制御基準比率に基づいて決定された減温区間の間、ヒータの温度が下降するように制御する（Ｓ１１６０）。
【０１７８】
図１３は、制御部が温度保持区間の長さを決定する一例を示すフローチャートである。
【０１７９】
図１３は、図１１の段階Ｓ１１７０ないし段階Ｓ１１９０の選択的一実施例を説明するための図面であって、以下では、説明の便宜上、図１１を参照して説明する。
【０１８０】
制御部は、減温区間の終了を感知すれば（Ｓ１１７０）、予熱区間、減温区間及び温度保持期間の時間長のうち、少なくとも２つ以上に基づいて更新制御基準比率を算出する（Ｓ１１８０）。
【０１８１】
制御部は、段階Ｓ１１８０で算出された更新制御基準比率が１より小さいか否かを判断する（Ｓ１３１０）。
【０１８２】
制御部は、更新制御基準比率が１より大きいか、１と同一であれば、制御部は、比例積分微分制御の利得値を調整して温度保持区間の時間長を変更する（Ｓ１３２０）。段階Ｓ１３２０によって更新制御基準比率は、段階Ｓ１１８０を経て再び算出される。
【０１８３】
制御部は、更新制御基準比率が１より小さければ、制御部が算出した更新制御基準比率に基づいて決定された温度保持区間の間、ヒータの温度が目標温度を続けて保持するように制御する（Ｓ１３９０）。
【０１８４】
図１４は、予熱区間及び保持区間を区分してヒータの温度を制御する方式の既存の区間区分なしに制御する方式対比の相違点及び区間を区分して制御する方式の問題点を説明するグラフである。
【０１８５】
図１４を参照すれば、予熱区間と保持区間とを区分してヒータ１３０の温度を制御する方式及び予熱区間と保持区間とを区分せず、全体区間に対してヒータ１３０の温度を制御する方式で経時的なヒータ１３０の温度変化を示すグラフが図示されている。また、予熱区間と保持区間とを区分してヒータの温度を制御する場合、一定値に設定されたヒータ１３０制御の目標温度が図示されている。
【０１８６】
制御部１１０は、ヒータ１３０の温度を基準温度に保持されるように制御することができる。基準温度は、シガレット２００からエアロゾルの生成に最も適した温度を意味することができる。基準温度は、シガレット２００の種類によって異なる値にも設定される。例えば、基準温度は、２４０℃以上３６０℃以下に設定される。
【０１８７】
制御部１１０は、目標温度を設定し、ヒータ１３０の温度が目標温度に到逹するようにヒータ１３０の温度を制御することができる。目標温度は、基準温度と同じ値に設定される。但し、これに限定されるものではなく、ヒータ１３０の温度をさらに適切に制御するために、目標温度は、基準温度とは異なる値に設定されてもよい。
【０１８８】
予熱区間と保持区間とを区分してヒータ１３０の温度を制御する方式の場合、予熱区間で制御部１１０は、ヒータ１３０の温度が基準温度以上になるようにヒータ１３０に供給される電力を制御することができる。予熱区間は、ヒータ１３０の温度が基準温度以上になるように加熱される区間を意味する。図１４に図示されている例示を参照すれば、基準温度は、３００℃に設定され、ヒータ１３０の温度が基準温度よりも高くなる時点以前までの区間が予熱区間に該当する。
【０１８９】
予熱区間において、制御部１１０は、ヒータ１３０の温度が短時間内に基準温度以上になるようにヒータ１３０に供給される電力を制御する。例えば、制御部１１０は、パルス幅変調を通じてバッテリ１２０がヒータ１３０に供給される電流パルスの周波数及びデューティーサイクルをそれぞれの最大値に設定する。
【０１９０】
予熱区間と保持区間とを区分してヒータ１３０の温度を制御する方式の場合、保持区間で制御部１１０は、ヒータ１３０の目標温度を設定してヒータ１３０の温度が基準温度に保持されるようにヒータ１３０に供給される電力を制御する。保持区間は、ヒータ１３０の温度が基準温度以上になるように加熱されて予熱区間終了時点以後を意味する。図１４に図示されている例示を参照すれば、ヒータ１３０の温度が３００℃に設定された基準温度より高くなる時点以後の区間が保持区間に該当する。
【０１９１】
保持区間において、制御部１１０は、目標温度を設定する。具体的に、制御部１１０は、予熱区間終了時点または保持区間開始時点で目標温度を設定することができる。図１４に図示された例示を参照すれば、予熱区間終了時点であり、かつ保持区間開始時点で設定され、一定値に保持される目標温度が図示されている。また、目標温度が３００℃に設定された基準温度と同じ値に設定されていることが図示されている。
【０１９２】
保持区間において、制御部１１０は、短時間内に基準温度以上に上昇されたヒータ１３０の温度を基準温度に保持させるために、ヒータ１３０の温度が下降するようにヒータ１３０に供給される電力を制御することができる。具体的に、ヒータ１３０の温度を基準温度に保持するために、ヒータ１３０の温度を低下させる制御が行われるようにするＰＩＤ制御の係数が制御部１１０によって設定される。図１４に図示された例示を参照すれば、予熱区間を通じて基準温度以上に上昇されたヒータ１３０の温度を保持区間で低下させる制御結果が図示されている。
【０１９３】
保持区間において、ヒータ１３０の温度を低下させるＰＩＤ制御の係数が設定されることにより、ヒータ１３０の温度が下降して基準温度以下になる。予熱区間において、短時間内にヒータ１３０を基準温度以上に加熱するために、ヒータ１３０の温度が基準温度以上に到逹する時間が短縮されるが、保持区間でヒータ１３０の温度を基準温度に保持し難いという問題点が伴われる。
【０１９４】
図１４に図示された例示を参照すれば、喫煙が進められることにより、ヒータ１３０の温度は徐々に低下して基準温度以下になることが図示されている。シガレット２００は、基準温度に最も好適にエアロゾルを発生させるという点で、ヒータ１３０温度の基準温度以下への下降は、喫煙品質の低下をもたらす恐れがある。
【０１９５】
制御部１１０は、基準温度以下に低下するヒータ１３０の温度を補償するために目標温度を調整することができる。ヒータ１３０の温度補償は、ヒータ１３０の温度が基準温度以下に低下する分だけヒータ１３０の温度を上昇させる方式で行われる。
【０１９６】
目標温度を調整せず、一定値に保持する場合に発生するヒータ１３０の温度が基準温度以下に下降する問題点を解決するために、制御部１１０は、多様な方式で目標温度を調整する。それにより、制御部１１０は、基準温度以下に下降するヒータ１３０の温度を補償してヒータ１３０の温度を基準温度に近接するように保持する。
【０１９７】
制御部１１０は、ヒータ１３０の温度が基準温度以下に下降する温度下降区間で目標温度を調整する。制御部１１０は、ヒータ１３０の温度が基準温度以下に下降し、温度下降区間開始時点で目標温度を調整する。また、制御部１１０は、温度下降区間開始時点よりも早い時点または遅い時点で目標温度を調整する。
【０１９８】
制御部１１０は、目標温度をリアルタイムで調整する。制御部１１０は、ヒータ１３０の温度変化などに基づいて目標温度をどのように調整するかをリアルタイムで判断することができる。但し、これに限定されるものではなく、制御部１１０は、目標温度を１回に限って、異なる値に変更することもできる。
【０１９９】
制御部１１０が目標温度を調整してヒータ１３０の温度を補償することにより、ヒータ１３０の温度が基準温度近傍に保持され、それにより、温度下降による喫煙品質の低下を防止する。したがって、予熱区間及び保持区間が分離されることにより、ユーザにエアロゾルを提供するための装置１０の準備時間が短縮されると共に、予熱区間において短時間内にヒータ１３０が加熱されることにより、保持区間におけるヒータ１３０の温度下降問題が解決される。
【０２００】
図１４を参照すれば、予熱区間と保持区間とを区分せず、全体区間に対してヒータ１３０の温度を制御する方式も図示されている。予熱区間と保持区間とを区分しない場合、喫煙が進められることにより、ヒータ１３０の温度が下降する問題点は発生しないが、ヒータ１３０の温度が基準温度に到逹するまでの所要時間が予熱区間と保持区間とを区分する場合に比べて長くなり、それによってユーザにエアロゾルを提供するための装置１０の準備時間が長くなる。図１４に図示された例示を参照すれば、予熱区間と保持区間とを区分する場合に比べて、予熱区間と保持区間とを区分しない場合、ヒータ１３０の温度が基準温度に到逹するには、さらに長時間がかかるという点が図示されている。
【０２０１】
図１５は、一部実施例による目標温度を調整する一例を説明するグラフである。
【０２０２】
制御部１１０は、目標温度を１回変更させることで、目標温度を調整する。図１５に図示された例示を参照すれば、温度下降区間が始まる時点で目標温度が既存の値より高い値に変更されて保持され、それにより、ヒータ１３０の温度が制御される態様が図示されている。
【０２０３】
目標温度を１回変更させることで、目標温度が調整される場合、目標温度が調整されない場合に比べて、ヒータ１３０の温度が基準温度にさらに近く保持される。また、制御部１１０が目標温度を調整する方式が簡単であるという点で消費電力が減少し、制御部１１０の回路構造が単純になるなどの利点がある。
【０２０４】
図１６は、一部実施例による目標温度を調整する他の例を説明するグラフである。
【０２０５】
制御部１１０は、目標温度を線形的に変更させることで、目標温度を調整する。図１６に図示された例示を参照すれば、温度下降区間が始まる時点で目標温度が線形的に上昇し、それにより、ヒータ１３０の温度が制御される態様が図示されている。
【０２０６】
目標温度を線形的に変更させることで、目標温度が調整される場合、目標温度が調整されない場合に比べて、ヒータ１３０の温度が基準温度にさらに近く保持される。また、制御部１１０が目標温度を調整する方式も比較的複雑ではないという点で消費電力減少及び回路設計容易などの利点がある。
【０２０７】
図１５及び図１６に例示された方式を通じて比較的簡単に目標温度を調整してヒータ１３０の温度を補償することができるが、喫煙が長時間持続される場合、ヒータ１３０の温度及び基準温度の差が生じるという点で、さらに精巧に目標温度を調整する方式も提案される。本開示による制御方法及び装置１０が考案される過程で、図１７に例示として図示された値を活用して目標温度が調整可能であるという点が提示された。
【０２０８】
図１７は、一部実施例によるヒータの温度と目標温度の差値を経時的に累積した累積値を説明するグラフである。
【０２０９】
図１７を参照すれば、ヒータ１３０の温度及び目標温度の差値を経時的に累積した累積値が図示されている。目標温度よりヒータ１３０の温度がさらに高い区間では、差値が正の値を有するので、差値を累積した累積値は増加する。目標温度よりヒータ１３０の温度がさらに低い区間では、差値が負の値を有するので、累積値は減少する。したがって、図１７に図示された累積値が最大になる時点は、ヒータ１３０の温度が目標温度以下に下降する時点でもある。
【０２１０】
制御部１１０は、ヒータ１３０の温度及び目標温度の差値を経時的に累積した累積値に基づいて目標温度を調整する。制御部１１０は、リアルタイムで測定されるヒータ１３０の温度及び目標温度の差値を計算し、差値を累積して累積値を計算し、累積値から目標温度を調整する。したがって、差値、累積値及び目標温度は、互いに影響を与え、制御部１１０によってリアルタイムで計算されて変更される。
【０２１１】
例えば、制御部１１０は、累積値が累積値の最大値から減少する程度を計算し、減少する程度を定数倍して減少させた値を初期値に加える方式で目標温度を調整することができる。初期値は、保持区間で制御部１１０によって設定された目標温度と同じ値でもある。目標温度は、図１７に図示された累積値の減少する部分が上下に反転された形態に増加するように調整される。具体的な目標温度の調整方式及び目標温度が調整されることにより、補償されるヒータ１３０の温度は、図６に図示されている。
【０２１２】
図１８は、一部実施例による累積値の変化に基づいて目標温度を調整する一例を説明するグラフである。
【０２１３】
制御部１１０は、累積値の変化に基づいて目標温度を連続して調整する。図１８を参照すれば、累積値の変化に基づいて目標温度が調整される場合のヒータ１３０の温度変化及び目標温度が調整されず、一定値に保持される場合のヒータ１３０の温度変化が図示されている。
【０２１４】
制御部１１０が累積値の変化に基づいて目標温度を調整することにより、喫煙が進められる場合にも、ヒータ１３０の温度が基準温度に近く保持される。したがって、装置１０は、経時的にも喫煙品質の低下なしにシガレット２００から均一なエアロゾルを発生させることができる。
【０２１５】
図１９は、一部実施例による累積値の変化に基づいて目標温度を調整する他の例を説明するグラフである。
【０２１６】
図１９を参照すれば、累積値の変化に基づいて目標温度が調整される他の例示が図示されている。図１８の場合のように制御部１１０は、ヒータ１３０の温度及び目標温度の差値を経時的に累積した累積値を計算し、図１９の場合のように、累積値の変化に基づいて目標温度を調整することもできる。
【０２１７】
但し、制御部１１０が累積値の変化に基づいて目標温度を連続して調整する図１８の場合と異なって、制御部１１０は、累積値の変化に基づいて目標温度を不連続的にも調整する。不連続的に調整された目標温度による場合にも、ヒータ１３０の温度は、基準温度に近く保持される。
【０２１８】
制御部１１０が累積値の変化に基づいて目標温度を連続して調整する方式が不連続的に調整する方式よりも精密なヒータ１３０の温度補償を提供することができる。但し、制御部１１０が累積値の変化に基づいて目標温度を不連続的に調整する場合、連続して調整する場合に比べて制御部１１０の演算量が減少しつつもヒータ１３０の温度が適切に補償される。
【０２１９】
図２０は、一部実施例によるエアロゾル生成装置に収容されるシガレットを加熱するヒータの温度を制御する方法を説明するためのフローチャートである。
【０２２０】
図２０を参照すれば、エアロゾル生成装置１０に収容されるシガレットを加熱するヒータの温度を制御する方法は、図１に図示されたエアロゾル生成装置１０で時系列的に処理される段階で構成される。したがって、以下で省略された内容であっても、図１のエアロゾル生成装置１０に係わる前記内容は、図８のシガレットを加熱するヒータの温度を制御する方法にも適用される。
【０２２１】
段階ｓ２０１０において、エアロゾル生成装置１０は、ヒータの温度がシガレットからエアロゾルが好適に生成されるように設定される基準温度以上になるようにヒータに供給される電力を制御する。
【０２２２】
段階ｓ２０２０において、エアロゾル生成装置１０は、ヒータの目標温度を設定してヒータの温度が基準温度に保持されるようにヒータに供給される電力を制御する。段階ｓ２０２０において、エアロゾル生成装置１０は、ヒータの温度が基準温度以下に低下する場合、ヒータの温度を補償するために目標温度を調整する。
【０２２３】
前述した本発明による実施例は、コンピュータ上で多様な構成要素を通じて実行されるコンピュータプログラムの形態に具現され、そのようなコンピュータプログラムは、コンピュータで読み取り可能な媒体に記録される。この際、媒体は、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスク(floptical  disk)のような磁気−光媒体(magneto-optical medium)、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのような、プログラム命令語を保存して行うように特別に構成されたハードウェア装置を含んでもよい。
【０２２４】
一方、前記コンピュータプログラムは、本発明のために特別に設計され、構成されたものであるか、コンピュータソフトウェア分野の当業者に公知されて使用可能なものでもある。コンピュータプログラムの例には、コンパイラによって作られる機械語コードだけではなく、インタープリターなどを使用してコンピュータによって実行される高級言語コードも含まれる。
【０２２５】
本発明で説明する特定の実行は、一実施例として、如何なる方法でも本発明の範囲を限定するものではない。明細書の簡潔さのために、従来の電子的な構成、制御システム、ソフトウェア、前記システムの他の機能的な側面の記載は省略される。また、図面に図示された構成要素間の線の連結または連結部材は、機能的な連結及び／または物理的または回路的連結を例示的に示したものであって、実際装置では、代替可能であるか、さらなる多様な機能的な連結、物理的な連結、または回路連結として示される。また、「必須な」、「重要に」のように具体的な言及がなければ、本発明を適用するに当たって、必ずしも必要な構成要素ではない。
【０２２６】
本発明の明細書（特に、特許請求の範囲において）において、「前記」という用語及びそれと類似した指示用語の使用は、単数及び複数いずれにも該当する。また、本発明で範囲(range)を記載した場合、前記範囲に属する個別的な値を適用した発明を含むものであって、（特に反対となる記載がなければ）、発明の詳細な説明に前記範囲を構成する各個別的な値を記載したものと同一である。最後に、本発明による方法を構成する段階について明白に順序を記載するか、反対となる記載がなければ、前記段階は、適当な順序で行われる。前記段階の記載順序によって、必ずしも本発明が限定されるものではない。本発明において、全ての例または例示的な用語（例えば、など）の使用は、単に本発明を詳細に説明するためのものであって、特許請求の範囲によって限定されない限り、前記例または例示的な用語によって、本発明の範囲が限定されるものではない。また、当業者は、多様な修正、組合わせ及び変更が、付け加えられた特許請求の範囲またはその均等物の範疇内で設計条件及びファクターによって構成されることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０２２７】
本発明の一実施例は、ユーザに喫煙感を提供する電子タバコ装置を生産、具現するのに用いられる。
【図１】
2021507715.tif 000009
【図２】
2021507715.tif 000010
【図３】
2021507715.tif 000011
【図４】
2021507715.tif 000012
【図５】
2021507715.tif 000013
【図６】
2021507715.tif 000014
【図７】
2021507715.tif 000015
【図８】
2021507715.tif 000016
【図９】
2021507715.tif 000017
【図１０】
2021507715.tif 000018
【図１１】
2021507715.tif 000019
【図１２】
2021507715.tif 000020
【図１３】
2021507715.tif 000021
【図１４】
2021507715.tif 000022
【図１５】
2021507715.tif 000023
【図１６】
2021507715.tif 000024
【図１７】
2021507715.tif 000025
【図１８】
2021507715.tif 000026
【図１９】
2021507715.tif 000027
【図２０】
2021507715.tif 000028
【国際調査報告】
2021507715.tif 000029
2021507715.tif 000030
2021507715.tif 000031
2021507715.tif 000032
2021507715.tif 000033
2021507715.tif 000034
2021507715.tif 000035
2021507715.tif 000036
2021507715.tif 000037
2021507715.tif 000038
2021507715.tif 000039
2021507715.tif 000040