БЛОК ПИТАНИЯ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ВДЫХАНИЯ АЭРОЗОЛЯ, СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ВДЫХАНИЯ АЭРОЗОЛЯ, И КОМПЬЮТЕРНО-ЧИТАЕМЫЙ НОСИТЕЛЬ, СОДЕРЖАЩИЙ ПРОГРАММУ ДИАГНОСТИКИ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ВДЫХАНИЯ АЭРОЗОЛЯ
AEROSOL INHALATION DEVICE SUPPLY UNIT, AEROSOL INHALATION DEVICE SUPPLY SOURCE DIAGNOSTICS METHOD, AND COMPUTER-READABLE CARRIER CONTAINING THE AEROSOL INHALATION DEVICE POWER SUPPLY DIAGNOSTIC PROGRAM

Область техники
Настоящее изобретение относится к блоку питания устройства для вдыхания аэрозоля, способу диагностики источника питания устройства для вдыхания аэрозоля и программе диагностики источника питания устройства для вдыхания аэрозоля.
Уровень техники
Известно устройство для вдыхания аэрозоля, которое включает источник для генерирования аэрозоля, нагрузку (потребитель) для генерирования аэрозоля из источника для генерирования аэрозоля, источник питания, который разряжается на нагрузку, и контроллер, который управляет источником питания. Например, см. перевод с японского публикации международной заявки PCT № JP-T-2016-536023 (далее в настоящем документе упоминается, как патентный документ 1), описание патентной публикации Китая № 103099319 (далее в настоящем документе упоминается, как патентный документ 2), описание патентной публикации Китая № 107432498 (далее в настоящем документе упоминается, как патентный документ 3), и перевод с японского публикации международной заявки PCT № JP-T-2017-514463 (далее в настоящем документе упоминается, как патентный документ 4).
Устройство, описанное в патентном документе 1, включает водонепроницаемую перегородку для предотвращения попадания вещества при утечке из батареи, в область атомайзера. Устройство, описанное в патентном документе 4, обладает функцией диагностики состояния батареи.
Поскольку устройство для вдыхания аэрозоля используется пользователем, удерживающим устройство для вдыхания аэрозоля во рту, настоятельно необходима безопасность источника питания. Поэтому предпочтительно, чтобы можно было диагностировать степень ухудшения характеристик источника питания и его неисправность.
Хотя в патентных документах 1-3 предлагается способ предотвращения влияния на другие компоненты утечки электролитического раствора батареи, ухудшение характеристик и неисправность батареи не обнаруживаются. Хотя в патентном документе 4 предлагается способ диагностики состояния батареи, безопасность только за счет этого способа недостаточна.
Целью настоящего изобретения является обеспечение блока питания устройства для вдыхания аэрозоля, способа диагностики источника питания устройства для вдыхания аэрозоля и программы диагностики источника питания устройства для вдыхания аэрозоля, которая позволяет диагностировать источник питания с высокой точностью, чтобы повысить безопасность.
Сущность изобретения
Блок питания устройства для вдыхания аэрозоля по настоящему изобретению включает: источник питания, выполненный с возможностью разряжаться на нагрузку для генерирования аэрозоля из источника для генерирования аэрозоля; и контроллер, выполненный с возможностью управлять зарядкой и разрядом источника питания. Контроллер может функционировать в режиме зарядки для управления зарядкой источника питания, первом режиме, отличающемся от режима зарядки, и втором режиме, отличающемся от режима зарядки и первого режима, и может выполнять процессы диагностики источника питания в каждом из первого режима и второго режима.
По настоящему изобретению источник питания можно диагностировать с высокой точностью, чтобы повысить безопасность устройства.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан вид в перспективе устройства для вдыхания аэрозоля, на котором смонтирован блок питания по одному варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2 показан другой вид в перспективе устройства для вдыхания аэрозоля по фиг. 1.
На фиг. 3 показан вид в разрезе устройства для вдыхания аэрозоля по фиг. 1.
На фиг. 4 показан вид в перспективе блока питания в устройстве для вдыхания аэрозоля по фиг. 1.
На фиг. 5 представлена блок-схема, показывающая компоновку основных частей блока питания в устройстве для вдыхания аэрозоля по фиг. 1.
На фиг. 6 схематично показана конфигурация схемы блока питания в устройстве для вдыхания аэрозоля по фиг. 1.
На фиг. 7 схематично показаны режимы эксплуатации блока управления микропроцессором MCU 50.
На фиг. 8 схематично показаны процессы диагностики со второго по пятый.
На фиг. 9 показана временная диаграмма, когда устройство 1 для вдыхания аэрозоля генерирует аэрозоль в соответствии с затяжками.
На фиг. 10 приведен график примера характеристик разряда нового источника 12 питания и источника 12 питания с ухудшенными характеристиками.
Подробное описание
Далее в настоящем документе будет описан блок питания устройства для вдыхания аэрозоля по одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Сначала устройство для вдыхания аэрозоля, на котором установлен блок питания, будет описано со ссылкой на фиг. 1 и 2.
(Устройство для вдыхания аэрозоля)
Устройство 1 для вдыхания аэрозоля - это устройство для вдыхания аэрозоля, к которой добавлен ароматизатор, без горения, и которое обладает формой стержня, продолжающегося вдоль заранее определенного направления (далее в настоящем документе упоминается, как продольное направление A).
Устройство 1 для вдыхания аэрозоля предусмотрено с блоком 10 питания, первым картриджем 20 и вторым картриджем 30 в указанном порядке вдоль продольного направления A. Первый картридж 20 может присоединяться и отсоединяться от блока 10 питания. Второй картридж 30 может присоединяться и отсоединяться от первого картриджа 20. Другими словами, первый картридж 20 и второй картридж 30 допускают замену.
(Блок питания)
На фиг. 3, 4, 5 и 6 показан блок 10 питания по настоящему варианту осуществления, вмещающий источник 12 питания, зарядную ИС 55, блок микроконтроллера 50 (MCU), выключатель 19, датчик 13 электростатической емкости, датчик 16 напряжения, различные датчики и подобное внутри цилиндрического корпуса 11 блока питания. Источник 12 питания представляет собой перезаряжаемую аккумуляторную батарею, двухслойный электрохимический конденсатор или подобное, и предпочтительно литий-ионную батарею. По меньшей мере часть электролита источника 12 питания предусмотрена с электролитическим раствором. Далее в настоящем документе источник 12 питания описан, как литий-ионная батарея. Датчик 13 электростатического конденсатора предусмотрен для обнаружения утечки электролитического раствора из источника 12 питания, расположенного в корпусе 11 блока питания, и попадания жидкости, например воды, снаружи в корпус 11 блока питания.
Разрядный вывод 41 предусмотрен на верхнем участке 11a, расположенном на одной концевой стороне (сторона первого картриджа 20) корпуса 11 блока питания в продольном направлении A. Разрядный вывод 41 выступает из верхней поверхности верхнего участка 11a к первому картриджу 20 и может электрически подсоединяться к нагрузке 21 первого картриджа 20.
Блок 42 подачи воздуха, который подает воздух к нагрузке 21 первого картриджа 20, предусмотрен вблизи от разрядного вывода 41 на верхней поверхности верхнего участка 11a.
Зарядный вывод 43, который может быть электрически соединен с внешним источником 60 питания (см. фиг. 6), который может заряжать источник 12 питания, предусмотрен внутри нижнего участка 11b, расположенного на другой концевой стороне (сторона, противоположная первому картриджу 20) корпуса 11 блока питания в продольном направлении A. Зарядный вывод 43 предусмотрен в боковой поверхности нижнего участка 11b, и, например, по меньшей мере один вывод USB, вывод микро USB и вывод Lightning (зарегистрированное торговое наименование) может быть присоединен к зарядному выводу 43.
Зарядный вывод 43 может представлять собой принимающий энергию блок, который может принимать, беспроводным способом, энергию от внешнего источника 60 питания. В таком случае зарядный вывод 43 (принимающий питание блок) может быть предусмотрен с получающей энергию катушкой. Способом беспроводной передачи энергии может быть электромагнитная индукция или магнитный резонанс. Кроме того, зарядный вывод 43 может представлять собой принимающий энергию блок, который может принимать, бесконтактно, энергию, подаваемую от внешнего источника 60 питания. В качестве другого примера по меньшей мере один из USB вывода, микро USB вывода и вывода Lightning может быть присоединен к зарядному выводу 43, и зарядный вывод 43 может включать описанный выше принимающий энергию блок.
Корпус 11 блока питания предусмотрен с функциональным блоком 14, которым может управлять пользователь, на боковой поверхности верхнего участка 11a, чтобы он был обращен к стороне, противоположной зарядному выводу 43. Более конкретно, функциональный блок 14 и зарядный вывод 43 обладают центральной симметрией с точкой пересечения прямой линии, которая соединяет функциональный блок 14 с зарядным выводом 43, и центральной линии блока 10 питания в продольном направлении A. Функциональный блок 14 предусмотрен с выключателем типа кнопки, сенсорной панелью и подобным. Датчик 15 притока, который регистрирует затяжку, предусмотрен вблизи от функционального блока 14.
Зарядная ИС 55 расположена около зарядного вывода 43 и органов управления, при управлении посредством MCU 50, с зарядкой источника 12 питания с подачей мощности от зарядного вывода 43. Зарядная ИС 55 включает преобразователь, который преобразует постоянный ток от инвертора 61 или подобного (см. фиг. 6) в постоянный ток другой величины, вольтметр, амперметр, процессор и подобное. Инвертор 61 или подобное смонтирован на зарядном кабеле, присоединенном к зарядному выводу 43, и преобразует переменный ток в постоянный.
Как показано на фиг. 5, блок 50 MCU присоединен к различным сенсорным устройствам, таким как датчик 13 электростатического конденсатора, датчик 15 притока, который регистрирует затяжку (приток), и датчик 16 напряжения, который измеряет напряжение источника 12 питания, функциональный блок 14, блок 45 оповещения, который будет описан далее, и память 18, в которой сохраняется число затяжек, время подачи питания нагрузки 21 или подобное, и выполняется различное управление устройством 1 для вдыхания аэрозоля. В частности, блок 50 MCU предусмотрен главным образом с процессором и дополнительно включает носитель данных, такой как оперативное ЗУ (RAM), необходимое для управления процессором, и постоянное запоминающее устройство (ROM), которое сохраняет различные блоки информации. Процессор в настоящем описании - это, более конкретно, электрическая схема, в которой скомбинированы элементы схемы, такие как полупроводниковые элементы.
Корпус 11 блока питания предусмотрен с портом для притока воздуха (не показан) для поступления воздуха снаружи в корпус 11 блока питания. Порт для притока воздуха может быть предусмотрен вокруг функционального блока 14 или вокруг зарядного вывода 43.
(Первый картридж)
На фиг. 3 первый картридж 20 включает, внутри цилиндрического корпуса 11 картриджа, емкость 23, в которой хранится источник 22 аэрозоля, электрическую нагрузку (потребитель) 21, которая распыляет источник 22 аэрозоля, тампон 24, который вытягивает источник аэрозоля из емкости 23 на нагрузку 21, путь 25 потока аэрозоля, который вызывает перетекание аэрозоля, генерируемого посредством распыления источника 22 аэрозоля, ко второму картриджу 30, и концевой колпачок 26, который охватывает часть второго картриджа 30.
Емкость 23 разделена на части и сформирована таким образом, чтобы она окружала периферию пути 25 потока аэрозоля и вмещала источник 22 аэрозоля. Пористая основная часть, такая как полимерное полотно или хлопок, может быть размещена в емкости 23, и пористая основная часть может быть импрегнирована источником 22 аэрозоля. В емкости 23 может не находиться пористая основная часть на полимерном полотне или хлопке, а только источник 22 аэрозоля. Источник 22 аэрозоля содержит жидкость, такую как глицерин, пропилен гликоль или вода.
Тампон 24 представляет собой удерживающий жидкость элемент, который вытягивает источник 22 аэрозоля из емкости 23 в нагрузку 21 за счет использования явления капиллярности, и предусмотрен, например, со стекловолокном или пористой керамикой.
Нагрузка 21 распыляет источник 22 аэрозоля без горения за счет энергии, подаваемой от источника 12 питания через разрядный вывод 41. Нагрузка 21 предусмотрена с электрической нагревательной проволокой (спираль), намотанной с заранее определенным шагом. Нагрузкой 21 может быть элемент, который может распылять (атомизировать) источник 22 аэрозоля, чтобы генерировать аэрозоль, и представляет собой, например, нагревательный элемент или ультразвуковой генератор. Примеры нагревательного элемента включают терморезистор, керамический нагреватель и нагреватель с индукционным нагревом.
Путь 25 потока аэрозоля расположен дальше по потоку от нагрузки 21 и предусмотрен на центральной линии L блока питания 10.
Концевой колпачок 26 включает участок 26a корпуса картриджа, который вмещает часть второго картриджа 30, и путь 26b сообщения по потоку текучей среды, который обеспечивает сообщение пути 25 потока аэрозоля по потоку текучей среды с участком 26a корпуса картриджа.
(Второй картридж)
Второй картридж 30 обеспечивает хранение источника 31 ароматизатора. Второй картридж 30 заключен с возможностью отсоединения на участке 26a корпуса картриджа, предусмотренном с концевым колпачком 26 первого картриджа 20. Второй картридж 30 включает порт 32 для вдыхания пользователем на концевой участке на стороне, противоположной стороне первого картриджа 20. Порт 32 для вдыхания не ограничивается случаем формирования, как единое целое со вторым картриджем 30, и может быть предусмотрен для присоединения и отсоединения от второго картриджа 30. Соответственно, порт 32 для вдыхания отделен от блока 10 питания и первого картриджа 20, так что может обеспечиваться гигиена порта 32 для вдыхания.
Второй картридж 30 заставляет аэрозоль, генерируемый нагрузкой 21, распыляющей источник 22 аэрозоля, проходить через источник 31 ароматизатора, чтобы ароматизатор подавался в аэрозоль. В качестве исходного материала, который составляет источник 31 ароматизатора, может быть использован резаный табак или спрессованная часть, полученная прессованием сырьевого табачного материала в форме гранул. Источник 31 ароматизатора может быть предусмотрен с другим растением помимо табака, например, мятой, китайскими травами, ароматическими травами или подобным). Ароматизирующий материал, такой как ментол, может быть предусмотрен в источнике 31 ароматизатора.
В устройстве 1 для вдыхания аэрозоля по настоящему варианту осуществления, источник 22 аэрозоля, источник 31 ароматизатора и нагрузка 21 могут генерировать аэрозоль, к которой добавляется ароматизатор. То есть, источник 22 аэрозоля и источник 31 ароматизатора составляют источник для генерирования аэрозоля, который генерирует аэрозоль.
Источник для генерирования аэрозоля устройства 1 для вдыхания аэрозоля представляет собой участок, заменяемый и используемый пользователем. Для этого участка, например, один первый картридж 20 и один или несколько (например, пять) вторых картриджей 30 предусмотрены в качестве одного набора для пользователя.
Помимо компоновки, в которой источник 22 аэрозоля и источник 31 ароматизатора отделены друг от друга, компоновка источника для генерирования аэрозоля, используемого в устройстве 1 для вдыхания аэрозоля, может быть компоновкой, в которой источник 22 аэрозоля и источник 31 ароматизатора сформированы, как единое целое, компоновкой, в которой источник 31 ароматизатора отсутствует, и вещество, которое может быть заключено в источнике 31 ароматизатора, добавляется к источнику 22 аэрозоля, компоновкой, в которой лекарственное средство или подобное добавляется к источнику 22 аэрозоля вместо использования источника 31 ароматизатора, или подобное.
В случае устройства 1 для вдыхания аэрозоля, содержащего источник для генерирования аэрозоля, в котором источник 22 аэрозоля и источник 31 ароматизатора сформированы, как единое целое, например, предусмотрены один или несколько (например, 20) источников для генерирования аэрозоля в качестве одного набора для пользователя.
В случае устройства 1 для вдыхания аэрозоля, включающего только источник 22 аэрозоля в качестве источника для генерирования аэрозоля, например, один или несколько (например, 20) источников для генерирования аэрозоля предусмотрены в качестве одного набора для пользователя.
В устройстве 1 для вдыхания аэрозоля, предусмотренного, как указано выше, и показано стрелкой B на фиг. 3, воздух, который протекает вовнутрь из порта притока (не показан), предусмотренного в корпусе 11 блока питания, проходит в непосредственной близости от нагрузки 21 первого картриджа 20 от блока 42 подачи воздуха. Нагрузка 21 распыляет источник 22 аэрозоля, втянутый из емкости 23 посредством тампона 24. Аэрозоль, генерируемый распылением, протекает через путь 25 потока аэрозоля вместе с воздухом, который протекает вовнутрь из порта притока и подается на второй картридж 30 через путь 26b сообщения по потоку текучей среды. Аэрозолю, подаваемому на второй картридж 30, придается аромат за счет прохождения через источник 31 ароматизатора, и она подается на порт 32 для вдыхания.
Устройство 1 для вдыхания аэрозоля предусмотрено с блоком 45 оповещения, который сообщает различные фрагменты информации (см. фиг. 5). Блок 45 оповещения может быть предусмотрен с испускающим свет элементом, может быть предусмотрен с вибрационным элементом или может быть предусмотрен с издающим звук элементом. Блок 45 оповещения может представлять собой комбинацию двух или более элементов, из испускающего свет элемента, вибрационного элемента и издающего звук элемента. Блок 45 оповещения может быть предусмотрен в любом из блока 10 питания, первого картриджа 20 и второго картриджа 30, и предпочтительно предусмотрен в блоке 10 питания. Например, периферия функционального блока 14 является прозрачной. Блок 45 оповещения испускает свет посредством испускающего свет элемента, такого как светодиод.
(Электрическая схема)
Подробно электрическая схема блока 10 питания будет описана со ссылкой на фиг. 6.
Batt
Блок 10 питания включает источник 12 питания, датчик 13 электростатического конденсатора, датчик 16 напряжения, который измеряет напряжение V подачи питания, то есть, напряжение источника 12 питания, разрядный вывод 41a на стороне положительного электрода и разрядный вывод 41b на стороне отрицательного электрода, которые составляют разрядный вывод 41, зарядный вывод 43a на стороне положительного электрода и зарядный вывод 43b на стороне отрицательного электрода, которые составляют зарядный вывод 43, блок 50 MCU, присоединенный между стороной положительного электрода источника 12 питания и разрядным выводом 41a на стороне положительного электрода и между стороной отрицательного электрода источника 12 питания и разрядным выводом 41b на стороне отрицательного электрода, зарядную ИС 55, расположенную на пути передачи питания между зарядным выводом 43 и источником 12 питания, и выключатель 19, расположенный на пути передачи питания между источником 12 питания и разрядным выводом 41.
Выключатель 19 предусмотрен, например, с полупроводниковым элементом, таким как MOSFET, и размыканием и замыканием выключателя 19 управляет MCU 50.
Batt
Batt
Напряжение V подачи питания, измеренное датчиком 16 напряжения в состоянии, когда зарядная ИС 55 не присоединена к инвертору 61, включает напряжение замкнутой цепи (CCV), то есть, напряжение источника 12 питания в состоянии, когда нагрузка 21 присоединена к разрядному выводу 41, и выключатель 19 замкнут, и напряжение разомкнутой цепи (OCV), то есть, напряжение источника 12 питания в состоянии, когда выключатель 19 разомкнут. Напряжение V подачи питания, измеренное датчиком 16 напряжения, передается на MCU 50.
В электрической схеме блока 10 питания, показанного на фиг. 6, выключатель 19 предусмотрен между стороной положительного электрода источника 12 питания и разрядным выводом 41a со стороны положительного электрода. Вместо такого, так называемого управления с положительным электродом, выключатель 19 может осуществлять управление с отрицательным электродом, когда он предусмотрен между разрядным выводом 41b со стороны отрицательного электрода и стороной отрицательного электрода источника 12 питания.
В частности, датчик 13 электростатической емкости предусмотрен с конденсатором. Датчик 13 электростатической емкости заряжается или разряжается посредством MCU 50. Когда электролитический раствор источника 12 питания или жидкость, которая попадает снаружи, присутствует между электродом, присоединенным к блоку MCU 50, и противоэлектродом электрода датчика 13 электростатической емкости, электростатическая емкость датчика 13 электростатической емкости меняется. Блок MCU 50 определяет, на основании изменения времени зарядки или времени разряда за счет изменения электростатической емкости, по меньшей мере одного из того, не происходит ли утечка электролитического раствора источника 12 питания внутрь корпуса 11 блока питания, и не попадает ли жидкость снаружи в корпус 11 блока питания.
Датчик 13 электростатической емкости расположен, например, в корпусе 11 блока питания в положении, где вода легко попадает снаружи (например, вблизи зарядного вывода 43). Кроме того, датчик 13 электростатической емкости расположен, например, в корпусе 11 блока питания в положении, где электролитический раствор при утечке из источника 12 питания легко достигает (например, вблизи язычка положительного электрода или язычка отрицательного электрода источника 12 питания, между покрытием источника 12 питания и корпусом 11 блока питания и подобным). Датчики 13 электростатической емкости могут быть расположены в нескольких положениях, описанных выше, соответственно. Присутствие датчика 13 электростатической емкости в таком положении позволяет зарегистрировать утечку электролитического раствора из источника 12 питания и попадание воды снаружи.
(MCU)
Далее будет описана более конкретно компоновка блока MCU 50.
На фиг. 5 блок MCU 50 включает детектор 51 запроса генерирования аэрозоля, блок 52 диагностики состояния источника питания, контроллер 53 мощности и контроллер 54 оповещения в качестве функциональных блоков, осуществляемых процессором, выполняющим программу, записанную в ROM.
Детектор 51 запроса генерирования аэрозоля регистрирует запрос генерирования аэрозоля на основе результата выходного сигнала датчика 15 притока. Датчик 15 притока выводит значение изменения давления (внутреннее давление) в блоке 10 питания, вызванное вдыханием пользователя через порт 32 для вдыхания. Датчик 15 притока представляет собой, например, датчик давления, который выводит выходное значение (например, значение напряжения или тока), соответствующее внутреннему давлению, которое меняется в соответствии со скоростью потока воздуха, вдыхаемого из порта притока (не показан) к порту 32 для вдыхания (то есть, при затяжке пользователя). Датчик 15 притока может быть предусмотрен с конденсаторным микрофоном или подобным.
Batt
Блок 52 диагностики состояния подачи питания диагностирует состояние источника 12 питания. В частности, блок 52 диагностики состояния подачи питания использует такую информацию, как напряжение (V) источника питания, измеренное датчиком 16 напряжения для диагностирования того, находится ли источник 12 питания в состоянии с ухудшенными характеристиками, когда ухудшение прогрессирует до заранее определенного состояния, или для диагностики того, находится ли источник 12 питания в состоянии неисправности. Примеры состояния, когда источник 12 питания по настоящему описанию обладает ухудшенными характеристиками до заранее определенного состояния, включают, например, состояние, когда исправность (SOH), которая является числовым показателем, указывающим исправное состояние источника 12 питания, составляет 50% или менее. SOH может быть получен по значению, полученному путем деления текущей емкости при полном заряде источника 12 питания на новую емкость при полном заряде источника 12 питания. Блок 52 диагностики состояния подачи питания выполняет несколько типов диагностических процессов, чтобы всесторонне диагностировать состояние источника 12 питания. Подробно процессы диагностики будут описаны далее. Блок 52 диагностики состояния подачи питания может диагностировать другое состояние источника 12 питания, помимо состояния с ухудшенными характеристиками или состояния неисправности.
Контроллер 54 оповещения управляет блоком 45 оповещения, чтобы сообщать различные фрагменты информации. Например, контроллер 54 оповещения управляет блоком 45 оповещения, чтобы уведомить о времени замены второго картриджа 30 в ответ на обнаружение времени замены второго картриджа 30. Контроллер 54 оповещения регистрирует и оповещает о времени замены второго картриджа 30 на основе накопленного числа затяжек или накопленного времени включения нагрузки 21, сохраненных в памяти 18. Контроллер 54 оповещения может оповещать о времени замены первого картриджа 20, времени замены источника 12 питания, времени зарядки источника 12 питания и подобном, без ограничений на уведомление о времени замены второго картриджа 30. Контроллер 54 оповещения может оповещать о состоянии источника 12 питания, диагностированного блоком 52 диагностики состояния источника питания.
Когда затяжка выполняется заранее определенное число раз в состоянии, когда установлен один неиспользованный второй картридж 30, или когда накопленное время включения нагрузки 21 на основании затяжек достигает заранее определенного значения (например, 120 секунд), контроллер 54 оповещения определяет, что второй картридж 30 уже использован (то есть, оставшееся количество равно нулю, или он пуст), и уведомляет о времени замены второго картриджа 30.
Когда определено, что все вторые картриджи 30, включенные в указанный выше один набор, использованы, контроллер 54 оповещения может определить, что один первый картридж 20, включенный в один набор, использован (то есть, оставшееся количество равно нулю, или он пуст), и уведомляет о времени замены первого картриджа 20.
Контроллер 53 мощности управляет разрядом источника 12 питания через разрядный вывод 41 путем включения/отключения выключателя 19, когда детектор 51 запроса генерирования аэрозоля регистрирует запрос генерирования аэрозоля.
Контроллер 53 мощности выполняет управление таким образом, чтобы количество аэрозоля, генерируемого нагрузкой 21, распыляющей источник аэрозоля, попадало в пределы требуемого диапазона, другими словами, мощность или энергия, подаваемые от источника 12 питания на нагрузку 21, попадали в рамки некоторого диапазона. В частности, контроллер 53 мощности управляет включением/выключением выключателя 19 посредством, например, управления модуляцией ширины импульса (PWM). Вместо этого, контроллер 53 мощности может управлять включением/выключением выключателя 19 посредством управления модуляцией частоты импульсов (PFM).
Контроллер 53 мощности прекращает подачу питания от источника 12 питания на нагрузку 21 по истечении заранее определенного периода времени, поскольку подача питания на нагрузку 21 запускается, чтобы генерировать аэрозоль. Другими словами, контроллер 53 мощности прекращает подачу питания от источника 12 питания на нагрузку 21, когда время затяжки превышает заранее определенный период времени даже в пределах периода затяжки, во время которого пользователь фактически выполняет затяжку. Этот заранее определенный период времени определяется для предотвращения изменения периода затяжки пользователя.
При управлении контроллером 53 мощности ток, который течет на нагрузку 21 во время одной затяжки, обладает по существу постоянным значением, определенным посредством по существу постоянного эффективного напряжения, подаваемого на нагрузку 21 при управлении PWM, и значений сопротивления разрядного вывода 41 и нагрузки 21. В устройстве 1 для вдыхания аэрозоля по настоящему варианту осуществления, когда пользователь использует один неиспользованный второй картридж 30 для вдыхания аэрозоля, накопленное время включения нагрузки 21 контролируется, чтобы оно равнялось, например, максимум 120 секунд.
(Режимы эксплуатации MCU)
На фиг. 7 схематично показаны режимы использования MCU 50. На фиг. 7 блок MCU 50 функционирует в пяти режимах, включая режим зарядки, ждущий режим, свободный режим, режим питания и режим разряда.
Ждущий режим - это режим, в котором разрешена функция обнаружения использования функционального блока 14 и, если это необходимо, только часть процессов диагностики источника 12 питания, и это режим, в котором энергопотребление самое низкое среди пяти режимов. При обнаружении использования функционального блока 14 (например, при нажатии кнопки) в ждущем режиме, блок MCU 50 переходит в свободный режим.
Свободный режим - это режим, в котором разрешены функции помимо зарядки источника 12 питания, разряда от источника 12 питания на нагрузку 21 и обнаружения затяжки датчиком 15 притока, и это режим, в котором энергопотребление выше, чем в ждущем режиме. Когда состояние, в котором использование функционального блока 14 не выполняется в течение заранее определенного времени (например, 2 секунды) продолжается в свободном режиме, блок MCU 50 переходит в ждущий режим. Когда операция перехода в режим питания (например, нажатие кнопки функционального блока 14 в течение длительного времени) выполняется в свободном режиме, блок MCU 50 переходит в режим питания.
Режим питания является режимом, в котором разрешена функция регистрации затяжки датчиком 15 притока, помимо функций, разрешенных в свободном режиме, и это режим, в котором энергопотребление выше, чем в свободном режиме. Когда состояние, в котором функциональный блок 14 не используется, продолжается в течение заранее определенного времени (например, 6 минут) в режиме питания, блок MCU 50 переходит в свободный режим. При обнаружении затяжки пользователя в режиме питания блок MCU 50 переходит в режим разряда.
Режим разряда является режимом, в котором разрешена функция управления выключателем 19 для выполнения разряда на нагрузку 21, чтобы генерировать аэрозоль, помимо функций, разрешенных в режиме питания, и режим, в котором энергопотребление выше, чем в режиме питания. В режиме разряда блок MCU 50 переходит в режим питания, когда завершение затяжки регистрируется датчиком 15 притока, или истекает описанный выше заранее определенный период после регистрации затяжки.
Режим зарядки является режимом, в котором разрешена функция зарядки источника 12 питания. Даже когда блок MCU 50 используется в любом из упомянутых выше режимов, когда зарядный вывод 43 присоединен к внешнему источнику 60 питания, блок MCU 50 переходит в режим зарядки. Блок MCU 50 переходит в свободный режим, когда зарядный вывод 43 и внешний источник 60 питания разъединены.
(Процессы диагностики подачи питания)
Блок 52 диагностики состояния подачи питания может выполнять процессы диагностики источника 12 питания в каждом из свободного режима, режима питания, режима разряда и режима зарядки среди пяти режимов, показанных на фиг. 7. Блок 52 диагностики состояния подачи питания может выполнять восемь типов процессов диагностики, включая первый процесс диагностики, второй процесс диагностики, третий процесс диагностики, четвертый процесс диагностики, пятый процесс диагностики, шестой процесс диагностики, седьмой процесс диагностики и восьмой процесс диагностики. Первый процесс диагностики является процессом, который не требует разряда источника 12 питания во время выполнения. Шестой процесс диагностики, седьмой процесс диагностики и восьмой процесс диагностики представляют собой процессы, которые требуют разряда источника 12 питания во время их выполнения.
Блок 52 диагностики состояния подачи питания выполняет первый процесс диагностики в свободном режиме. Блок 52 диагностики состояния подачи питания выполняет первый процесс диагностики в режиме питания. В режиме зарядки блок 52 диагностики состояния подачи питания выполняет второй процесс диагностики, третий процесс диагностики, четвертый процесс диагностики и пятый процесс диагностики, помимо первого процесса диагностики. В режиме разряда блок 52 диагностики состояния подачи питания выполняет шестой процесс диагностики, седьмой процесс диагностики и восьмой процесс диагностики, помимо первого процесса диагностики.
Далее в настоящем документе будут описаны процессы диагностики.
(Первый процесс диагностики)
Первый процесс диагностики является процессом диагностики того, является ли источник 12 питания неисправным на основе изменения электростатической емкости датчика 13 электростатической емкости. Блок 52 диагностики состояния подачи питания определяет, на основе изменения электростатической емкости датчика 13 электростатической емкости, происходит ли одно или оба из утечки жидкости, такой как электролитический раствор, внутри корпуса 11 блока питания и попадания жидкости снаружи в корпус 11 блока питания. Затем, когда определено, что происходит утечка жидкости или попадание жидкости, диагностируется, что источник 12 питания неисправен.
В частности, блок 52 диагностики состояния подачи питания запускает зарядку после того, как датчик 13 электростатической емкости полностью разряжен, и измеряет время, требуемое для выполнения зарядки до полного значения. Когда время дольше порогового, поскольку электростатическая емкость датчика 13 электростатической емкости становится большой, блок 52 диагностики состояния подачи питания определяет, что происходит любое одно из утечки жидкости и попадания жидкости. Когда время равно или меньше порогового, блок 52 диагностики состояния подачи питания определяет, что нет ни утечки жидкости, ни попадания жидкости. Блок 52 диагностики состояния подачи питания может измерять время, требуемое для датчика 13 электростатической емкости, которая полностью разряжена из полностью заряженного состояния. Когда время больше порогового, блок 52 диагностики состояния подачи питания может определить, что происходит одно из утечки жидкости и попадания жидкости.
На фиг. 8 схематично показаны процессы диагностики со второго по пятый. В примере по фиг. 8, что касается напряжения подачи питания источника 12 питания, значение 4,2 В соответствует напряжению полностью заряженного состояния, и значение 3,2 В соответствует напряжению завершения разряда. Кроме того, напряжение гарантированной работы блока MCU 50 составляет 2,2 В.
(Второй процесс диагностики)
Второй процесс диагностики является процессом диагностики неисправности источника 12 питания на основе изменения напряжения питания при зарядке источника 12 питания. В частности, при снижении напряжения подачи питания до значения равного или выше порога TH1, возникающем при зарядке источника 12 питания, блок 52 диагностики состояния подачи питания определяет, что в источнике 12 питания возникло внутреннее короткое замыкание, и диагностирует, что источник 12 питания неисправен. Напряжение подачи питания источника 12 питания во время зарядки продолжает возрастать, пока не будет достигнуто напряжение, соответствующее полному заряду. Однако, когда происходит внутреннее короткое замыкание источника 12 питания, разность потенциалов между положительным и отрицательным электродами снижается или пропадает. Поэтому, напряжение подачи питания источника 12 питания также снижается во время зарядки. Во втором процессе диагностики этот принцип используется для диагностики того, что источник 12 питания неисправен из-за внутреннего короткого замыкания. Кроме того, порог TH1 предпочтительно выбирается в диапазоне от 0,1 до 1,0 В.
(Третий процесс диагностики)
Третий процесс диагностики является процессом оценки зарядной емкости источника 12 питания на основе скорости зарядки источника 12 питания, и диагностики того, что источник 12 питания находится в состоянии ухудшенных характеристик на основе зарядной емкости. Блок 52 диагностики состояния подачи питания выполняет третий процесс диагностики, когда напряжение подачи питания источника 12 питания равно или выше напряжения завершения разряда. В частности, блок 52 диагностики состояния подачи питания измеряет время t2 зарядки, требуемое для того, чтобы напряжение подачи питания достигло опорного напряжения (например, 4,05 В). Когда время t2 зарядки меньше, чем заранее определенный порог TH2, блок 52 диагностики состояния подачи питания определяет, что зарядная емкость мала, и диагностирует, что источник 12 питания находится в состоянии с ухудшенными характеристиками. Порог TH2 установлен в соответствии с разностью между напряжением подачи питания в начале зарядки и опорным напряжением. Зарядная емкость источника 12 питания постепенно снижается в соответствии с постепенным ухудшением характеристик. Третий процесс диагностики является процессом диагностики того, находится ли источник 12 питания в состоянии с ухудшенными характеристиками посредством использования этого принципа. Вместо времени, требуемого для зарядки источника 12 питания от некоторого напряжения до опорного напряжения, находится ли источник 12 питания в состоянии с ухудшенными характеристиками, можно диагностировать на основе того, насколько напряжение подачи питания источника 12 питания изменилось в пределах опорного времени.
(Четвертый процесс диагностики)
Четвертый процесс диагностики является процессом диагностики того, находится ли источник 12 питания в состоянии с ухудшенными характеристиками на основе суммарного времени зарядки. В частности, когда суммарное значение времени зарядки источника 12 питания больше, чем пороговое TH3, блок 52 диагностики состояния подачи питания определяет, что источник 12 питания достиг конца срока службы, и диагностирует, что источник 12 питания находится в состоянии с ухудшенными характеристиками. Когда зарядка и разряд повторяются, источник 12 питания необратимо портится. Ухудшение характеристик источника 12 питания, по всей вероятности, происходит особенно во время зарядки. Четвертый процесс диагностики является процессом диагностики того, находится ли источник 12 питания в состоянии с ухудшенными характеристиками посредством использования этого принципа.
(Пятый процесс диагностики)
Пятый процесс диагностики является процессом диагностики того, что источник 12 питания находится в состоянии с ухудшенными характеристиками на основе степени повышения напряжения источника питания при зарядке. Блок 52 диагностики состояния подачи питания выполняет пятый процесс диагностики в состоянии, когда значение напряжения источника питания приближенно равно напряжению гарантированной работы MCU 50. В пятом процессе диагностики блок 52 диагностики состояния подачи питания выполняет зарядку в течение заранее определенного времени t1. За время t1, когда напряжение подачи питания не достигает 3,15 В, блок 52 диагностики состояния подачи питания определяет, что источник 12 питания чрезмерно или глубоко разряжен, и диагностирует, что источник 12 питания находится в состоянии с ухудшенными характеристиками или неисправен.
(Шестой процесс диагностики)
Шестой процесс диагностики является процессом диагностики того, находится ли источник 12 питания в состоянии с ухудшенными характеристиками на основе внутреннего сопротивления источника 12 питания. По мере ухудшения характеристик источника 12 питания внутреннее сопротивление источника 12 питания возрастает. В шестом процессе диагностики того, находится ли источник 12 питания в состоянии с ухудшенными характеристиками, диагностируется посредством мониторинга изменения внутреннего сопротивления.
Например, в течение периода от регистрации затяжки до момента генерирования аэрозоля в соответствии с началом затяжки, блок 52 диагностики состояния подачи питания последовательно получает значение напряжения (OCV) в разомкнутой цепи источника 12 питания и напряжения (CCV) при замкнутой цепи источника 12 питания от датчика 16 напряжения, и рассчитывает внутреннее сопротивление источника 12 питания на основе полученного напряжения (OCV) в разомкнутой цепи и напряжения (CCV) при замкнутой цепи. Когда рассчитанное внутреннее сопротивление больше заранее определенного порога сопротивления, блок 52 диагностики состояния подачи питания диагностирует, что источник 12 питания находится в состоянии с ухудшенными характеристиками. Когда внутреннее сопротивление равно или меньше, чем пороговое сопротивление, блок 52 диагностики состояния подачи питания диагностирует, что источник 12 питания не находится в состоянии с ухудшенными характеристиками. Пороговое сопротивление может быть установлено на основе внутреннего сопротивления нового источника 12 питания.
На фиг. 9 показана временная диаграмма, когда устройство 1 для вдыхания аэрозоля генерирует аэрозоль в соответствии с затяжками. Сначала, в момент времени t1, детектор 51 запроса генерирования аэрозоля регистрирует запрос генерирования аэрозоля на основе выходного сигнала датчика 15 притока. В момент времени t2 после времени t1, блок 52 диагностики состояния подачи питания получает напряжение OCV1 при разомкнутой цепи источника 12 питания, измеренное датчиком 16 напряжения.
После получения напряжения OCV1 при разомкнутой цепи в момент времени t2, блок 52 диагностики состояния подачи питания выполняет замыкание выключателя 19 для диагностики источника 12 питания. Время замыкания выключателя 19 здесь настолько мало, чтобы генерирование аэрозоля не выполнялось. То есть, в течение периода, пока выключатель 19 замкнут, мощность меньше мощности, подаваемой на нагрузку 21 для генерирования аэрозоля, подается на нагрузку 21. Вместо настоящего варианта осуществления блок 52 диагностики состояния подачи питания может получать напряжение CCV1 при замкнутой цепи до получения напряжения OCV1 в разомкнутой цепи.
По фиг. 9, сразу после замыкания выключателя 19 напряжение подачи питания источника 12 питания мгновенно снижается за счет внутреннего сопротивления между электродами источника 12 питания (сопротивление между электродами, когда ионы лития движутся между электродами). Затем напряжение подачи питания источника 12 питания постепенно снижается и стабилизируется за счет реактивного сопротивления (сопротивление, когда ионы лития движутся у границы раздела между электродом и электролитическим раствором) источника 12 питания.
В момент времени t3, когда падение напряжения источника питания из-за реактивного сопротивления прекращается, блок 52 диагностики состояния подачи питания получает напряжение CCV1 при замкнутой цепи источника 12 питания, измеренное датчиком 16 напряжения. Когда достигается напряжение CCV1 при замкнутой цепи, блок 52 диагностики состояния подачи питания выполняет размыкание выключателя 19. Затем контроллер 53 мощности запускает PWM управление выключателя 19, чтобы генерировать аэрозоль.
Блок 52 диагностики состояния подачи питания рассчитывает внутреннее сопротивление источника 12 питания (сумму внутреннего сопротивления между электродами и реактивного сопротивления) путем деления значения, которое получено вычитанием напряжения CCV1 замкнутой цепи в момент времени t3 из напряжения OCV1 разомкнутой цепи в момент времени t2, на величину тока, который протекает на нагрузке 21, когда выключатель 19 замкнут для диагностики источника 12 питания после момента времени t2. Когда значение тока, который протекает через нагрузку 21 при замкнутом выключателе 19 для диагностики источника 12 питания, известно, внутреннее сопротивление источника 12 питания может быть рассчитано делением значения, полученного вычитанием напряжения CCV1 при замкнутой цепи из напряжения OCV1 при разомкнутой цепи на известное значение.
Когда рассчитанное внутреннее сопротивление больше, чем пороговое сопротивление, блок 52 диагностики состояния подачи питания диагностирует, что характеристики источника 12 питания ухудшились, и когда внутреннее сопротивление равно или меньше порогового сопротивления, блок 52 диагностики состояния подачи питания диагностирует, что источник 12 питания не находится в состоянии с ухудшенными характеристиками.
(Седьмой процесс диагностики)
Седьмой процесс диагностики является процессом диагностики неисправности источника 12 питания на основе изменения напряжения подачи питания источника 12 питания до и после генерирования аэрозоля. Упомянутая здесь неисправность источника 12 питания включает по меньшей мере одно из внутреннего короткого замыкания цепи из-за контакта между положительным электродом и отрицательным электродом внутри источника питания и внешнего короткого замыкания цепи, при котором положительный электрод и отрицательный электрод контактируют друг с другом посредством проводника с низким сопротивлением снаружи источника питания.
Когда происходит внутреннее короткое замыкание или внешнее короткое замыкание, перепад напряжений, который представляет собой значение, полученное вычитанием напряжения подачи питания источника 12 питания после генерирования аэрозоля из напряжения подачи питания источника 12 питания до генерирования аэрозоля, становится больше значения, соответствующего величине разряда, используемой для генерирования аэрозоля. Это обусловлено тем, что когда происходит внутреннее короткое замыкание и внешнее короткое замыкание, разность потенциалов между положительным электродом и отрицательным электродом снижается или исчезает, и, таким образом, напряжение подачи питания источника 12 питания значительно снижается. В седьмом процессе диагностики определяется, исправен ли источник 12 питания, на основе мониторинга величины перепада напряжений.
В частности, блок 52 диагностики состояния подачи питания получает напряжение OCV1 при разомкнутой цепи источника 12 питания, измеренное датчиком 16 напряжения в момент времени t2, которое соответствует времени до генерирования аэрозоля на временной диаграмме, показанной на фиг. 9. После момента времени t2 контроллер 53 мощности запускает PWM управление, PWM управление завершается, и генерирование аэрозоля прекращается. В следующий момент времени t6, когда повторно регистрируется запрос генерирования аэрозоля на основе выходного сигнала датчика 15 притока, в момент времени t7 после момента времени t6 блок 52 диагностики состояния подачи питания получает напряжение OCV2 при разомкнутой цепи источника 12 питания, измеренное датчиком 16 напряжения. Блок 52 диагностики состояния подачи питания может получить напряжение OCV2 при разомкнутой цепи источника 12 питания до повторной регистрации запроса генерирования аэрозоля в момент времени t6.
Когда величина перепада напряжений, которая обусловлена генерированием аэрозоля и получена вычитанием напряжения OCV2 при разомкнутой цепи из напряжения OCV1 при разомкнутой цепи, больше, чем пороговый перепад, блок 52 диагностики состояния подачи питания диагностирует, что источник 12 питания неисправен. Когда величина перепада напряжений равна или меньше, чем пороговый перепад напряжений, блок 52 диагностики состояния подачи питания диагностирует, что источник 12 питания не является неисправным. Порог перепада напряжений устанавливается, например, для значения больше, чем значение, соответствующее максимальной мощности, требуемой для опустошения одного второго картриджа 30 (использования).
В момент времени t3, то есть, во время до генерирования аэрозоля на временной диаграмме, показанной на фиг. 9, блок 52 диагностики состояния подачи питания может получить напряжение CCV1 при замкнутой цепи источника 12 питания, измеренное датчиком 16 напряжения. В момент времени t8 в течение периода, когда выключатель 19 временно замкнут после момента времени t6, блок 52 диагностики состояния подачи питания может получить напряжение CCV2 при замкнутой цепи источника 12 питания, измеренное датчиком 16 напряжения. Блок 52 диагностики состояния подачи питания может диагностировать, исправен ли источник 12 питания путем определения того, больше ли значение, полученное путем вычитания напряжения CCV2 при замкнутой цепи из напряжения CCV1 при замкнутой цепи, чем пороговый перепад напряжений.
Когда внутреннее короткое замыкание цепи происходит в источнике 12 питания, величина перепада напряжений за счет генерирования аэрозоля больше, чем это значение, когда внешнее замыкание цепи происходит в источнике 12 питания. Поэтому, пороговый перепад напряжений устанавливается в два этапа из первого порогового перепада напряжений и второго порогового перепада напряжений, который больше, чем первый пороговый перепад напряжений, так что можно определить, произошло ли внутреннее короткое замыкание или внешнее короткое замыкание цепи.
Например, когда величина перепада напряжений, полученная вычитанием напряжения OCV1 при разомкнутой цепи из напряжения OCV2 при разомкнутой цепи, больше, чем второе пороговое значение перепада напряжений, блок 52 диагностики состояния подачи питания диагностирует, что источник 12 питания неисправен из-за внутреннего короткого замыкания. Когда величина перепада напряжений больше, чем первое пороговое значение перепада напряжений и равна или меньше, чем второе пороговое значение перепада напряжений, блок 52 диагностики состояния подачи питания диагностирует, что источник 12 питания неисправен из-за внешнего короткого замыкания. Когда значение перепада напряжений равно или меньше, чем первое пороговое значение перепада напряжений, блок 52 диагностики состояния подачи питания диагностирует, что источник 12 питания не является неисправным. Даже когда напряжение замкнутой цепи используется вместо напряжения разомкнутой цепи, блок 52 диагностики состояния подачи питания может определить, произошло ли внутреннее короткое замыкание или внешнее короткое замыкание, предусмотрев несколько пороговых значений перепадов напряжений одним и тем же процессом.
(Восьмой процесс диагностики)
Восьмой процесс диагностики является процессом диагностики того, находится ли источник 12 питания в состоянии с ухудшенными характеристиками на основе изменения характеристик разряда источника 12 питания.
Batt
На фиг. 10 приведен график примера характеристик разряда нового источника 12 питания и источника 12 питания с ухудшенными характеристиками. По вертикальной оси на фиг. 10 указано напряжение V подачи питания (напряжение OCV при разомкнутой цепи или напряжение CCV при замкнутой цепи) источника 12 питания. По горизонтальной оси на фиг. 10 указано суммарное значение величины разряда источника 12 питания. Форма кривой в виде ломаной линии, показанной на фиг. 10, указывает характеристики разряда нового источника 12 питания. Форма кривой в виде сплошной линии, показанной на фиг. 10, указывает характеристики разряда источника 12 питания с ухудшенными характеристиками.
Batt
На фиг. 10, по мере ухудшения характеристик источника 12 питания суммарная величина разряда снижается даже при том же напряжении V подачи питания. Область, в которой возникает большая разница суммарного значения разряда, это область немного ранее области так называемого плато, в которой величина перепада напряжения подачи питания к величине разряда, мала. При восьмом процессе диагностики блок 52 диагностики состояния подачи питания определяет соотношение между суммарной величиной разряда и напряжением подачи питания источника 12 питания в области немного ранее области плато нового источника 12 питания.
В частности, блок 52 диагностики состояния подачи питания устанавливает напряжение в момент, когда суммарная величина разряда несколько ранее достижения области плато характеристики разряда нового источника 12 питания, в качестве порогового напряжения Vd, и дополнительно устанавливает пороговое напряжение Va выше, чем пороговое напряжение Vd, и ниже, чем напряжение в полностью заряженном состоянии.
Batt
Batt
Блок 52 диагностики состояния подачи питания определяет, больше ли суммарная величина разряда источника 12 питания, который происходит в течение периода времени от момента, когда напряжение подачи питания V, измеренное датчиком 16 напряжения, становится пороговым напряжением Va, пока значение напряжения V источника питания, измеренное датчиком 16 напряжения достигает порогового напряжения Vb, чем заранее определенный порог X1. Когда суммарная величина разряда больше, чем порог X1, блок 52 диагностики состояния подачи питания диагностирует, что источник 12 питания находится в состоянии сохранения эксплуатационных характеристик до степени, когда замена не нужна (другими словами, нет ухудшения характеристик до заранее определенного состояния). Когда суммарная величина разряда равна или меньше, чем порог X1, блок 52 диагностики состояния подачи питания диагностирует, что источник 12 питания находится в состоянии, когда ухудшение характеристик дошло до такой степени, что замена необходима (другими словами, состояние ухудшения, когда ухудшение характеристик дошло до заранее определенного состояния).
Batt
Период, в течение которого напряжение V подачи питания достигает порогового напряжения Vb от порогового напряжения Va, может быть поделен на три секции, то есть, секцию A, секцию B и секцию C на фиг. 10. Порог X2 может быть установлен в секции A, порог X3 может быть установлен в секции B, и порог X4 может быть установлен в секции C. Для каждой секции суммарную величину разряда или подобное можно сравнить с порогом, чтобы определить, находится ли источник 12 питания в состоянии с ухудшенных характеристиками. В этом случае общее значение порога X2, иорога X3 и порога X4 предпочтительно больше порога X1.
Batt
Вместо суммарной величины разряда источника 12 питания в течение периода, когда напряжение V подачи питания достигает порогового напряжения Vb от порогового напряжения Va, блок 52 диагностики состояния подачи питания можно использовать суммарное число затяжек, зарегистрированное в течение этого периода, суммарное время затяжек, зарегистрированное в течение этого периода, суммарное время включения, в течение которого питание подается на нагрузку 21, и подобное. При контроле мощности или энергии, подаваемой на нагрузку 21, чтобы она попадала в некоторый диапазон за счет описанного выше управления PWM или PFM, диагностировать состояние источника 12 питания можно только по такому легко регистрируемому параметру.
В устройстве 1 для вдыхания аэрозоля, когда результатом любого из описанных выше восьми типов процессов диагностики является ʺсостояние ухудшения характеристикʺ или ʺнеисправное состояниеʺ, контроллер 54 оповещения заставляет блок 45 оповещения уведомлять, что источник 12 питания имеет ухудшенные характеристики, источник 12 питания неисправен, источник 12 питания нужно заменить, или подобное. Кроме того, когда результатом любого из упомянутых выше восьми типов процессов диагностики является ʺсостояние ухудшения характеристикʺ или ʺнеисправное состояниеʺ, блок MCU 50 выполняет управление, чтобы после этого не генерировать аэрозоль. Соответственно, предотвращается использование устройства 1 для вдыхания аэрозоля в состоянии, когда источник 12 питания обладает ухудшенными характеристиками или неисправен, и можно повысить безопасность изделия.
(Полезное действие устройства для вдыхания аэрозоля по одному варианту осуществления)
В соответствии с устройством 1 для вдыхания аэрозоля, состояние источника 12 питания можно разносторонне диагностировать посредством восьми типов процессов диагностики. Следовательно, маловероятно не заметить такое событие, как ухудшение характеристик или неисправность источника 12 питания, не замеченное при одном процессе диагностики. Поэтому, точность диагностик состояния источника 12 питания может быть повышена, и может быть повышена безопасность изделия.
Блок 52 диагностики состояния подачи питания выполняет первый процесс диагностики в свободном режиме, а не в режиме зарядки. Блок 52 диагностики состояния подачи питания выполняет первый процесс диагностики в режиме питания, а не в режиме зарядки. Помимо первого процесса диагностики, блок 52 диагностики состояния подачи питания выполняет шестой процесс диагностики, седьмой процесс диагностики и восьмой процесс диагностики в режиме разряда, а не в режиме зарядки. Соответственно, с устройством 1 для вдыхания аэрозоля, поскольку процессы диагностики источника питания могут быть выполнены в каждом из свободного режима, режима питания и режима разряда, а не в режиме зарядки, безопасность подачи питания может быть повышена в нескольких режимах, помимо режима зарядки. Кроме того, может быть повышена безопасность при использовании устройства.
С устройством 1 для вдыхания аэрозоля, первый процесс диагностики может быть выполнен в каждом из режима зарядки, свободного режима, режима питания и режима разряда. Соответственно, поскольку один и тот же процесс диагностики может быть выполнен в нескольких режимах, вероятность обнаружения нарушения функционирования в источнике 12 питания или подобном может быть повышена. В частности, поскольку первый процесс диагностики является процессом, при котором не требуется разрядка источника 12 питания, даже когда первый процесс диагностики выполняется в нескольких режимах, снижение оставшейся емкости источника 12 питания может быть уменьшено, и время использования устройства может быть продлено.
Возникновение любого одного или обоих из утечки жидкости, такой как электролитический раствор, внутри корпуса 11 блока питания и попадания жидкости снаружи в корпус 11 блока питания, определяются в первом процессе диагностики. Утечка жидкости, такой как электролитический раствор, может произойти из-за удара, такого как падение. Попадание жидкости может возникнуть из-за погружения. То есть, неисправность источника 12 питания, вызванная утечкой жидкости и попаданием жидкости, может произойти из-за обращения с устройством 1 для вдыхания аэрозоля, независимо от режима устройства 1 для вдыхания аэрозоля. Поэтому предпочтительно выполнять первый процесс диагностики в нескольких режимах.
Неисправность источника 12 питания из-за утечки жидкости, такой как электролитический раствор, или попадания жидкости может произойти независимо от зарядки/разряда источника 12 питания. Кроме того, первый процесс диагностики может быть выполнен с низким энергопотреблением. Следовательно, блок 52 диагностики состояния подачи питания позволяет повысить безопасность источника 12 питания в свободном режиме, кроме того, снизив энергопотребление источника 12 питания в свободном режиме за счет выполнения первого процесса диагностики также в свободном режиме.
С устройством 1 для вдыхания аэрозоля различные процессы диагностики могут быть выполнены в режиме зарядки, режиме разряда, свободном режиме и режиме питания. Соответственно, поскольку различные процессы диагностики могут быть выполнены в нескольких режимах, может быть выполнен процесс диагностики, подходящий для каждого режима, и источник 12 питания можно диагностировать эффективно и точно. Кроме того, процесс диагностики, выполненный в режиме разряда, является процессом, который требует разряда, и процесс диагностики, выполненный в режиме зарядки, является процессом диагностики, который не требует разряда. Соответственно, поскольку можно выполнить несколько процессов диагностики, которые отличаются необходимостью разряда и соответствуют назначениям этих режимов, можно оценить безопасность источника 12 питания с различных точек зрения.
С устройством 1 для вдыхания аэрозоля больше процессов диагностики выполняются в режиме разряда, чем в свободном режиме и режиме питания. Поэтому состоянием источника 12 питания легко управлять в режиме разряда, в котором ухудшение характеристик происходит быстрее, чем в свободном режиме и режиме питания источника 12 питания.
С устройством 1 для вдыхания аэрозоля число процессов диагностики, выполняемых в режиме зарядки, больше, чем число процессов диагностики, выполняемых в свободном режиме и режиме питания. Поэтому, большое число процессов диагностики может быть выполнено в состоянии, когда состояние зарядки/разряда источника 12 питания является стабильным, и нагрузка блока MCU 50 низкая.
С устройством 1 для вдыхания аэрозоля ни один из процессов диагностики не выполняется в ждущем режиме. Поэтому энергопотребление в ждущем режиме может быть снижено.
(Первая модификация устройства для вдыхания аэрозоля)
Блок 52 диагностики состояния подачи питания может выполнять первый процесс диагностики в ждущем режиме. Соответственно, поскольку этот процесс диагностики выполняется в ждущем режиме, который может осуществляться в течение длительного времени, безопасность источника 12 питания может быть повышена, когда устройство не используется. Как указано выше, неисправность источника 12 питания из-за утечки жидкости, такой как электролитический раствор, или попадания жидкости, диагностированное в первом процессе диагностики, может происходить независимо от зарядки/разряда источника 12 питания. Кроме того, первый процесс диагностики может быть выполнен с низким энергопотреблением. Поэтому блок 52 диагностики состояния подачи питания позволяет повысить безопасность источника 12 питания в ждущем режиме, при этом снижая энергопотребление источника 12 питания в ждущем режиме за счет выполнения первого процесса диагностики также в ждущем режиме.
(Вторая модификация устройства для вдыхания аэрозоля)
Блок 52 диагностики состояния подачи питания может выполнять следующие девятый процесс диагностики и десятый процесс диагностики, помимо описанных выше восьми типов процессов диагностики.
(Девятый процесс диагностики)
Датчик давления или тензодатчик (датчик перемещения) присоединяется к источнику 12 питания. Блок 52 диагностики состояния подачи питания диагностирует, находится ли источник 12 питания в состоянии с ухудшенными характеристиками, на основе степени расширения источника 12 питания, то есть, на основе выходного сигнала датчика давления или тензодатчика (датчика перемещения). По мере ухудшения характеристик источника 12 питания, газ генерируется при необратимом разложении электролитического раствора, и активное вещество внутри источника 12 питания заставляет источник 12 питания расширяться по сравнению с новым. Поэтому, можно диагностировать, ухудшились ли характеристики источника 12 питания по степени его расширения.
(Десятый процесс диагностики)
Предусмотрен датчик температуры, который регистрирует температуру источника 12 питания. Блок 52 диагностики состояния подачи питания диагностирует, находится ли источник 12 питания в состоянии ухудшенных характеристик на основе температуры источника 12 питания, измеренной датчиком температуры. По мере ухудшения характеристик источника 12 питания джоулева теплота, вызванная необратимым увеличением внутреннего сопротивления, повышает количество генерируемой теплоты источником 12 питания во время зарядки и разряда. Поэтому осуществляется мониторинг температуры источника 12 питания, соответствующей количеству генерируемой теплоты, чтобы можно было диагностировать, находится ли источник 12 питания в состоянии с ухудшенными характеристиками.
Блок 52 диагностики состояния подачи питания выполняет, например, по меньшей мере один из девятого процесса диагностики и десятого процесса диагностики в режимах, отличающихся от ждущего режима. Блок 52 диагностики состояния подачи питания может выполнять, например, по меньшей мере один из девятого процесса диагностики и десятого процесса диагностики только в режиме разряда, в котором особенно требуется безопасность. В качестве другого примера, блок 52 диагностики состояния подачи питания выполняет процессы диагностики также в режиме зарядки. Может выполняться по меньшей мере один из девятого процесса диагностики и десятого процесса диагностики.
В устройстве 1 для вдыхания аэрозоля, описанном выше, блок 52 диагностики состояния подачи питания может не выполнять все восемь типов процессов диагностики с первого по восьмой. Например, в режиме разряда блок 52 диагностики состояния подачи питания может выполнять первый процесс диагностики и один или два процесса диагностики, выбранные из трех процессов диагностики, то есть, с шестого по восьмой, и в режиме зарядки блок 52 диагностики состояния подачи питания может выполнять первый процесс диагностики и от одного до четырех процессов диагностики, выбранных из пяти процессов диагностики, то есть, со второго по пятый процесс диагностики.
В устройстве 1 для вдыхания аэрозоля, описанном выше, свободный режим не существенен и может быть опущен. В этом случае, когда использование функционального блока 14 выполняется в ждущем режиме, от ждущего режима можно перейти в режим питания. Даже в этом случае, блок 52 диагностики состояния подачи питания позволяет повысить безопасность источника 12 питания в ждущем режиме, при этом снижая энергопотребление источника 12 питания в ждущем режиме за счет выполнения первого процесса диагностики в ждущем режиме. В этом случае, поскольку ждущий режим выполняется в течение более длительного периода времени, можно повысить безопасность источника 12 питания.
В настоящем описании обсуждаются по меньшей мере следующие вопросы. Соответствующие компоненты в описанном выше варианте осуществления указаны в скобках. Однако настоящее изобретение не ограничивается этим вариантом.
(1)
Блок питания устройства для вдыхания аэрозоля, включает:
источник питания (источник 12 питания), выполненный с возможностью разряжаться на нагрузку для генерирования аэрозоля из источника для генерирования аэрозоля; и
контроллер (MCU 50), выполненный с возможностью управлять зарядкой и разрядом источника питания, причем
контроллер может функционировать в режиме зарядки для управления зарядкой источника питания, первый режим (свободный режим, режим питания) отличается от режима зарядки, и второй режим (режим разряда) отличается от режима зарядки и первого режима, и позволяет выполнять процессы диагностики источника питания в каждом из первого режима и второго режима.
По п. (1), поскольку процессы диагностики источника питания могут быть выполнены в каждом из первого режима и второго режима, но не режима зарядки, безопасность источника питания может быть повышена в нескольких режимах, кроме режима зарядки. Кроме того, может быть повышена безопасность при использовании устройства.
(2)
Блок питания устройства для вдыхания аэрозоля по п. (1), в котором
процессы диагностики, выполняемые в первом режиме, и процессы диагностики, выполняемые во втором режиме, включают один и тот же первый процесс диагностики.
По п. (2), поскольку один и тот же процесс диагностики может быть выполнен в нескольких режимах, вероятность обнаружения неисправности источника питания и подобного может быть повышена. Кроме того, можно сохранять электрические компоненты, необходимые для выполнения процессов диагностики, область сохранения в памяти и емкость арифметического блока контроллера.
(3)
Блок питания устройства для вдыхания аэрозоля по п. (2), в котором
первый процесс диагностики не требует разряда источника питания при выполнении.
По п. (3), даже когда первый процесс диагностики выполняется в нескольких режимах, снижение оставшейся емкости источника питания может быть уменьшено, и время использования устройства может быть продлено. Кроме того, поскольку характеристики источника питания не ухудшаются из-за разряда, можно предотвратить ухудшение характеристик источника питания.
(4)
Блок питания устройства для вдыхания аэрозоля по п. (2), дополнительно содержащий:
корпус (корпус 11 блока питания), предназначенный для вмещения источника питания, причем
первый процесс диагностики является процессом обнаружения по меньшей мере одного из утечки жидкости внутри корпуса и попадания жидкости в корпус.
По п. (4), можно быстро обнаружить событие, которое может вызвать неисправность источника питания, которая может возникнуть независимо от режима.
(5)
Блок питания устройства для вдыхания аэрозоля по п. (1), в котором
процессы диагностики, выполняемые в первом режиме, и процессы диагностики, выполняемые во втором режиме, включают различные процессы диагностики.
По п. (5), поскольку различные процессы диагностики могут быть выполнены в нескольких режимах, может быть выполнен процесс диагностики, подходящий для каждого режима, и источник питания может быть продиагностирован эффективно и точно. Кроме того, источник питания может быть точно продиагностирован по сравнению со случаем, когда выполняется один процесс диагностики.
(6)
Блок питания устройства для вдыхания аэрозоля по п. (5), в котором
процессы диагностики, выполняемые в первом режиме, включают процесс диагностики (первый процесс диагностики), который не требует разряда источника питания во время выполнения, и
процессы диагностики, выполняемые во втором режиме, включают процесс диагностики (шестой процесс диагностики, седьмой процесс диагностики, восьмой процесс диагностики), который требует разряда источника питания во время выполнения.
По п. (6), поскольку может быть выполнен процесс диагностики, который требует разряда, и процесс диагностики, который не требует разряда, можно оценить безопасность источника питания с разных сторон. Кроме того, поскольку процессы диагностики включают процесс диагностики, который не требует разряда, маловероятно ухудшение характеристик источника питания из-за разряда, и можно предотвратить ухудшение характеристик источника питания.
(7)
Блок питания устройства для вдыхания аэрозоля по п. (6), в котором
процесс диагностики, который требует разряда источника питания является процессом диагностики состояния ухудшения характеристика источника питания на основе внутреннего сопротивления источника питания.
По п. (7), поскольку состояние ухудшения характеристик источника питания диагностируется на основе внутреннего сопротивления, нет необходимости в разряде в течение длительного времени, и диагностика может быть выполнена с высокой точностью на основе параметра, тесно связанного с состоянием с ухудшенными характеристиками источника питания.
(8)
Блок питания устройства для вдыхания аэрозоля по п. (1), в котором
контроллер предназначен для управления источником питания, чтобы разряд выполнялся на нагрузку только во втором режиме, и
число процессов диагностики, выполняемых во втором режиме, больше, чем число процессов диагностики, выполняемых в первом режиме.
По п. (8), поскольку большое число процессов диагностики выполняется в режиме, в котором выполняется разряд на нагрузку, становится легко управлять состоянием источника питания в режиме, в котором ухудшение характеристик источника питания и подобное легко прогрессируют. Кроме того, даже когда прогрессирует ухудшение характеристик, это можно легко обнаружить.
(9)
Блок питания устройства для вдыхания аэрозоля по п. (1) или (8), в котором
контроллер предназначен для управления источником питания, чтобы разряд выполнялся на нагрузку только во втором режиме, и
число процессов диагностики, выполняемых в режиме зарядки, больше, чем число процессов диагностики, выполняемых во втором режиме.
По п. (9), поскольку большое число процессов диагностики выполняется в режиме зарядки, большое число процессов диагностики может быть выполнено в состоянии, когда состояние разрядки/разряда источника питания стабильно, и нагрузка на контроллер низкая. Кроме того, состоянием источника питания легко управлять в режиме зарядки, в котором особенно вероятно прогрессирующее ухудшение характеристик источника питания или подобное. Кроме того, даже когда происходит ухудшение характеристик, можно быстро обнаружить это ухудшение.
(10)
Блок питания устройства для вдыхания аэрозоля по любому из п.п. (1)-(9), в котором
контроллер дополнительно может функционировать в ждущем режиме с энергопотреблением ниже, чем энергопотребление первого режима и второго режима, и может выполнять процессы диагностики источника питания в ждущем режиме.
По п. (10), поскольку процессы диагностики выполняются в ждущем режиме, который может выполняться в течение длительного времени, безопасность источника питания может быть повышена, когда устройство не используется.
(11)
Блок питания устройства для вдыхания аэрозоля по п. (10), содержащий:
корпус, предназначенный для вмещения источника питания, в котором
процессы диагностики, выполняемые в ждущем режиме, являются процессами обнаружения по меньшей мере одного из утечки жидкости внутри корпуса и попадания жидкости внутрь корпуса.
По п. (11), обнаруживаются утечка и попадание жидкости, которые происходят более вероятно, чем другое ухудшение характеристик и неисправность в ждущем режиме, так что можно в ждущем режиме оценить безопасность источника питания. Кроме того, соответствующие процессы диагностики выполняются в ждущем режиме, так что снижение энергопотребления и оценка безопасности источника питания могут быть осуществлены вместе в ждущем режиме.
(12)
Блок питания устройства для вдыхания аэрозоля по любому из п.п. (1)-(9), в котором
контроллер дополнительно может функционировать в ждущем режиме с энергопотреблением ниже, чем в первом режиме и втором режиме, и не может выполнять процессы диагностики источника питания в ждущем режиме.
По п. (12), энергопотребление в ждущем режиме может быть снижено. Кроме того, можно предотвратить ухудшение характеристик источника питания в ждущем режиме.
(13)
Процесс диагностики подачи питания устройства для вдыхания аэрозоля, устройство для вдыхания аэрозоля включает источник питания, выполненный с возможностью разряжаться на нагрузку для генерирования аэрозоля из источника для генерирования аэрозоля, и контроллер, выполненный с возможностью управлять зарядкой и разрядом источника питания, в котором
контроллер может функционировать в режиме зарядки для управления зарядкой источника питания, первом режиме, отличающемся от режима зарядки, и втором режиме, отличающемся от режима зарядки и первого режима, и
способ диагностики подачи питания включает процессы диагностики источника питания в каждом из первого режима и второго режима.
(14)
Программа диагностики подачи питания устройства для вдыхания аэрозоля, устройство для вдыхания аэрозоля включает источник питания, выполненный с возможностью разряжаться на нагрузку для генерирования аэрозоля из источника для генерирования аэрозоля, и контроллер, выполненный с возможностью управлять зарядкой и разрядом источника питания, причем
контроллер может функционировать в режиме зарядки для управления зарядкой источника питания, в первом режиме, отличающемся от режима зарядки, и втором режиме, отличающемся от режима зарядки и первого режима, и
программа диагностики источника питания инициирует выполнение компьютером этапа выполнения процессов диагностики источника питания в каждом из первого режима и второго режима.