Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к электронной системе для предоставления пара, например электронной сигарете, и к блоку управления для такой системы.
Уровень техники
Электронные системы для предоставления пара, такие как электронные сигареты и другие электронные системы подачи никотина в общем содержат картридж для обеспечения резервуара с жидкостью, которая подлежит испарению и которая обычно содержит никотин. Когда пользователь вдыхает с помощью этого устройства, блок управления управляет аккумуляторной батареей для подачи электрической энергии на нагреватель. Это приводит в действие нагреватель с целью испарения небольшого количества жидкости, которую далее вдыхает пользователь.
Следовательно, этот тип электронной сигареты в общем содержит два расходных элемента: во-первых, жидкость, которая подлежит испарению, и, во-вторых, электрическую энергию в аккумуляторной батарее. Что касается первого, когда резервуар с жидкостью исчерпан, по меньшей мере часть устройства, содержащая картридж, может быть выброшена, чтобы позволить установить новый картридж. Что касается последнего, электронная сигарета обычно содержит некоторую форму электрического соединительного устройства для приема электрической энергии из внешнего зарядного устройства, тем самым позволяя подзаряжать аккумуляторную батарею электронной сигареты.
Большинство электронных сигарет получают электропитание от многократно подзаряжаемых литий-ионных аккумуляторных батарей (или элементов питания), которые можно найти в широком круге устройств, а не только в электронных сигаретах. (Заметим, что термины «аккумуляторная батарея» и «элемент питания» взаимозаменяемы в настоящем документе, так как из-за ограниченного пространства в электронной сигарете, аккумуляторная батарея в такой электронной сигарете обычно содержит только один элемент питания). Обычные литий-ионные аккумуляторные батареи, используемые в электронных сигаретах, обычно обладают энергоемкостью в диапазоне 70 - 3500 мАч, в зависимости от размера устройства и других факторов. Такие аккумуляторные батареи выдают выходное напряжение, которое обычно падает по мере разряда аккумуляторной батареи, например, примерно от 4,2 В при полном заряде, до примерно 3,6 В непосредственно перед полным разрядом, то есть падение составляет примерно 14%. Более того, так как выходная мощность в заданном нагревательном резисторе R равна V2/R, это подразумевает в общем соответствующее падение выходной мощности, так что окончательная рабочая выходная мощность (при напряжении 3,6 В) будет составлять только 73% от исходной выходной мощности (при напряжении 4,2 В). Таким образом, это изменение мощности, подаваемой аккумуляторной батареей на нагреватель, при изменении состояния от полного заряда до состояния, близкого к разряженному, может существенно повлиять на количество испаренной жидкости и, следовательно, на количество жидкости, которое вдыхает пользователь.
Некоторые электронные сигареты могут пытаться компенсировать эту потерю напряжения, например, путем забора дополнительного тока из аккумуляторной батареи (например, с использованием широтно-импульсной модуляции (PWM)). Тем не менее, подход этого типа может быстрее разряжать аккумуляторную батарею, при этом пользователь неожиданно окажется с полностью разряженной электронной сигаретой, что для него неудобно.
Краткое изложение
Изобретение определено в приложенной формуле изобретения.
Электронная система для предоставления пара содержит блок управления, включающий в себя: аккумуляторную батарею для подачи электрической энергии на нагреватель, который используют для выработки пара, и контроллер. Контроллер выполнен с возможностью сбора информации в ходе работы пользователя с электронной системой для предоставления пара, при этом указанная информация касается следующего: (1) потребления электроэнергии из аккумуляторной батареи из-за работы нагревателя по выработке пара, и (2) подзарядки аккумуляторной батареи. Контроллер дополнительно выполнен с возможностью поддержания модели потребления электроэнергии из аккумуляторной батареи электронной системой для предоставления пара и моментов времени подзарядки аккумуляторной батареи, при этом указанную модель формируют или обновляют по указанной собранной информации. Модель дополнительно выполнена с возможностью прогнозирования по модели, опустится ли заряд аккумуляторной батареи до порогового уровня зарядка до оценочного момента времени следующей подзарядки при оценочном потреблении электроэнергии электронной системой для предоставления пара из аккумуляторной батареи, и если да, то выполняют уведомление пользователя и/или действие по снижению негативных последствий в ответ на указанное прогнозирование.
В некоторых вариантах реализации модель может выполняться на внешнем устройстве, таком как смартфон или сервер.
Краткое описание чертежей
Далее, только в качестве примера, будут подробно описаны различные варианты осуществления изобретения со ссылками на приложенные чертежи:
фиг. 1 - вид, схематично (с пространственным разделением деталей) показывающий электронную сигарету, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
фиг. 2 - вид, схематично показывающий основной элемент электронной сигареты с фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
фиг. 3 - вид, схематично показывающий картомайзер электронной сигареты с фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
фиг. 4 - вид, схематично показывающий определенные электрические компоненты электронной сигареты с фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
фиг. 5 - набор видов, схематично показывающих различные способы записи, анализа и использования данных об использовании, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
фиг. 6 - вид, представляющий пример части анализа данных об использовании, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
Подробное описание изобретения
Как описано выше, настоящее изобретение касается электронной системы предоставления пара, такой как электронная сигарета. В последующем описании используется термин «электронная сигарета»; тем не менее этот термин может быть заменен термином электронная система предоставления пара, электронная система доставки аэрозоля или другими аналогичными выражениями.
На фиг. 1 схематично (с пространственным разделением деталей) показана электронная сигарета 10, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения (не в масштабе). Электронная сигарета имеет в целом цилиндрическую форму, вытянутую вдоль продольной оси, указанной пунктирной линией LA, и содержит два основных компонента, а именно, основной элемент 20 и картомайзер 30. Картомайзер содержит внутреннюю камеру, содержащую резервуар с жидкостью, испаритель (такой как нагреватель) и мундштук 35. Жидкость в резервуаре обычно содержит никотин в надлежащем растворе и может содержать другие составляющие, например, для помощи в формировании аэрозоля и/или для придания дополнительного аромата. Резервуар может содержать форму из пеноматериала или любой другой конструкции для удержания жидкости до тех пор, пока она не понадобится для доставки в испаритель. Картомайзер 30 может дополнительно содержать фитиль или аналогичное устройство для перемещения небольшого количества жидкости из резервуара до места нагревания на нагревателе или рядом с нагревателем. Блок 20 управления содержит многократно подзаряжаемый элемент питания или аккумуляторную батарею для подачи электроэнергии на электронную сигарету 10 и печатную плату для общего управления электронной сигаретой. Когда нагреватель получает электроэнергию из аккумуляторной батареи, при управлении посредством печатной платы, нагреватель испаряет жидкость из фитиля и далее пользователь вдыхает этот пар через мундштук.
Блок 20 управления и картомайзер 30 выполнены с возможностью отсоединения друг от друга путем отделения в направлении, которое параллельно продольной оси (LA) электронной сигареты, как показано на фиг. 1, но они соединены, когда устройство 10 используется, с помощью соединения, которое схематично указано на фиг. 1 ссылочными позициями 25А и 25В и которое, например, является штыковым замком или винтовым соединением. Это соединение обеспечивает механическое и электрическое соединение основного элемента 20 и картомайзера 30. Электрическое соединительное устройство на основном элементе 20, которое используется для соединения с картомайзером, также может служить в качестве гнезда для соединения с зарядным устройством (не показано), когда основной элемент отсоединен от картомайзера 30. Другой конец зарядного устройства может быть вставлен в USB гнездо для зарядки аккумуляторной батареи в блоке управления электронной сигареты. В других реализациях может быть предусмотрен кабель для прямого соединения электрического соединительного устройства на основном элементе и USB гнезда. В других реализациях подзарядка аккумуляторной батареи в блоке управления может быть осуществлена с помощью кончика 225 электронной сигареты 10, то есть конца, противоположного мундштуку 35.
Блок управления снабжен одним или несколькими отверстиями (не показаны на фиг. 1) для поступления воздуха. Эти отверстия соединены с проходом для воздуха через блок управления, при этом в соединительном устройстве 25 предусмотрен проход для воздуха. Далее указанное соединено с путем для воздуха через картомайзер 30 до мундштука 35. Когда пользователь вдыхает через мундштук 35, воздух втягивается в блок управления через одно или несколько входных отверстий для воздуха, которые подходящим образом расположены снаружи электронной сигареты. Этот поток воздуха (или результирующее изменение давления) обнаруживает датчик давления, который, в свою очередь, приводит в действие нагреватель с целью испарения жидкости из резервуара (с помощью фитиля). Указанный поток воздуха проходит от блока управления, через испаритель, где он смешивается с паром, и эта комбинация потока воздуха и (никотинового) пара проходит через картомайзер и из мундштука 35, чтобы ее вдохнул пользователь. Картомайзер 30 может быть отсоединен от основного элемента 20 и удален, при исчерпании подачи жидкости, и, при желании, заменен другим картомайзером. (Таким образом, картомайзер 30 иногда могут называть одноразовым компонентом, а блок 20 управления - повторно используемым компонентом).
Следует понимать, что электронная сигарета 10, показанная на фиг. 1, описана в качестве примера и могут быть приняты различные другие реализации. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения картомайзер 30 выполнен в виде двух отдельных компонентов, а именно картриджа, содержащего резервуар с никотином и мундштук (который может быть заменен при исчерпании жидкости в резервуаре), и испарителя, содержащего нагреватель (который обычно сохраняют). В качестве другого примера зарядное устройство может быть соединено с дополнительным или альтернативным источником питания, таким как прикуриватель автомобиля.
На фиг. 2 схематично (упрощенно) показан блок 20 управления электронной сигареты с фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Фиг. 2, в общем, можно рассматривать как поперечное сечение в плоскости, проходящей через продольную ось LA электронной сигареты. Заметим, что для ясности на фиг. 2 опущены определенные компоненты и подробности основного элемента, например провода, и более сложная форма.
Как показано на фиг. 2, блок 20 управления содержит аккумуляторную батарею 210 для питания электронной сигареты 10, а также печатную плату 202 (PCB), на которой установлена микросхема, такая как специализированная интегральная схема (ASIC) или микроконтроллер, для управления электронной сигаретой 10. PCB 202 может быть расположена вдоль одного конца аккумуляторной батареи 210 или у одного конца аккумуляторной батареи 210. В конфигурации, показанной на фиг. 2, РСВ расположена между аккумуляторной батареей 210 и соединительным устройством 25В. Блок управления также содержит блок 215 датчиков для обнаружения вдоха с помощью мундштука 35. В конфигурации, показанной на фиг. 2, блок 215 датчиков расположен между аккумуляторной батареей 210 и кончиком 225, но в других реализациях он может быть расположен рядом с РСВ 202 (которая может быть расположена так, как показано на фиг. 2, или в некотором другом месте). В ответ на такое обнаружение вдоха, блок 215 датчиков уведомляет микросхему на РСВ 202, которая в свою очередь запускает подачу электрической энергии из аккумуляторной батареи 210 на нагреватель в картомайзере.
Кончик 225 блока 20 управления содержит крышку для уплотнения и защиты дальнего конца электронной сигареты. В указанной крышке или рядом с ней предусмотрено входное отверстие для воздуха, выполненное для того, чтобы воздух мог попасть в основной элемент и пройти мимо блока 215 датчиков, когда пользователь вдыхает с помощью мундштука 35. Следовательно, этот поток воздуха позволяет блоку 215 датчиков обнаруживать вдох пользователя. В некоторых вариантах реализации кончик 225 может быть снабжен источником света, таким как светоизлучающий диод (LED), который включает микросхема в ответ на обнаружение вдоха с помощью блока 225 датчиков. Кончик 225 также (или в качестве альтернативы) может быть снабжен электрическим контактом (не показан на фиг. 2), чтобы предусмотреть дополнительное соединение для подзарядки аккумуляторной батареи 210.
На противоположном конце основного элемента 20 относительно кончика 225 расположено соединительное устройство 25В, выполненное с возможностью соединения блока 20 управления с картомайзером 30. Как отмечено выше, соединительное устройство 25В обеспечивает механическое и электрическое соединение блока 20 управления и картомайзера 30. Как показано на фиг. 2, соединительное устройство 25В содержит соединительное устройство 240 основного элемента, которое является металлическим (покрыто серебром в некоторых вариантах осуществления изобретения), чтобы служить в качестве одного разъема (положительного или отрицательного) для электрического соединения с картомайзером 30. Соединительное устройство 25В дополнительно содержит электрический контакт 250 для обеспечения второго разъема для электрического соединения с картомайзером 30, при этом полярность второго разъема противоположна полярности первого разъема, а именно соединительного устройства 240 основного элемента. Соединительное устройство 240, в общем, обладает кольцеобразной формой, а контакт 250 расположен в центре этого кольца (если смотреть в плоскости, которая перпендикулярна продольной оси LA электронной сигареты 10).
Электрический контакт 250 установлен на винтовой пружине 255. Когда блок 20 управления прикреплен к картомайзеру 30, соединительное устройство 25А на картомайзере упирается в электрический контакт 250, чтобы сжимать винтовую пружину в осевом направлении, то есть в направлении, параллельном (соосном) продольной оси LA. С точки зрения упругой природы пружины 255, это сжатие приводит к тому, что пружина 255 стремится расшириться, что толкает электрический контакт 250 к соединительному устройству 25А, тем самым помогает обеспечить хороший электрический контакт между блоком 20 управления и картомайзером 30. Соединительное устройство 240 основного элемента и электрический контакт 250 отделены опорой 260, которая выполнена из непроводящего материала (такого как пластик) для обеспечения хорошей изоляции двух электрических разъемов. Форма опоры 260 такова, чтобы помогать взаимному механическому сцеплению соединительных устройств 25А и 25В.
На фиг. 3 схематично показан картомайзер 30 электронной сигареты с фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Фиг. 3, в общем, можно рассматривать как поперечное сечение в плоскости, которая содержит продольную ось LA электронной сигареты. Заметим, что для ясности на фиг. 3 снова опущены разные компоненты и подробности блока управления, например провода, и более сложная форма.
Картомайзер 30 содержит проход 355 для воздуха, продолжающий вдоль центральной (продольной) оси картомайзера 30 от мундштука 35 до соединительного устройства 25А с целью соединения картомайзера с блоком 20 управления. Резервуар 360 с жидкостью (обычно содержащей никотин в растворе) предусмотрен вокруг прохода 355 для воздуха. Этот резервуар 360 может быть реализован, например, путем расположения хлопка или пены, пропитанной жидкостью. Картомайзер также содержит нагреватель 365, выполненный с возможностью нагревания жидкости из резервуара 360 для выработки (содержащего никотин) пара, чтобы он протекал по проходу 355 для воздуха и выходил через мундштук 35 в ответ на вдох пользователя через электронную сигарету 10. Нагреватель питается с помощью линий 366 и 367, которые, в свою очередь, соединены с противоположными полюсами (положительным и отрицательным или наоборот) аккумуляторной батареи 210 с помощью соединительного устройства 25А. (Как отмечено выше, на фиг. 3 опущены подробности проводки между линиями 366 и 367 электропитания и соединительным устройством 25А).
Соединительное устройство 25А содержит внутренний электрод 375, который может быть покрыт серебром или выполнен из некоторого другого подходящего металла. Когда картомайзер 30 соединен с блоком 20 управления, внутренний электрод 375 контактирует с электрическим контактом 250 блока 20 управления, чтобы обеспечить первый электрический путь между картомайзером и блоком управления. В частности, когда сцеплены соединительные устройства 25А и 25В, внутренний контакт 375 толкает электрический контакт 250, сжимая винтовую пружину 255, тем самым помогая обеспечить хороший электрический контакт между внутренним электродом 375 и электрическим контактом 250.
Внутренний электрод 375 окружен изоляционным кольцом 372, которое может быть выполнено из пластика, резины, силикона или любого другого подходящего материала. Изоляционное кольцо окружено соединительным устройством 370 картомайзера, которое может быть покрыто серебром или выполнено из некоторого другого подходящего металла или проводящего материала. Когда картомайзер 30 соединен с блоком 20 управления, соединительное устройство 370 картомайзера контактирует с соединительным устройством 240 основного элемента блока 20 управления, чтобы обеспечить второй электрический путь между картомайзером и блоком управления. Другими словами, внутренний электрод 375 и соединительное устройство 370 картомайзера служат как положительный и отрицательный разъем (или наоборот) для подачи электрической энергии из аккумуляторной батареи 210 в блоке управления на нагреватель 365 в картомайзере с помощью линией 366 и 367 подачи, соответственно.
Соединительное устройство 370 картомайзера снабжено двумя утолщениями или выступами 380А, 380В, которые продолжаются в противоположных направлениях относительно продольной оси электронной сигареты. Эти выступы используют для обеспечения штыкового замка вместе с соединительным устройством 240 основного элемента для соединения картомайзера 30 с блоком 20 управления. Этот штыковой замок обеспечивает безопасное и надежное соединение картомайзера 30 и блока 20 управления, так что картомайзер и блок управления удерживаются в неподвижном положении друг относительно друга, без колебания или изгиба и очень мала вероятность любого случайного расцепления. Одновременно штыковой замок обеспечивает простое и быстрое соединение и расцепление путем вставки с последующим поворотом с целью соединения и поворота (в противоположном направлении) с последующим изъятием с целью расцепления. Следует понимать, что в других вариантах осуществления изобретения может использоваться другая форма соединения блока 20 управления и картомайзера 30, такая как защелкивающееся соединение или винтовое соединение.
На фиг. 4 схематично показаны определенные электрические (в том числе электронные) компоненты электронной сигареты с фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Эти компоненты, в общем, расположены в блоке 20 управления, так как он является многоразовым (а не одноразовым) участком. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления изобретения, по меньшей мере, некоторые электрические компоненты могут быть расположены в картомайзере 30.
Как показано на фиг. 4, блок 20 управления содержит электрическое (и механическое) соединительное устройство 25В (как описано выше), выключатель 212 питания, аккумуляторную батарею 210, процессор или (микро)контроллер 555, энергонезависимую память 218 (например, ROM), интерфейс 217 связи, таймер (часы) 219, динамик 558 и блок 215 датчиков. Контроллер 555 расположен на РСВ 202, которая при необходимости также может быть использована для установки других компонентов, например, блока 215 датчиков, выключателя 212 питания и/или интерфейса 217 связи, в зависимости от конкретной внутренней конфигурации блока 202 управления. В качестве альтернативы, эти компоненты может быть расположены на одной или нескольких других РСВ (или установлены другим образом).
На фиг. 4 показаны некоторые, но не обязательно все, электрические соединения между разными компонентами. Например, блок 215 датчиков может получать электрическую энергию из аккумуляторной батареи 210 через соединение с контроллером 555 или, в качестве альтернативы, может присутствовать соединение для электрической энергии из аккумуляторной батареи 210 до блока 215 датчиков (не показано).
Блок 215 датчиков расположен в пути для воздуха или рядом с путем для воздуха через блок 20 управления из входного отверстия для воздуха до выходного отверстия для воздуха (до испарителя). Блок датчиков содержит датчик 562 давления и датчик 563 температуры (также в пути для воздуха или рядом с путем для воздуха). Заметим, что в некоторых вариантах осуществления изобретения могут присутствовать дополнительные датчики (не показаны на фиг. 4); также датчик 562 давления и датчик 563 температуры могут быть предусмотрены как разные устройства (а не объединены в один блок датчиков). Датчик 562 давления может обнаруживать поток воздуха путем измерения падения давления, которое вызвано вдохом через мундштук 35 (или в качестве альтернативы датчик 562 давления может обнаруживать вдох путем непосредственного измерения потока воздуха, аналогично анемометру, который измеряет ветер).
Контроллер 555 содержит процессор, такой как CPU, и память (ROM и RAM). Операции контроллера 555 и других электронных компонентов, таких как датчик 562 давления в общем управляются, по меньшей мере частично, программным обеспечением, исполняемым процессором (или другими электронными компонентами, в случае необходимости). Такое программное обеспечение может храниться в энергонезависимой памяти 218, которая может быть встроена в сам контроллер 555 или которая может быть предоставлена в виде отдельного компонента (например, на РСВ 202). Процессор может получать доступ к ROM для загрузки и исполнения отдельных программ программного обеспечения, когда нужно. Контроллер 555 также содержит подходящие интерфейсы (и программное обеспечение управления) для взаимодействия с другими устройствами, такими как блок 215 датчиков.
Контроллер 555 использует динамик 558 в качестве устройства вывода для выработки звуковых сигналов для указания условий или состояний в электронной сигарете, такой как предупреждение о низком заряде аккумуляторной батареи. Разные сигналы для передачи разных состояний или условий могут быть предоставлены путем использования гармонических или прерывистых звуковых сигналов разного уровня и/или длительности и/или путем обеспечения таких гармонических или прерывистых звуковых сигналов. Наравне с динамиком 58 или вместо динамика 558 могут быть обеспечены другие формы устройства вывода. Например, как упомянуто выше, кончик 225 может быть снабжен светоизлучающим диодом (LED), который может быть использован для сигнализации и/или украшения. Также может присутствовать (или в качестве альтернативы) вывод света в одном или нескольких других местах на электронной сигарете 10.
Интерфейс 217 связи может быть проводным или беспроводным соединением, позволяющим электронной сигарете 10 взаимодействовать с внешним устройством. Например, для установления беспроводной связи интерфейс 217 связи может поддерживать одну или несколько следующих технологий: Bluetooth, Wi-Fi (семейство IEEE 802.11) и беспроводная связь (NFC) ближнего радиуса действия. В качестве альтернативы или дополнительно, линия связи может поддерживать проводную связь, возможно с помощью соединительного устройства 25В и/или некоторого другого устройства связи. Интерфейс связи может быть использован, в частности, для того, чтобы позволить внешнему устройству предоставить и обновить настройки электронной сигареты 10 и/или для получения от электронной сигареты 10 информации о состоянии и использовании.
Как отмечено выше, электронная сигарета 10 обеспечивает путь для воздуха от входного отверстия для воздуха, через электронную сигарету 10, мимо датчика 562 давления и нагревателя 365 (в испарителе) до мундштука 35. Таким образом, когда пользователь вдыхает с помощью мундштука электронной сигареты, контроллер 555 обнаруживает такой вдох на основе информации от датчика давления. В ответ на такое обнаружение, CPU подает электрическую энергию из аккумуляторной батареи или элемента 210 питания на нагреватель 365, который, таким образом, нагревает и испаряет жидкость из фитиля, чтобы пользователь вдохнул пар.
Аккумуляторная батарея 210 связана с нагревателем 365 с помощью выключателя 212 питания и соединительного устройства 25В (плюс соединительное устройство 25А на картомайзере 30). Выключатель 212 питания поддерживает течение (и включение/выключение) сравнительно большого тока, подаваемого из аккумуляторной батареи 210 с целью питания нагревателя 365 - обычно порядка 1 Ампера или более. Выключателем 212 питания управляет контроллер 555. Например, контроллер 555 может замкнуть выключатель 212 питания в ответ на обнаружение датчиком 562 давления потока воздуха через электронную сигарету 10, тем самым позволяя поступать электрической энергии от аккумуляторной батареи на нагреватель. Наоборот, контроллер 555 может разомкнуть выключатель 212 питания в ответ на обнаружение датчиком 562 давления окончания потока воздуха через электронную сигарету 10, тем самым завершая течение электрической энергии от аккумуляторной батареи к нагревателю. Кроме того, контроллер 555 может использовать выключатель 212 для реализации схемы PWM, как описано выше, с целью регулирования количества электрической энергии, поданной из аккумуляторной батареи 210 на нагреватель 365 во время вдоха.
Следует понимать, что показанная на фиг. 4 электрическая конфигурация приведена только в качестве примера и специалисту в рассматриваемой области ясны многие возможные изменения. Например, некоторые электронные сигареты 10 могут не содержать интерфейса 217 связи, а в других вариантах осуществления изобретения интерфейс 217 связи может быть объединен, по меньшей мере, частично с контроллером 555.
Функциональные возможности контроллера 555 могут быть распределены по одному или нескольким компонентам, которые вместе действуют как контроллер. Например, может быть предусмотрена РСВ в комбинации с аккумуляторной батареей 210 для управления разрядкой аккумуляторной батареи, чтобы обнаруживать и, таким образом, предотвращать перегрузку по напряжению или току и/или слишком долгую зарядку, и аналогично управлять зарядкой аккумуляторной батареи, например, чтобы аккумуляторная батарея не была чрезмерно разряжена до момента повреждения.
На фиг. 5 показаны блок-схемы, иллюстрирующие определенные аспекты электронной сигареты 10, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. На левой части указанной схемы (фиг. 5А) показана обработка, включающая в себя следующее: контроллер обнаруживает событие (операция 610), получает от таймера 219 метку времени для события (если она не получена с самим событием) (операция 615) и далее сохраняют информацию об указанном событии (620), в том числе метку времени и природу событий, в журнал, который может поддерживаться в энергонезависимой памяти 218. Эта часть обработки далее показана на фиг. 5А как петля в начало процесса обработки, чтобы указать на постоянную, непрерывную природу записи событий.
Электронная сигарета 10 может записывать в журнал несколько разных типов событий. Например, электронная сигарета 10 может обработать вдох в качестве события и записать разную информацию об этом событии - например, время начало вдоха, длительность вдоха и общее количество энергии, использованной из аккумуляторной батареи для питания нагревателя в течение вдоха. Последний параметр (энергия) может быть определен, например, как интеграл напряжения, умноженного на ток, в течение периода вдоха, при этом значения напряжения и тока, в свою очередь, могут быть получены по набору быстрых измерений тока и напряжения в течение вдоха. В качестве альтернативы, количество энергии для вдоха может быть оценено, по меньшей мере частично, например, на основе длительности вдоха, установки управления уровнем выхода и так далее.
Аналогично электронная сигарета также может записывать в память 218 в общем аналогичную информацию о событиях подзарядки - например, время начала подзарядки, длительность подзарядки и энергию, поданную в аккумуляторную батарею при подзарядке (она снова может быть определена с помощью набора измерений напряжения и тока или просто оценена). Заметим, что время (времена) может отражать период фактической подзарядки, а не то, когда устройство подключено к внешнему источнику электропитания (так как подзарядка кончится сама по себе, когда аккумуляторная батарея будет полностью заряжена).
Заметим, что вместо записи времени начала и длительности события, другой вариант заключается в рассмотрении начала и окончания как отдельных событий - например, первое событие - для обозначения начала подзарядки, а второе событие - для обозначения окончания подзарядки. Таймер 218 также может поставлять информацию о дате и/или информацию о дне недели.
Электронная сигарета 10 также может записывать в заранее заданные моменты времени (например) уровень на выходе аккумуляторной батареи 210. Кроме того, электронная сигарета может записывать в журнал широкий круг событий и/или параметров других типов, таких как состояния ошибки, рабочая температура и так далее. Эти события/параметры другого типа меньше касаются процесса обработки по настоящему изобретению и не будут описаны в настоящем документе.
Таблица 1
Таблица 1 является примером информации, которая может быть сохранена в журнале, который поддерживают в памяти. Эта информация показана в форме таблицы для простоты понимания, но журнал может быть основан на любой подходящей структуре данных. Каждая строка таблицы соответствует некоторому событию и связана с уникальным номером события и меткой времени, которая обозначает дату и время. В общем существуют разные коды для каждого типа событий, для простоты понимания каждому событию, записанному в Таблице 1, приписано описательное название. Первое событие представляет собой «конец_зарядки», которое представляет окончание зарядки. Второе событие является некоторым измерением уровня заряда аккумуляторной батареи. Такие измерения (и запись их в журнал) могут быть выполнены в соответствии с заранее заданной временной шкалой - например каждый 15 минут и/или в ответ на разные другие события. Например, уровень заряда аккумуляторной батареи может быть измерен после каждого окончания зарядки (как описано в Таблице 1 выше) и также при разблокировке устройства, как описано ниже.
Третье и четвертое события (а также пятое и шестое события) являются обнаружениями начала вдоха и конца вдоха соответственно. Следует понимать, что в течение дня может присутствовать много пар этих событий. В Таблицу 1 также записывают информацию о блокировке устройства, что может автоматически происходить после окончания периода ожидания, если устройство не используется в течение этого периода (например, в течение этого периода не было обнаружено вдохов). Дополнительно или в качестве альтернативы, пользователь может в явной форме заблокировать электронную сигарету, например, путем нажатия на некоторую конкретную кнопку (или комбинацию кнопок). Далее последующая разблокировка может быть выполнена с помощью надлежащих манипуляций (которые, например, могут быть такими, что их трудно выполнить ребенку) или, возможно, путем ввода надлежащего кода в смартфон, который далее направляет сигнал авторизации с целью разблокировки электронной сигареты с помощью интерфейса 217 связи.
Последний столбец в Таблице 1, приведенной выше, может быть использован для хранения вспомогательной информации, например, параметров (если они присутствуют), связанных с конкретным событием - Примечание. Тип сохраненной информации о событии в общем зависит от типа события. Например, параметр для события «величина заряда» может обозначать текущий уровень напряжения или заряда аккумуляторной батареи. Параметр для события «начало_вдоха» может соответствовать установке мощности (которая может быть использована для управления тем, сколько пара должно быть выработано при заданной интенсивности вдоха). Параметр для события «конец_вдоха» может соответствовать объему поступившего при вдохе воздуха, который может быть измерен или, по меньшей мере, оценен (например) блоком 215 датчиков.
Следует понимать, что структура журнала, показанная в Таблице, служит только для иллюстрации и специалисту в рассматриваемой области понятны разные возможные изменения. Например, вдох может быть записан как одно событие, при этом параметры такого события предоставляют информацию о времени начала и длительности вдоха. Номер события также, при необходимости, может быть опущен - например, метка времени может однозначно идентифицировать каждое событие (возможно в комбинации с типом события).
Средняя часть фиг. 5 (обозначенная как фиг. 5В) показывает одно возможное использование журнала, созданного в памяти 218. В частности, данные события (содержащие параметры и так далее) считывают из журнала (операция 640) и используют для обновления модели (операция 645), поддерживаемой контроллером. Указанное обновление модели может иметь место на непрерывной или периодической основе и/или после определенных конкретных событий - например, контроллер может разрешать обновление модели во время подзарядки электронной сигареты, чтобы исключить полный разряд аккумуляторной батареи 210 (и так как частота событий может быть меньше). В большинстве устройств обработка с фиг. 5В будет выполняться многократно с перерывами между последовательными запусками (в отличие от непрерывной петли с фиг. 5А). Указанная модель может быть одной общей моделью или может содержать несколько моделей, являющихся компонентами.
В некоторых вариантах реализации выработанные данные события могут быть напрямую применены на непрерывной основе для обновления модели (в отличие от повторного считывания из журнала). Заметим, что тем не менее данные события могут по-прежнему записываться в журнал, так как они по-прежнему могут (например) предоставлять полезную информацию - то есть, для диагностики в случае некоторой формы неисправности электронной сигареты 10. Также наличие журнала событий, отделенного от модели, может помочь уменьшить конфликты при доступе к данным при записи новых событий в журнал и обновлении и использовании модели. Например, одна возможность заключается в копировании последних событий из журнала в модель, возможно, во время низкой активности (например, ночью) и, следовательно, с минимальным прерыванием текущей работы журнала по записи новых событий. Далее это позволяет использовать журнал и модель параллельно бесконфликтно в другие моменты времени. Другая возможность заключается в том, чтобы журнал и модель выполнялись на разных устройствах, как более подробно описано ниже.
Правая часть фиг. 5 (то есть, фиг. 5С) касается использования модели на основе (обновленных) данных из журнала в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Модель выполняется (операция 660) и далее тестируют выход модели, чтобы видеть, обнаружен или нет (операция 665) конкретный активирующий элемент, то есть конкретная ситуация. Если нет, то обработка возвращается назад к следующему разу, когда выполняется модель (что может иметь место на непрерывной или прерывистой основе). Тем не менее, если обнаружен активирующий элемент или состояние, то может быть выполнено (операция 670) подходящее действие (или действия), связанное с этим активирующим элементом или состоянием. Далее обработка может возвратиться назад к следующему разу, когда выполняется модель.
Действие из операции 670 может включать в себя предоставление (например) информации пользователю на активной или пассивной основе (в первом случае пользователь получает ясное уведомление о ставшей доступной информации; а в последнем случае информация доступна, если пользователь посмотрит в правильное место - которое, конечно, может быть известно пользователю). Также действие может включать в себя изменение одного или нескольких операционных параметров или характеристик устройства, или в полностью автоматическом режиме, или в зависимости от некоторого подтверждения со стороны пользователя.
В некоторых вариантах реализации сама модель может быть расположена на другом устройстве (не на самой электронной сигарете). В таких обстоятельствах, следует понимать, что только некоторые, не все операции, показанные на фиг. 5, будут выполнены в электронной сигарете, а оставшиеся операции будут выполняться на другом устройстве. Также в некоторых вариантах реализации обработка с фиг. 5А может осуществляться параллельно с обработкой с фиг. 5В и 5С, тем не менее обработка с фиг. 5В и 5С может представлять собой альтернативы, если обновление модели и выполнение модели представляет собой отдельные операции. Обработка с фиг. 5В и 5С может быть запущена в соответствии с рядом критериев. Например, данные могут копироваться из журнала в модель на ежедневной основе в заранее заданные моменты времени (или регулярно, с некоторым другим временным интервалом) или активироваться при накоплении определенного количества новых событий в журнале. Еще один пример, если модель не расположена на самой электронной сигарете, заключается в том, чтобы выполнять обработку с фиг. 5В тогда, когда электронная сигарета соединена с устройством, ответственным за модель. Аналогично, обработка с фиг. 5С может быть выполнена на ежедневной основе, в некоторое заранее заданное время (или регулярно, с некоторым другим временным интервалом), или может присутствовать некоторый другой запускающий фактор, снова, такой как соединение электронной сигареты и устройства, ответственного за модель. Другие примеры запускающих факторов могут представлять собой падение уровня электрической энергии ниже некоторой определенной величины или завершение обновления модели в соответствии с обработкой с фиг. 5В.
На фиг. 6 представлен пример части анализа данных об использовании, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Указанный анализ данных может быть выполнен в ходе операции 645 с фиг. 5В, как часть обновления модели с учетом новых данных об использовании (операция 645). В качестве альтернативы, анализ можно откладывать до тех пор, пока модель выполняется в рамках операции 660, причем в этом случае обновление модели, например, может включать в себя загрузку в модель новых данных об использовании, но эти новые данные об использовании могут не анализироваться до тех пор, пока модель выполняется в рамках операции 660. Еще одна возможность заключается в разделении анализа, так что начальную часть осуществляют при обновлении модели (операция 645), и далее оставшуюся часть осуществляют при выполнении модели (операция 660).
В частности, на фиг. 6А показаны два типа средней активности на ежедневной основе, при этом время дня представлено вдоль оси х с использованием 24 часового времени. Сплошная черная линия на фиг. 6А показывает подзарядку, более конкретно, процент дня, в течение которого устройство подзаряжалось в заданное время. Другими словами, из информации о событии, содержащейся в журнале, анализ определяет для каждого дня ежечасно количество дней, для которых электронная сигарета подзаряжалась в это время (и наоборот, количество дней, для которых электронная сигарета не подзаряжалась в это время). Следует понимать, что эти результаты могут быть получены непосредственно из информации о событиях, записанной в приведенной выше Таблице (так как события записывают дату и время начала и окончания зарядки).
Результаты с фиг. 6А показаны как проценты (которые представлены по оси y), указывающие долю дней, в которых электронная сигарета подзаряжалась в заданное время. Например, в течение основной части данных дней, между 8 часами утра и 5 часами дня (17:00) устройство подзаряжалось с довольно малой вероятностью, обычно только примерно от 5 до 15% дней. С другой стороны, ночью, между примерно 1 часом ночи и 4 часами утра, устройство заряжалось в гораздо большей доле дней (обычно 70% - 80%).
На фиг. 6А также обозначено количество вдохов за единицу временного периода, что представлено пунктирной линией - Примечание. Эта линия показана с произвольным масштабом по оси y, а не в соответствии с процентным масштабом, помеченным для данных подзарядки. Снова следует понимать, что эта информация может быть легко получена из информации в журнале, содержащейся в проиллюстрированной выше таблице, путем подсчета соответствующих пар событий начала и окончания вдохов в соответствующих временных интервалах. В общем ясно, что присутствует низкий уровень использования ночью, средний уровень использования днем и более высокий уровень использования вечером.
Графики, показанные на фиг. 6А, могут быть использованы для выполнения модели использования для электронной сигареты в соответствии с операцией 660. В качестве иллюстрации информация о подзарядке может быть использована для оценки наиболее вероятного времени до осуществления подзарядки. Например, если текущее время представляет собой полдень (12), то можно оценить, что следующей подзарядки не будет до 10 часов вечера (22:00), так как только в этой точке вероятность подзарядки поднимается до 50%, при этом вероятность напрямую основана на исторической информации о частоте. (Указанный способ является достаточно элементарным способом оценки следующего момента времени подзарядки; ниже описаны более совершенные подходы). Более того, информация о вдохах с фиг. 6А может быть использована для оценки количества вдохов за следующие 10 часов, то есть между текущим временем и оценкой момента времени подзарядки. Эта оценка количества вдохов может быть преобразована в ожидаемое общее использование электрической энергии, например, на основе некоторого заранее заданного, стандартного использования электрической энергии на вдох, или на основе измеренного использования электрической энергии на вдох. Далее модель может определить, достаточно ли оставшегося заряда аккумуляторной батареи для обеспечения этого ожидаемого общего использования электрической энергии.
Если оставшийся заряд аккумуляторной батареи больше ожидаемого общего использования электрической энергии (обычно на некоторую пороговую величину), то обнаружение активирующего элемента в ходе выполнения операции 665 с фиг. 5С будет иметь отрицательный результат - что в общем представляет обычную приемлемую ситуацию. Тем не менее, если ожидаемое общее использование электрической энергии больше (или не сильно меньше) оставшегося заряда аккумуляторной батареи, то обнаружение активирующего элемента в ходе выполнения операции 665 с фиг. 5С будет иметь положительный результат, что приводит к осуществлению действия, связанного с активирующим элементом, в ходе выполнения операции 670.
Действие, связанное с активирующим элементом, включает в себя одно или несколько действий, вытекающих из обнаружения активирующего элемента. Одно возможное действие в этой ситуации заключается в выработке уведомления или предупреждения пользователя о прогнозе того, что заряд аккумуляторной батареи недостаточен для наиболее вероятного использования. Заметим, что указанное отличается от обычного предупреждения «низкий заряд батареи», так как последнее обычно имеет место тогда, когда оставшийся заряд аккумуляторной батареи опускается ниже заранее заданной величины. В отличие от сказанного, предупреждение о том, что заряд аккумуляторной батареи недостаточен для наиболее вероятного использования, может иметь место тогда, когда аккумуляторная батарея по-прежнему содержит существенный заряд (выше уровня обычного для «предупреждения о низком заряде батареи»), если ожидается значительный временной интервал до прогнозируемого момента времени следующей подзарядки.
Уведомление может принимать любую надлежащую форму, в зависимости от доступных устройств электронной сигареты. Например, электронная сигарета может обеспечить некоторое конкретное звуковое предупреждение (один или несколько прерывистых звуковых сигналов) с помощью динамика 558 или установить один или несколько световых индикаторов. Другая возможность заключается во внутреннем состоянии, которое далее может быть обнаружено с помощью интерфейса 217 связи, например, с использованием приложения на смартфоне и далее приложение обеспечивает надлежащее уведомление для пользователя. Заметим, что форма уведомления может изменяться в соответствии с серьезностью или оценкой вероятности того, что электронная сигарета работает с недостаточным зарядом. Например, если ожидаемое использование существенно превосходит уровень заряда аккумуляторной батареи, уведомление может быть предоставлено более настойчиво по сравнению со случаем, когда ожидаемое использование немного меньше уровня заряда аккумуляторной батареи - например, состояние тревоги делают доступным приложению смартфона в обоих случаях, но звуковое или световое уведомление на самой электронной сигарете предоставляют только в первом случае, когда ожидаемое использование существенно выше уровня заряда аккумуляторной батареи. В ответ на уведомление или предупреждение, пользователь может выбрать некоторое надлежащее действие, например, активно искать возможность раньше подзарядить электронную сигарету и/или уменьшить свое использование электронной сигареты.
Другая форма действия, связанного с активирующим элементом, в ходе выполнения операции 670, которая может быть использована вместо или в дополнение к описанному выше уведомлению пользователя, заключается в уменьшении уровней потребления электроэнергии. Это уменьшение уровней потребления электроэнергии может быть выполнено самим контроллером 555 или на него может указать внешний механизм (такой как приложение смартфона) или может быть использована комбинация указанного выше. Кроме того, уменьшение уровней потребления электроэнергии может быть выполнено автоматически или может, по меньшей мере частично, сначала требовать подтверждения пользователя или команды от пользователя. Примерами механизмов уменьшения потребления электроэнергии являются следующие: если электронная сигарета освещается в ходе вдоха, то выключают такое освещение, или уменьшают период и/или интенсивность такого освещения; уменьшают уровень электрической энергии, подаваемой на нагреватель в ходе вдоха, и/или уменьшают время подачи электрической энергии. Также, если электронная сигарета обладает «спящим» режимом, в общем, с меньшими уровнями потребления электроэнергии, электронную сигарету могут быстрее переводить в этот режим с меньшим уровнем потребления электроэнергии (после более короткого периода неиспользования).
Следует понимать, что описанная выше модель для использования электрической энергии сравнительно проста и легко могут быть использованы более совершенные модели, например, может быть предусмотрена модель, основанная на вероятностях. Например, мы может определить t как временной интервал от текущего момента времени до начала следующей подзарядки, при этом 0 < t < T, где T представляет собой максимальное возможное время до следующей подзарядки. Мы определим распределение вероятности (плотность) для t, обозначаемое через p(t), при этом интеграл ∫p(t) dt для интервала от 0 до T равен 1 (считаем, что электронная сигарета точно будет подзаряжена в течение времени T). Таким образом, p(t) представляет вероятность того, что нужно подождать время t (ни больше, ни меньше) до следующей подзарядки.
Мы может использовать график с фиг. 6А для получения оценки распределения p(t). Заметим, что это распределение в общем будет зависеть от текущего времени дня - например, подзарядка с большой вероятностью начнется раньше (с меньшим значением t) вечером, а не утром. Другой путь оценки распределения p(t), отличающийся от использования данных с фиг. 6А, заключается в том, чтобы смотреть только на моменты времени событий, представляющих начало зарядки (такие, как представлены последним событием в приведенной выше таблице). Например, если текущее время равно 3 часа дня (15:00), мы может посмотреть на события на ежедневной основе и посчитать количество дней, для которых следующее событие начала подзарядки произошло в течение 1 часа (t = 1) от 3 часов дня, следующее событие начала подзарядки произошло в течение 2 - 3 часов (t = 3) от 3 часов дня и так далее (учитывая дни, когда в 3 часа дня подзарядка уже осуществляется). Далее мы можем преобразовать эту информацию об относительной частоте в распределение p(t) вероятностей.
Когда мы обладаем p(t), один подход заключается в том, чтобы оценить время до следующей подзарядки в соответствии с интегралом ∫p(t) t dt в соответствии с пределами интегрирования 0 и Т - это стандартная формула для среднего значения t (обозначим E[t]). В предположении, что мы действительно подождем временной период E[t] до следующей подзарядки, далее мы может последовать описанному выше подходу по определению, превышает или нет ожидаемое использование электрической энергии за этот период E[t] зарядную емкость, остающуюся в аккумуляторной батарее.
Дополнительное усовершенствование заключается в том, что вместо использования среднего значения E[t] для оценки риска полного разряда аккумуляторной батареи, мы может напрямую использовать распределение p(t) вероятностей. Таким образом, если общий уровень заряда аккумуляторной батареи в текущий момент равен С и ожидаемое использование электрической энергии в следующее время t (начиная с текущего момента) равно E[P(t)], то вероятность (Prob) полного разряда аккумуляторной батареи может быть определена следующим образом:
Prob = ∫p(t) k dt (интеграл для 0 < t < T),
где k = 1, если E[P(t)] >C, и k = 0 в противном случае. Заметим, что, так как E[P(t)] обязательно является возрастающей (или, по меньшей мере, не убывающей) функцией при увеличении t (электронная сигарета только потребляет электрическую энергию), то если мы определим t’ как значение t для которого E[P(t)] >C, то приведенное выше выражение можно переписать следующим образом:
Prob = ∫p(t) dt (для 0 < t < t’).
В такой ситуации мы может считать, что модель учитывает распределение моментов времени начала до следующей подзарядки и частоту ожидаемых использований (на основе вдохов) как полученные из данных журнала, в том числе в зависимости от текущего времени. Далее на модель подают параметры текущего состояния (а именно текущее время и уровень заряда аккумуляторной батареи), которые служат в качестве входов для модели для определения указанной выше вероятности. Обнаружение активирующего элемента из операции 665 может выработать положительный результат, если определенная вероятность превышает определенное пороговое значение. Одна возможность может заключать в наличии системы «сигналов светофора», в которой вероятность, равная 30% и меньше, рассматривается как «зеленый» свет, вероятность исчерпания заряда аккумуляторной батареи, составляющая от 30% до 65% рассматривается как «желтый» свет, возможно с надлежащим уведомлением пользователя, и вероятность исчерпания заряда аккумуляторной батареи больше 65% рассматривается как «красный» свет, с более значительным (например, более частым или прямым) уведомлением пользователя и, возможно, автоматической реализацией мер экономии электрической энергии, как описано выше.
Соответственно, специалисту в рассматриваемой области ясно, что, хотя информация о вдохах, показанная на фиг. 6А, фактически только показывает среднее значение, полные данные журнала позволяют определять различные распределения вероятностей (и/или несколько параметров этих распределений). Например, хотя на фиг. 6А указано, что определенное количество вдохов имеет место в среднем в (скажем) 8 утра, данные журнала могут быть использованы для получения распределения вокруг этого среднего значения (какое значение является минимальным, максимальным, разброс и так далее). Далее это позволяет представить оценку использования электрической энергии в виде распределения вероятностей. В этом случае, в отличие от выполнения условия k = 1, если E[P(t)] > C, и k = 0, в противном случае, k может представлять вероятность того, что оценочная величина использования электрической энергии (в соответствии с наблюдаемым распределением из событий журнала) превысит оставшийся заряд (для каждого указанного значения t).
Более того, длительность вдохов (и, следовательно, электрическая энергия, потребляемая при каждом вдохе) сама может изменяться в соответствии с некоторым распределением (и распределение может изменяться в зависимости от времени дня и так далее). Информация журнала снова позволяет определить такое распределение, и снова это позволяет разрабатывать и использовать более совершенную вероятностную модель для оценивания использования электрической энергии.
Следует понимать, что описанный выше анализ представляет только несколько примеров модели, основанной на собранной информации, и возможно разработать много других моделей. Например, шаблоны использования, показанные на фиг. 6А, могут соответствовать некоторому рабочему дню и может быть разработана отдельная модель для выходного дня (или отдельно для субботы и воскресенья).
На фиг. 6В снова представлен пример части анализа данных по использованию, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. На фиг. 6В показаны такие же данные, что и на фиг. 6А, они дополнены линией, которая представляет (средний) измеренный уровень заряда аккумуляторной батареи и которая показана длинными штрихами. (Эта линия показана на фиг. 6В как непрерывная кривая, а не как дискретные блоки, исключительно для простоты визуального отличия от двух линий с фиг. 6А; специалист в рассматриваемой области выберет такое представление данных, которое наиболее соответствует заданным обстоятельствам). Измеренный уровень заряда снова может быть непосредственно получен из представленной выше таблицы журнала событий. На практике уровень заряда обычно увеличивается в течение ночи (наиболее обычное время подзарядки) и далее падает в течение дня (наиболее обычное время использования). Что касается чисел по вдохам, линия, показанная на фиг. 6В для уровня заряда аккумуляторной батареи, указывает среднее значение, но имеется лежащее в основе распределение, полученное по измерениям в различные дни, и это распределение также может быть использовано в любом анализе.
Следует понимать, что средний уровень заряда, показанный как процент от полного уровня заряда аккумуляторной батареи, зависит в основном как от времени подзарядки, так и от вдохов, следовательно, существует близкая взаимная связь между тремя линиями, показанными на фиг. 6В (на уровень заряда аккумуляторной батареи также влияют другие электрические операции в электронной сигарете, но в общем электрическая энергия, подаваемая на нагреватель для вдоха, является наиболее значимым фактором использования). В результате, модель может быть основана на любых двух указанных параметрах, а не на всех трех (хотя использование всех трех параметров поможет обеспечить наилучшую точность).
Описанные в настоящем документе модели могут быть основаны на широком круге статистических и вычислительных структур разной степени сложности, таких как анализ (PCA) главных компонентов, корреляционные модели, нейронные сети и так далее. Например, модель может показывать, по данным об использовании, что количество (или длительность и/или интенсивность) вдохов коррелирует не только со временем, но также с конкретным днем недели, а также с непосредственным прошлым использованием электронной сигареты - например, за более напряженным (по сравнению со средним уровнем) использованием электронной сигареты днем может следовать менее напряженное (по сравнению со средним уровнем) использование вечером. Эти корреляции и так далее могут быть в дальнейшем использованы моделью для предоставления более точной оценки (распределения) ожидаемого использования электрической энергии.
Заметим, что модель может сама усовершенствоваться при увеличенном использовании устройства. Например, в заданный момент времени, модель может прогнозировать определенное ожидаемое использование за установленный временной период. Фактическое использование за этот временной период (которое в последствии будет записано в журнал) может быть оценено и сравнено с прогнозируемым. Если прогнозируемая величина отличается от фактического использования, это может быть использовано для усовершенствования и улучшения модели с помощью любой подходящей технологии машинного обучения.
Как отмечено выше, модель может быть реализована в самой электронной сигарете и/или во внешнем устройстве, таком как смартфон или планшетный компьютер. Внешнее устройство соединяют с электронной сигаретой с помощью интерфейса 217 с целью считывания данных журнала (операция 640), чтобы соответственно обновить модель (операция 645). Результаты выполнения модели во внешнем устройстве могут быть напрямую представлены пользователю с указанного устройства (следует понимать, что пользовательский интерфейс устройства, такого как смартфон, обычно гораздо мощнее пользовательского интерфейса электронной сигареты, например, благодаря сенсорному экрану и так далее, и такое устройство в общем также обладает гораздо большей мощностью по обработке). Результаты выполнения модели также могут быть загружены назад в электронную сигарету, возможно в форме команд по реализации мер экономии электрической энергии.
Другая возможность заключается в том, что сама модель поддерживается на сервере, к которому внешнее устройство (и/или возможно электронная сигарета) может получить доступ с помощью Интернета или другой надлежащей сети. В этом случае данные об использовании могут быть загружены на сервер для анализа и моделирования (до некоторой степени это похоже на загрузку данных об отслеживании положения от GPS устройства для анализа).
Для отражения различных вопросов и продвижения уровня техники, это изобретение показано путем иллюстрации различных вариантов осуществления изобретения, в которых может быть реализовано заявленное изобретение (изобретения). Достоинства и признаки настоящего изобретения содержатся только в представленных вариантах осуществления изобретения, но их перечень не является исчерпывающим и/или единственно возможным. Они показаны только для помощи в понимании и изучении заявленного изобретения (изобретений). Ясно, что достоинства, варианты осуществления изобретения, примеры, функции, признаки, структуры и/или другие аспекты изобретения не являются ограничениями изобретения, которое определяется формулой изобретения, или ограничениями эквивалентов формулы изобретения, и что могут быть использованы другие варианты осуществления изобретения и без выхода за границы объема настоящего изобретения могут быть предложены различные модификации. Различные варианты осуществления изобретения могут содержать, состоять или, по существу, состоять из различных комбинаций описанных элементов, компонентов, признаков, частей, этапов, способов и так далее, отличающихся от явно описанных в настоящем документе. Это изобретение может содержать другие изобретения, о которых не заявлено в настоящее время, но о которых может быть заявлено в будущем.
Изобретение относится к электронной системе для предоставления пара, например электронной сигарете, и к блоку управления для такой системы. Блок управления для электронной системы для предоставления пара содержит аккумуляторную батарею, предназначенную для подачи электрической энергии к нагревателю, используемому для выработки пара, и контроллер, выполненный с возможностью сбора информации во время процесса использования пользователем электронной системы для предоставления пара, при этом указанная информация относится к (1) потреблению электроэнергии из аккумуляторной батареи в связи с работой нагревателя по выработке пара и (2) подзарядке аккумуляторной батареи; поддержания модели потребления электроэнергии из указанной аккумуляторной батареи электронной системой для предоставления пара и моментов времени подзарядки аккумуляторной батареи, при этом указанная модель формируется и/или обновляется на основе указанной собираемой информации; прогнозирования на основе указанной модели, при оценочном потреблении электроэнергии из аккумуляторной батареи электронной системой для предоставления пара, будет ли разряжена аккумуляторная батарея до порогового уровня заряда за время до оценочного момента следующей подзарядки аккумуляторной батареи, и если это условие выполняется, то в ответ на указанное прогнозирование - уведомление пользователя и/или выполнение действия по ослаблению негативных последствий. Техническим результатом изобретения является усовершенствование электронной системы для предоставления пара. 4 н. и 24 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 ил.
1. Блок управления для электронной системы для предоставления пара, содержащий аккумуляторную батарею, предназначенную для подачи электрической энергии к нагревателю, используемому для выработки пара, и контроллер, выполненный с возможностью:
сбора информации во время процесса использования пользователем электронной системы для предоставления пара, при этом указанная информация относится к (1) потреблению электроэнергии из аккумуляторной батареи в связи с работой нагревателя по выработке пара и (2) подзарядке аккумуляторной батареи;
поддержания модели потребления электроэнергии из указанной аккумуляторной батареи электронной системой для предоставления пара и моментов времени подзарядки аккумуляторной батареи, при этом указанная модель формируется и/или обновляется на основе указанной собираемой информации;
прогнозирования на основе указанной модели, при оценочном потреблении электроэнергии из аккумуляторной батареи электронной системой для предоставления пара, будет ли разряжена аккумуляторная батарея до порогового уровня заряда за время до оценочного момента следующей подзарядки аккумуляторной батареи, и если это условие выполняется, то:
в ответ на указанное прогнозирование - уведомление пользователя и/или выполнение действия по ослаблению негативных последствий.
2. Блок управления по п. 1, в котором указанная информация накапливается в журнале событий.
3. Блок управления по п. 2, в котором указанные события отслеживаются, по меньшей мере, в моменты времени начала и конца (1) вдоха и (2) подзарядки.
4. Блок управления по любому из пп. 1-3, в котором указанная модель определяет ожидаемое значение времени до следующей подзарядки.
5. Блок управления по п. 4, в котором указанная модель дополнительно определяет распределение вероятностей для времени до момента следующей подзарядки.
6. Блок управления по любому из пп. 4, 5, в котором в указанной модели используется собранная информация, относящаяся к моменту начала подзарядки, для определения ожидаемого временного значения до момента указанной следующей подзарядки.
7. Блок управления по любому из пп. 1-6, в котором указанная модель определяет ожидаемое потребление электроэнергии до указанного оценочного времени до следующей подзарядки аккумуляторной батареи.
8. Блок управления по п. 7, в котором указанная модель дополнительно определяет распределение вероятностей для потребления электроэнергии до указанного оценочного времени до следующей подзарядки аккумуляторной батареи.
9. Блок управления по любому из пп. 1-3, в котором оценочное потребление электроэнергии и/или оценочное время до следующей подзарядки определяются в виде распределения вероятностей.
10. Блок управления по п. 9, в котором указанное прогнозирование определяется путем суммирования или интегрирования по распределению вероятностей для указанного оценочного потребления и/или указанного времени до следующей подзарядки.
11. Блок управления по любому из пп. 9, 10, в котором указанное прогнозирование определяет вероятность того, что аккумуляторная батарея разрядится до заданного уровня разряда, для каждого из множества разных заданных уровней разряда.
12. Блок управления по п. 11, в котором для оценки того, разрядится ли аккумуляторная батарея до указанного порогового уровня, учитывается указанная прогнозируемая вероятность того, что аккумуляторная батарея разрядится до указанного порогового уровня.
13. Блок управления по п. 12, в котором указанный пороговый уровень определяется на основе комбинации уровня заряда аккумуляторной батареи и прогнозируемой вероятности разряда до указанного уровня заряда.
14. Блок управления по любому из пп. 1-13, в котором указанная модель снабжена текущим временем для выполнения указанного прогнозирования.
15. Блок управления по любому из пп. 1-14, в котором указанная модель снабжена текущим уровнем заряда для выполнения указанного прогнозирования.
16. Блок управления по любому из пп. 1-15, в котором пороговый уровень заряда установлен равным примерно 20%, 10% или 5% от максимального уровня заряда аккумуляторной батареи.
17. Блок управления по любому из пп. 1-15, в котором пороговый уровень заряда установлен таким, что заряд аккумуляторной батареи уменьшен ниже минимального уровня заряда, позволяющего нагревателю вырабатывать пар.
18. Блок управления по любому из пп. 1-17, в котором собранная информация о потреблении электроэнергии из аккумуляторной батареи из-за работы нагревателя по выработке пара содержит информацию о вдохах с использованием электронной системы для предоставления пара.
19. Блок управления по п. 18, в котором собранная информация о вдохах указывает длительность каждого вдоха.
20. Блок управления по любому из пп. 18, 19, в котором информация о вдохах указывает интенсивность или мощность, подаваемую для каждого вдоха.
21. Блок управления по любому из пп. 1-20, в котором указанное действие по ослаблению негативных последствий в ответ на указанное прогнозирование заключается в запуске одной или нескольких мер экономии электрической энергии для электронной системы для предоставления пара.
22. Блок управления по любому из пп. 1-21, в котором присутствуют по меньшей мере первый и второй пороговые уровни заряда, при этом уведомление пользователя и/или действие по ослаблению негативных последствий изменяются в соответствии с тем, прогнозируется ли разряд аккумуляторной батареи до указанного первого или второго порогового уровня.
23. Блок управления по п. 22, в котором первый пороговый уровень выше по уровню заряда второго порогового уровня, а действие по ослаблению негативных последствий осуществляется только если прогнозируется, что аккумуляторная батарея разрядится до второго порогового уровня.
24. Электронная система для предоставления пара, содержащая блок управления по любому из пп. 1-23.
25. Система, содержащая:
электронную систему для предоставления пара, которая содержит блок управления, включающий в себя аккумуляторную батарею для подачи электрической энергии к нагревателю, который используется для выработки пара, и контроллер, выполненный с возможностью сбора информации во время процесса использования пользователем электронной системы для предоставления пара, при этом указанная информация относится к (1) потреблению электроэнергии из аккумуляторной батареи в связи с работой нагревателя по выработке пара и к (2) подзарядке аккумуляторной батареи; и
внешнее устройство, выполненное с возможностью поддержания модели потребления электроэнергии электронной системой для предоставления пара из аккумуляторной батареи и моментов времени подзарядки аккумуляторной батареи, при этом указанная модель формируется и/или обновляется на основе указанной собранной информации, и внешнее устройство выполнено с возможностью прогнозирования на основе указанной модели, опустится ли заряд аккумуляторной батареи до порогового уровня заряда до момента оценочного времени следующей подзарядки аккумуляторной батареи при оценочном потреблении электроэнергии электронной системой для предоставления пара из аккумуляторной батареи;
при этом указанная система выполнена с возможностью уведомления пользователя и/или выполнения действия по ослаблению негативных последствий в ответ на указанное прогнозирование.
26. Система по п. 25, в которой внешнее устройство содержит смартфон.
27. Система по п. 25, в которой внешнее устройство содержит сервер, доступ к которому электронная сигарета получает через смартфон или другое промежуточное устройство.
28. Способ работы блока управления для электронной системы для предоставления пара, при этом блок управления содержит аккумуляторную батарею для подачи электрической энергии к нагревателю, используемому для выработки пара, и контроллер, который выполняет следующие операции:
сбор информации во время процесса использования пользователем электронной системы для предоставления пара, при этом указанная информация относится к (1) потреблению электроэнергии из аккумуляторной батареи для работы нагревателя по выработке пара и к (2) подзарядке аккумуляторной батареи;
поддержание модели потребления электроэнергии из аккумуляторной батареи электронной системой для предоставления пара и моментов времени подзарядки аккумуляторной батареи, при этом указанная модель формируется и/или обновляется на основе указанной собранной информации;
прогнозирование по указанной модели, опустится ли заряд аккумуляторной батареи до порогового уровня заряда до момента оценочного времени следующей подзарядки аккумуляторной системы при оценочном потреблении электроэнергии электронной системой для предоставления пара из аккумуляторной батареи, и если указанное выполняется, то:
в ответ на указанное прогнозирование - уведомление пользователя и/или выполнение действия по ослаблению негативных последствий.
| US 2015142387 A1, 21.05.2015 | |||
| УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕР | 2012 |
|
RU2502054C1 |
| US 2014123990 A1, 08.05.2014. | |||
