JP6653043B2 - 喫煙システム、給電制御方法、プログラム、一次装置、及び二次装置 - Google Patents

Description

本発明は、喫煙システム、給電制御方法、プログラム、一次装置、及び二次装置に関する。

エアロゾル発生物品を電気ヒータで加熱する加熱装置を、所定回数の喫煙の度に、携帯式の充電器で充電する喫煙システムが知られている（例えば特許文献１参照）。特に、エアロゾル発生物品からエアロゾルを放出するのに多くの電力が必要となる場合、充電の間は喫煙ができないため、連続した喫煙をすることは不可能であった。

この問題に対処するために、例えば特許文献２に開示されるように、充電器から直接ヒータへ給電してエアロゾルを発生させることが考えられる。この場合、従来のように充電器から加熱装置の内蔵充電池を充電するモードと、充電器からヒータへ直接給電するモードとを切り替える必要がある。

特表２０１２−５２７２２２号公報 特表２０１５−５００６４７号公報

ところで広く知られているように、給電対象の特性や用途に応じて、給電量（レート）を適切な値とすることが好ましい。よって一般に充電池を充電する際の給電量とヒータへ給電する際の給電量は異なる。そのため、充電器から内蔵充電池を充電するモードとヒータへ直接給電するモードとのモード遷移時に、特許文献２のように特段の配慮をせずに即座にモードを切り替えた場合、充電池を劣化させたりヒータが充分に機能しないおそれがある。また、加熱装置にエアロゾル発生物品が取り付けられる前にヒータへの直接給電を開始した場合、充電器の電力を浪費するおそれもある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、充電モードと直接加熱モードとの切り替えを、安全性やユーザの使い勝手を担保しつつも円滑に行うことにある。

上述した課題を解決するために、本発明の一態様は、エアロゾル源を霧化又は香味源を加熱する負荷及び該負荷へ給電可能な電源を備える二次装置と、前記二次装置との接続時に前記負荷及び前記電源へ給電可能な一次装置と、前記一次装置から前記負荷へ給電する第１モード及び前記一次装置から前記電源へ給電する第２モードを実行可能な制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１モードから前記第２モードへの遷移である第１遷移と前記第２モードから前記第１モードへの遷移である第２遷移の少なくとも一方において、前記第１モードと前記第２モードとの間に、給電に関する既定の変数を変更するための遷移時間を有する遷移モードを実行する、喫煙システムである。

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記制御部は、前記第１遷移と前記第２遷移の双方において前記遷移モードを実行する、喫煙システムである。

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記第１遷移における前記遷移モードの遷移時間と前記第２遷移における前記遷移モードの遷移時間は長さが異なる、喫煙システムである。

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記第１遷移における前記遷移モードの遷移時間は前記第２遷移における前記遷移モードの遷移時間よりも短い、喫煙システムである。

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記既定の変数は、前記一次装置から前記二次装置への給電量であり、前記制御部は、前記第１モードにおいて、前記一次装置から前記負荷へ第１給電量で給電し、前記第１遷移の前記遷移モードにおいて、給電量を前記第１給電量から減少させる処理を前記一次装置に対して実施すると共に、前記一次装置から前記電源への給電は行わず、前記第２モードにおいて、前記一次装置から前記電源へ前記第１給電量より小さい第２給電量で給電する、ように各モードを実行する、喫煙システムである。

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記一次装置から前記電源への給電を行える状態と行えない状態を切り替え可能な手段を備え、前記既定の変数は、前記一次装置から前記二次装置への給電量であり、前記制御部は、前記第１モードにおいて、前記一次装置から前記負荷へ第１給電量で給電し、前記第１遷移の前記遷移モードにおいて、前記手段を制御して前記一次装置から前記電源への給電を行えない状態にすると共に、給電量を前記第１給電量から減少させる処理を前記一次装置に対して実施し、前記第２モードにおいて、前記手段を制御して前記一次装置から前記電源への給電を行える状態にすると共に、前記一次装置から前記電源へ前記第１給電量より小さい第２給電量で給電する、ように各モードを実行する、喫煙システムである。

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記手段は、前記一次装置と前記電源との間に設けられた開閉器であり、前記制御部は、前記第１遷移の前記遷移モードにおいて、前記開閉器を開くように制御することにより前記一次装置と前記電源を電気的に遮断し、前記第２モードにおいて、前記開閉器を閉じるように制御することにより前記一次装置と前記電源を電気的に接続する、喫煙システムである。

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記一次装置と前記電源との間に設けられ、前記一次装置から前記電源へ向かう方向を順方向とするダイオードを備え、前記手段は、前記一次装置の出力電圧と前記電源の電圧との相対電圧を調整可能な調整器であり、前記制御部は、前記第１遷移の前記遷移モードにおいて、前記一次装置の出力電圧が前記電源の電圧よりも高くなるように前記調整器を制御し、前記第２モードにおいて、前記電源の電圧が前記一次装置の出力電圧よりも高くなるように前記調整器を制御する、喫煙システムである。

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記制御部は、前記第１遷移の前記遷移モードにおいて、給電量を前記第１給電量から前記第２給電量へ漸減させる処理を前記一次装置に対して実施すると共に、前記一次装置から前記負荷へ前記漸減する給電量で給電する、喫煙システムである。

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記制御部は、前記第１遷移の前記遷移モードにおいて、前記一次装置から前記電源及び前記負荷への給電は行わない、喫煙システムである。

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記一次装置と前記電源及び前記負荷との間に設けられ、前記一次装置から前記電源及び前記負荷への給電を行える状態と行えない状態を切り替え可能な開閉器を備え、前記制御部は、前記第１遷移の前記遷移モードにおいて、前記開閉器を開くように制御することにより前記一次装置と前記電源及び前記負荷とを電気的に遮断する、喫煙システムである。

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記一次装置は、拘束状態で前記二次装置と前記一次装置との接続を保持でき且つ非拘束状態で前記接続を解除できる拘束部を備え、前記制御部は、前記拘束部の状態に基づいて前記第１遷移と前記第２遷移を識別する、喫煙システムである。

また、本発明の他の一態様は、上記一態様において、前記制御部は、前記第２遷移の前記遷移モードを、前記非拘束状態において前記負荷とエアロゾル源を含むエアロゾル発生物品との接触が行われるまで持続させる、喫煙システムである。

また、本発明の他の一態様は、喫煙システムにおいて一次装置から二次装置への給電を制御するための方法であって、前記二次装置に設けられた、エアロゾル源を霧化又は香味源を加熱する負荷へ前記一次装置から給電する第１モードと、前記二次装置に設けられた、前記負荷へ給電可能な電源へ前記一次装置から給電する第２モードのうちの一方を実行中のモードとして認識するステップと、前記実行中のモードから、前記第１モードと前記第２モードのうちの他方へ遷移させる指示を受け付けるステップと、前記指示に応答して、前記第１モードから前記第２モードへの遷移である第１遷移と前記第２モードから前記第１モードへの遷移である第２遷移の少なくとも一方において、前記第１モードと前記第２モードとの間に、給電に関する既定の変数を変更するための遷移時間を有する遷移モードを実行するステップと、を含む給電制御方法である。

また、本発明の他の一態様は、上記方法を喫煙システムに実行させるプログラムである。

また、本発明の他の一態様は、エアロゾル源を霧化又は香味源を加熱する負荷及び該負荷へ給電可能な電源を備える二次装置との接続時に、前記負荷及び前記電源へ給電可能な一次装置であって、前記一次装置から前記負荷へ給電する第１モード及び前記一次装置から前記電源へ給電する第２モードを実行可能な制御部を備え、前記制御部は、前記第１モードから前記第２モードへの遷移である第１遷移と前記第２モードから前記第１モードへの遷移である第２遷移の少なくとも一方において、前記第１モードと前記第２モードとの間に、給電に関する既定の変数を変更するための遷移時間を有する遷移モードを実行する、一次装置である。

また、本発明の他の一態様は、エアロゾル源を霧化又は香味源を加熱する負荷及び該負荷へ給電可能な電源を備え、前記負荷及び前記電源へ給電可能な一次装置と接続可能な二次装置であって、前記一次装置から前記負荷へ給電する第１モード及び前記一次装置から前記電源へ給電する第２モードを実行可能な制御部を備え、前記制御部は、前記第１モードから前記第２モードへの遷移である第１遷移と前記第２モードから前記第１モードへの遷移である第２遷移の少なくとも一方において、前記第１モードと前記第２モードとの間に、給電に関する既定の変数を変更するための遷移時間を有する遷移モードを実行する、二次装置である。

本発明によれば、充電モードと直接加熱モードとの切り替えを、安全性やユーザの使い勝手を担保しつつも円滑に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る喫煙システム１００の構成図である。 本発明の一実施形態に係る喫煙システム１００の電気回路図を示す。 本発明の一実施形態に係る喫煙システム１００の複数の動作モードに対する電気回路２００の状態遷移を示す。 直接加熱モードから充電モードへの切り替え時における喫煙システム１００の状態の推移を示すタイミングチャートの一例である。 充電モードから直接加熱モードへの切り替え時における喫煙システム１００の状態の推移を示すタイミングチャートの一例である。 直接加熱モードから充電モードへの切り替え時における喫煙システム１００の状態の推移を示すタイミングチャートの別の例である。 充電モードから直接加熱モードへの切り替え時における喫煙システム１００の状態の推移を示すタイミングチャートの別の例である。 本発明の一実施形態に係る喫煙システム１００の制御部（制御部１３４及び／又は１５４）が喫煙システム１００の動作モードを切り替える制御を実施するための例示的な処理５００を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る喫煙システム１００の制御部（制御部１３４及び／又は１５４）が喫煙システム１００の動作モードを切り替える制御を実施するための別の例示的な処理６００を示すフローチャートである。 二次装置１４０に設けられた空気取込流路８１０の一例を示す。 一次装置１２０に設けられた空気取込流路８２０の一例を示す。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る喫煙システム１００の構成図である。図１は喫煙システム１００が備える各エレメントを概略的且つ概念的に示すものであり、それら各エレメント及び喫煙システム１００の厳密な配置、形状、寸法、位置関係等を示すのではないことに留意されたい。

図１に示されるように、喫煙システム１００は、一次装置１２０及び二次装置１４０を備える。喫煙システム１００は、二次装置１４０が一次装置１２０に対して電気的に接続された第１の使用形態と、二次装置１４０が一次装置１２０から電気的に切り離された第２の使用形態とをとることができるように構成される。例えば、図１に例示された喫煙システム１００において、二次装置１４０は一次装置１２０の連結ポート１２２に挿入されることで一次装置１２０に対して電気的に接続され、連結ポート１２２から抜き取られることで一次装置１２０から電気的に切り離される。別の例として、一次装置１２０と二次装置１４０との電気的な接続及び非接続は、例えばＵＳＢケーブルなどの導電性ケーブルの着脱によって行われてもよい。

二次装置１４０は、喫煙のためのエアロゾル発生物品１６０を電気的に加熱することによって香味成分を含んだエアロゾル又は蒸気を発生させる装置である。喫煙者であるユーザは、二次装置１４０から発生したエアロゾル又は蒸気を吸引することができる。一次装置１２０は、第１の使用形態において二次装置１４０に電力を供給するための装置である。第１の使用形態において、一次装置１２０は、二次装置１４０に内蔵された二次電源１４８を充電することができる。二次装置１４０は、第２の使用形態においては、内蔵された二次電源１４８によって動作することが可能である。喫煙システム１００は、例えば二次電源１４８が所定量消費された場合に、第２の使用形態から第１の使用形態に戻される。第１の使用形態に戻された時、二次装置１４０は、一次装置１２０から電力の供給を受けることにより、二次電源１４８への再充電が行われるようにすることができるだけでなく、一次装置１２０から供給される電力を利用して直接的にエアロゾル発生物品１６０の加熱を行うこともできる。

図１に示されるように、二次装置１４０は、エアロゾル発生物品保持部１４２、負荷１４４、駆動回路１４６、二次電源１４８、ユーザ操作部１５２、制御部１５４、及びメモリ１５６を備える。二次装置１４０は、例えば、ユーザがエアロゾル又は蒸気を吸引するのに適した形状と寸法を有するように構成される。ユーザは、例えば二次装置１４０を指の間に保持して、喫煙を行うことができる。一例として、二次装置１４０の外形形状は、概略的に、紙巻きたばこに類似の円柱形状であってよいが、これは限定的と解されるべきでなく、任意の他の形状及び寸法をとることもできる。

エアロゾル発生物品保持部１４２は、エアロゾル発生物品１６０を保持することができるように構成された空間である。したがって、エアロゾル発生物品保持部１４２は、エアロゾル発生物品１６０に応じた形状を有することが可能である。例えば、エアロゾル発生物品１６０は、紙巻きたばこと同程度の直径の円柱状スティックに成形された固体のエアロゾル基材を含んでよい。図１には、このようなエアロゾル発生物品１６０がエアロゾル発生物品保持部１４２に挿入された二次装置１４０が示されている。エアロゾル基材は、例えば、加熱することによって香喫味成分を放出する刻みたばこ又は粒状若しくは粉末状のたばこ原料を円柱形状に加工し、これに液体のエアロゾル源を添加することによって構成される。な、本実施形態においては、エアロゾル基材及び／又はエアロゾル源が香味源として機能する。図１に示されるように、エアロゾル発生物品１６０は、その一方の端部及びエアロゾル基材を含む主部がエアロゾル発生物品保持部１４２の内部に収容され、他方の端部がエアロゾル発生物品保持部１４２から飛び出した形で、エアロゾル発生物品保持部１４２に保持される。ユーザは、エアロゾル発生物品１６０のエアロゾル発生物品保持部１４２から飛び出した端部を口に咥えることで、喫煙を行うことができる。

なお、使い勝手を考慮すると二次装置１４０は、既存の紙巻きたばこに近い形状に構成されることが好ましい。また、二次装置１４０は空洞状のエアロゾル発生物品保持部１４２を有しているため、二次装置１４０の内部において電装品の配置には制約が加わる。その結果、二次電源１４８も小型のものが好ましく、その容量も比較的小さくなってしまう。一方、一次装置１２０はこのような制約がないため、二次電源１４８を複数回充電できるように、一次電源１２６は二次電源１４８と比べて十分に大きな容量を有していることが好ましい。例えば、一次電源１２６は二次電源１４８と比べて５〜４０倍の容量を有していることが好ましいが、この範囲に限定されるものではない。また、一次電源１２６と二次電源１４８は共にリチウムイオン二次電池から構成されることが好ましいが、これに限定されるものではない。

エアロゾル発生物品１６０及びエアロゾル発生物品保持部１４２は、図１に示されるのとは異なるように構成されてもよい。例えば、エアロゾル発生物品１６０は、香味成分（香味源）を含有した液体状のエアロゾル源であってもよい。一例として、香味成分（香味源）を含有した液体状のエアロゾル源は、ニコチン成分を含有したグリセリン又はプロピレングリコール等のポリオールである。本実施形態においては、エアロゾル源が香味源として機能する。エアロゾル発生物品１６０が香味成分（香味源）を含有したエアロゾル源である場合、エアロゾル発生物品保持部１４２は、例えば、ガラス繊維や多孔質セラミック等の繊維状又は多孔質性の素材から構成され、繊維間の隙間や多孔質材料の細孔に液体としてのエアロゾル源を保持する。あるいは、エアロゾル発生物品保持部１４２は、液体を収容するタンクとして構成されてもよい。このような構成において、二次装置１４０は、付加的に吸口部材を備える。ユーザは、吸口部材を口に咥えることで、発生したエアロゾル又は蒸気を吸引することができる。

負荷１４４は、エアロゾル発生物品保持部１４２に保持されたエアロゾル発生物品１６０を電気的に加熱するための加熱素子である。負荷１４４は、エアロゾル発生物品１６０を加熱することができるように、エアロゾル発生物品１６０に接して、又はエアロゾル発生物品１６０の近傍に配置される。負荷１４４は、二次装置１４０が一次装置１２０から切り離された第２の使用形態においては、二次装置１４０に内蔵された二次電源１４８から給電されることにより、エアロゾル発生物品１６０を加熱する。また負荷１４４は、二次装置１４０が一次装置１２０に接続された第１の使用形態においては、一次装置１２０から給電されることによりエアロゾル発生物品１６０を加熱する。なお、エアロゾル発生物品１６０がエアロゾル源及びエアロゾル基材を含む場合は、上述したようにエアロゾル発生物品１６０を負荷１４４で加熱することで、エアロゾル源を昇温し、エアロゾルを発生させる。一方、エアロゾル発生物品１６０が香味成分（香味源）を含有した液体状のエアロゾル源である場合は、エアロゾル源を負荷１４４で直接加熱することで、エアロゾルを発生させてもよい。

負荷１４４とエアロゾル発生物品１６０を接触させるための任意の配置が用いられてよい。一例として、負荷１４４は、エアロゾル発生物品保持部１４２の内壁の表面に露出するように配置されるのであってよい。この配置によれば、エアロゾル発生物品保持部１４２へ挿入されたエアロゾル発生物品１６０は、その外周表面（例えば円柱状スティックの側面）において負荷１４４と接触するので、エアロゾル発生物品１６０を外周から加熱することができる。また別の例として、エアロゾル発生物品保持部１４２へエアロゾル発生物品１６０が挿入された時に負荷１４４が（例えばエアロゾル基材を突き刺すことによって）エアロゾル基材の中へ入り込むのであってもよい。このような構成によれば、負荷１４４はエアロゾル発生物品１６０をその内部から加熱することができる。なお、負荷１４４は、エアロゾル発生物品１６０と直接接触するのではなく、エアロゾル発生物品１６０を加熱することができる程度にエアロゾル発生物品１６０の近傍に配置されるのであってもよい。

二次電源１４８は、第２の使用形態において二次装置１４０を動作させるのに用いられる電源である。二次電源１４８は、駆動回路１４６を介して負荷１４４へ給電することが可能である。負荷１４４への給電により二次電源１４８の残容量は減少するが、二次電源１４８は、第１の使用形態において一次装置１２０によって充電されることで、残容量を回復することができる。

ユーザ操作部１５２は、ユーザから二次装置１４０に対する操作を受け付けることができるように構成される。二次装置１４０に対するユーザ操作は、例えば、二次装置１４０を起動するための起動指示、及び負荷１４４への給電を実行するための給電指示を含む。ユーザ操作部１５２は、起動指示を入力するための起動指示部と給電指示を入力するための給電指示部とを別個に備えてもよいし、起動指示と給電指示の両方を受け付け可能な１つの指示部を備えるのであってもよい。一例として、ユーザ操作部１５２は、ユーザが物理的に操作することが可能なボタン、スイッチ、ツマミ、レバー、タッチセンサ等として構成される。

制御部１５４は、マイクロプロセッサ又はマイクロコンピュータとして構成された電子回路モジュールであり、メモリ１５６に格納されたコンピュータ実行可能命令に従って二次装置１４０の動作を制御するようにプログラムされる。メモリ１５６は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどの情報記憶媒体である。メモリ１５６には、コンピュータ実行可能命令のほか、二次装置１４０の制御に必要な設定データが格納される。

図１及び図２を参照して、一次装置１２０は、連結ポート１２２、給電回路１２４、一次電源１２６、ユーザ操作部１３２、制御部１３４、及びメモリ１３６を備える。一次装置１２０のこれら各エレメントは、例えば、一次装置１２０の本体部１２０Ａに備えられている。一次装置１２０は更に、図１においては蓋として描かれている拘束部１２０Ｂを備える。図１に示されるように、蓋１２０Ｂは、ヒンジ１２０Ｃにより本体部１２０Ａに係合されて本体部１２０Ａの上部に取り付けられており、本体部１２０Ａを開閉することができる。図１には、蓋１２０Ｂを開かれた状態の一次装置１２０が示されている。蓋１２０Ｂは、閉じられた状態にある時、連結ポート１２２に挿入された二次装置１４０が連結ポート１２２から脱落しないように、二次装置１４０を拘束する。蓋１２０Ｂは、スライド開閉式の蓋であってもよい。また、拘束部１２０Ｂは、蓋としての形態ではなく、二次装置１４０の動きを拘束可能な他の部材（例えば、ツメを二次装置１４０に係合させる構造や、磁石による吸着を利用した構造など）によって構成されてもよい。

連結ポート１２２は、喫煙システム１００の第１の使用形態において二次装置１４０を収容するための空間である。連結ポート１２２に二次装置１４０が挿入されると、二次装置１４０の接続端子１４６−１が、連結ポート１２２内に配置された一次装置１２０側の接続端子１２４−２と接触する。接続端子１４６−１は二次装置１４０の駆動回路１４６の一部をなす端子であり、接続端子１２４−２は一次装置１２０の給電回路１２４の一部をなす端子である。これにより、二次装置１４０が一次装置１２０に対して電気的に接続される。

一次電源１２６は、第１の使用形態において二次装置１４０へ電力を供給するのに用いられる電源である。一次電源１２６は、第１の使用形態において喫煙システム１００が後述する充電モードで駆動される場合、給電回路１２４及び駆動回路１４６を介して二次装置１４０の二次電源１４８を充電する。一次電源１２６はまた、第１の使用形態において喫煙システム１００が後述する直接加熱モードで駆動される場合には、給電回路１２４及び駆動回路１４６を介して二次装置１４０の負荷１４４へ給電することが可能である。これにより、二次装置１４０の負荷１４４は、二次装置１４０に内蔵された二次電源１４８の残容量が回復するのを待つことなく、二次装置１４０が連結ポート１２２に挿入されると直ちに、一次電源１２６から給電を受けることで、エアロゾル発生物品１６０の加熱を行うことができる。二次装置１４０への給電によって一次電源１２６の残容量は減少するが、一次電源１２６は、外部接続端子（不図示）を介して外部の充電装置（不図示）によって充電されることで、残容量を回復することができる。

ユーザ操作部１３２は、ユーザから一次装置１２０に対する操作を受け付けることができるように構成される。一次装置１２０に対するユーザ操作は、例えば、二次装置１４０への給電を許可するための動作指示を含む。一例として、ユーザ操作部１３２は、ユーザが物理的に操作することが可能なボタン、スイッチ、ツマミ、レバー、タッチセンサ等として構成される。

制御部１３４は、マイクロプロセッサ又はマイクロコンピュータとして構成された電子回路モジュールであり、メモリ１３６に格納されたコンピュータ実行可能命令に従って一次装置１２０の動作を制御するようにプログラムされる。メモリ１３６は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどの情報記憶媒体である。メモリ１３６には、コンピュータ実行可能命令のほか、一次装置１２０の制御に必要な設定データが格納される。

図２は、本発明の一実施形態に係る喫煙システム１００の電気回路図を示す。図２に示されるように、喫煙システム１００の電気回路２００は、一次装置１２０の給電回路１２４及び二次装置１４０の駆動回路１４６を含む。一次装置１２０の給電回路１２４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１及び接続端子１２４−２を備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１は、制御部（一次装置１２０の制御部１３４及び／又は二次装置１４０の制御部１５４）による制御に従って一次電源１２６の電圧を昇圧又は降圧し、それにより一次装置１２０の出力電圧を調整する。また、一般的にＤＣ／ＤＣコンバータは、出力電圧を制御する電圧制御モードと、出力電流（電力）を制御する電流（電力）モードを有しているため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１は、一次装置１２０の出力電流（電力）を調整してもよい。二次装置１４０の駆動回路１４６は、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３、第４スイッチＳＷ４、及び接続端子１４６−１を備える。各スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４は、例えばトランジスタ等の電気的スイッチであり、制御部（二次装置１４０の制御部１５４及び／又は一次装置１２０の制御部１３４）によってオン状態とオフ状態をそれぞれ個別に切り替えるように制御される。電気回路２００は、一次装置１２０の連結ポート１２２に挿入された二次装置１４０が二次装置１４０側の接続端子１４６−１と一次装置１２０側の接続端子１２４−２を介して一次装置１２０と電気的に接続されることによって構成されている。

図３は、本発明の一実施形態に係る喫煙システム１００の複数の動作モードに対する電気回路２００の状態遷移３００を示す。喫煙システム１００は、通常喫煙モード、通常非喫煙モード、充電モード、及び直接加熱モードの４つのモードで動作することが可能である。通常喫煙モードは、二次装置１４０を一次装置１２０から電気的に切り離して単独で動作させることにより喫煙を行うモードである。通常非喫煙モードは、二次装置１４０を一次装置１２０から切り離したまま喫煙を停止するモードである。充電モードは、二次装置１４０を一次装置１２０に接続して一次装置１２０の一次電源１２６から二次装置１４０の二次電源１４８への充電を行うモードである。直接加熱モードは、二次装置１４０を一次装置１２０に接続して一次装置１２０の一次電源１２６から二次装置１４０の負荷１４４への直接的な給電を行うことにより、喫煙を行うモードである。通常喫煙モードと通常非喫煙モードは、第２の使用形態に対応し、充電モードと直接加熱モードは、第１の使用形態に対応する。

図３に示されるように、通常喫煙モードにおいて、制御部は、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、及び第４スイッチＳＷ４をオン状態に設定し、第３スイッチＳＷ３をオフ状態に設定する。これにより、二次装置１４０の二次電源１４８から負荷１４４への給電が行われて、エアロゾル発生物品１６０が負荷１４４により加熱される。したがって、ユーザは第２の使用形態において喫煙を行うことができる。また制御部は、通常非喫煙モードにおいて、全てのスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４をオフ状態に設定する。これにより、負荷１４４への給電が遮断されて、エアロゾル発生物品１６０の加熱が停止される。充電モードでは、制御部は、第３スイッチＳＷ３をオン状態に設定し、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、及び第４スイッチＳＷ４をオフ状態に設定する。これにより、一次装置１２０の一次電源１２６から二次装置１４０の二次電源１４８への給電が行われて、二次電源１４８が充電される。一方、直接加熱モードにおいて、制御部は、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオン状態に設定し、第３スイッチＳＷ３及び第４スイッチＳＷ４をオフ状態に設定する。これにより、一次装置１２０の一次電源１２６から負荷１４４への直接的な給電が行われて、エアロゾル発生物品１６０が負荷１４４により加熱される。したがって、第１の使用形態においてもユーザは喫煙を行うことができる。

このように、喫煙システム１００は、二次装置１４０の駆動回路１４６が備える各スイッチのオン状態とオフ状態を制御することで動作モードを切り替えることができる。喫煙システム１００は更に、二次装置１４０が一次装置１２０に接続された第１の使用形態において、充電モードと直接加熱モードとの間でモードを切り替える際には、充電モードから直ちに直接加熱モードへ、あるいは直接加熱モードから直ちに充電モードへ移行するのではなく、その途中に遷移モードを実行するように構成される。即ち、喫煙システム１００の第１の使用形態における動作モードの切り替えは、充電モードから遷移モードを経由して直接加熱モードへ移行することにより、又は直接加熱モードから遷移モードを経由して充電モードへ移行することにより行われる。充電モードから直接加熱モードへ移行する方向と直接加熱モードから充電モードへ移行する方向の双方において遷移モードが介在してもよいし、あるいはいずれか一方の方向においてのみ遷移モードが介在するのであってもよい。

遷移モードは、一次装置１２０から二次装置１４０への給電に関する変数を変更する処理を行うモードである。給電に関する変数は、非限定的な例として、一次装置１２０から二次装置１４０への給電量（即ち一次装置１２０の一次電源１２６からの放電レート）を含む。例えば、給電対象の特性や用途に応じて、給電量（レート）は適切な値とすることが好ましいため、充電モードにおける一次装置１２０から二次装置１４０への給電量は、直接加熱モードにおける一次装置１２０から二次装置１４０への給電量と異なっている。

例えば、二次装置１４０の二次電源１４８としてリチウムイオン二次電池を用いた場合、電極、電解液、活物質、又は導電助剤といった材料やその構造によって差異はあるものの、リチウムイオン二次電池はレート依存性という性質を有する。このレート依存性とは、充電レートまたは放電レートの大きさと、リチウムイオン二次電池の劣化に及ぼす影響との相関関係を指す。なお、ここでいうリチウムイオン二次電池の劣化とは、例えば新品時（工場出荷時）の充電可能容量または放電可能容量に対する、現在の充電可能容量または放電可能容量の比によって表される。一般的な傾向として、レートが大きくなるほど、リチウムイオン二次電池の劣化に及ぼす影響が加速度的に大きくなる。また、同じレートであっても、放電が劣化に及ぼす影響に比べ、充電が劣化に及ぼす影響の方が２〜３倍程度大きい。従って、充電モードにおける一次装置１２０から二次装置１４０への給電量は、充電される二次電源１４０の劣化を抑制するために比較的小さな値に制御されることが好ましい。

一方の直接加熱モードでは、一次電源１２６から主に負荷１４４への給電を行うので、上述したような二次電源１４０の劣化抑制に配慮した制約は存在しない。むしろエアロゾルが生成される温度までエアロゾル発生物品１６０を加熱する必要があるため、直接加熱モードにおける一次装置１２０から二次装置１４０への給電量は、比較的大きな値に制御されることが好ましい。より詳細に検討するならば、一次装置１２０の一次電源１２６にもリチウムイオン二次電池を用いた場合、一次装置１２０から二次装置１４０への給電量を大きな値に制御すると、一次電源１２６自体の有するレート依存性によって一次電源１２６に劣化が生じるのか否かが懸念される。ここで、一次電源１２６は、上述したように二次電源１４８を複数回充電できるように二次電源１４８と比べて十分に大きな容量を有していることが好ましいが、広く知られているように、一般に二次電池は容量が大きいほどレートは小さくなる。また、一次電源１２６は二次装置１４０に対して放電を行うが、上述したように、放電は充電と比較して劣化に及ぼす影響が小さい。したがって、一次装置１２０から二次装置１４０への給電量を大きな値に制御しても、これを適切な範囲に調整すれば一次電源１２６の劣化は十分に抑制できる。

このような充電モードと直接加熱モードにおける一次装置１２０から二次装置１４０への給電量の差を埋めるために、喫煙システム１００は、遷移モードにおいて、一次装置１２０から二次装置１４０への給電量を、動作モード切り替え前のモード（充電モードと直接加熱モードの一方）の給電量から切り替え後のモード（充電モードと直接加熱モードの他方）の給電量へと変更する処理を実行する。給電量の変更は、例えば、一次装置１２０のＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１からの出力電圧や出力電流（電力）を制御することによって実現される。このように遷移モードにおいて喫煙システム１００が給電量の変更処理を実施することにより、第１の使用形態における充電モードと直接加熱モードとの切り替えを円滑に行うことができる。

遷移モードが持続する時間（以下、遷移時間と称する）の長さは、様々な値に設定されてよい。例えば、動作モードを直接加熱モードから充電モードへ切り替える場合の遷移時間は、単に、一次装置１２０のＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１が出力電圧や出力電流（電圧）を変更するのに要する時間に設定されてよい。この時間の長さは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１の電気的な処理にのみ依存し、典型的には１秒未満であり得る。また例えば、動作モードを充電モードから直接加熱モードへ切り替える場合には、遷移モードは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１によって電圧が変更された後、更に、ユーザが喫煙開始の準備としてエアロゾル発生物品１６０を二次装置１４０のエアロゾル発生物品保持部１４２に挿入するまで延期されてもよい。この場合の遷移時間は、ユーザの人為的操作を待つ必要があるため、典型的には１秒より長く、例えば数秒から数十秒であると想定される。

図４Ａは、直接加熱モードから充電モードへの切り替え時における喫煙システム１００の状態の推移の一例を示すタイミングチャートである。図４Ａを参照すると、喫煙システム１００は、初めに直接加熱モードで動作している。上述したように、直接加熱モードにおいて制御部は、二次装置１４０の駆動回路１４６の第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオン状態に、第３スイッチＳＷ３をオフ状態にそれぞれ設定する。また制御部は、一次装置１２０の給電回路１２４のＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１を制御することによって、エアロゾル発生物品１６０が所定の目標温度に加熱又は保持されるように一次装置１２０から二次装置１４０の負荷１４４への給電量を調整する。

喫煙システム１００は次に、例えば所定のユーザ操作がユーザ操作部１３２又は１５２に入力されたことを契機として、遷移モードへ移行する。例えば、ユーザは、喫煙システム１００を直接加熱モードから充電モードへ切り替える指示を、ユーザ操作部１３２又は１５２を介して入力する。制御部は、このようなユーザ操作を受けると、二次装置１４０の駆動回路１４６の第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオン状態からオフ状態に変更すると共に、第３スイッチＳＷ３をそのままオフ状態に維持することによって、喫煙システム１００を遷移モードへ移行させる。制御部はまた、遷移モードにおいて、一次装置１２０のＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１を制御することにより、一次装置１２０から二次装置１４０への給電量を直接加熱モード用の給電量から充電モード用の給電量へ変更する。前述したように、一般に充電池（二次電源１４８）の充電時に許容される最大の給電量（充電レート）は、ヒータ（負荷１４４）の加熱に必要な給電量よりも小さい。最大許容レートよりも大きいレートで充電が行われると、二次電源１４８の性能が劣化するおそれがある。したがって制御部は、一次装置１２０からの給電量が直接加熱モード用の高い給電量から充電モード用の低い給電量へと減少するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１を制御する。給電量が下がりきるには有限の時間（例えば１秒未満）がかかるが、図４Ａの遷移モードでは二次装置１４０の駆動回路１４６の第３スイッチＳＷ３がオフ状態に設定されるため、充電モード用の低い給電量へ下がりきる前の比較的高い給電量によって二次装置１４０の二次電源１４８が充電されてしまうことを回避することができる。また、給電量が充電モード用の低い給電量へ下がるのにかかる時間はごく短いので、実質上、直接加熱モードから充電モードへの素早い切り替えを実現できる。

所定の長さの遷移時間が経過すると、喫煙システム１００は遷移モードから充電モードへ移行する。充電モードにおいて、制御部は、二次装置１４０の駆動回路１４６の第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２を引き続き遷移モードと同じオフ状態に保持すると共に、第３スイッチＳＷ３をオフ状態からオン状態に変更する。これにより、一次装置１２０から二次装置１４０の二次電源１４８へ充電モード用の低い給電量による給電が行われて、二次電源１４８が充電される。なお、直接加熱モードから遷移モードを介した充電モードへの一連の移行において、第４スイッチＳＷ４は継続してオフ状態に制御されている。

図４Ｂは、充電モードから直接加熱モードへの切り替え時における喫煙システム１００の状態の推移の一例を示すタイミングチャートである。図４Ｂを参照すると、喫煙システム１００は、初めに充電モードで動作している。上述したように、充電モードにおいて制御部は、二次装置１４０の駆動回路１４６の第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオフ状態に、第３スイッチＳＷ３をオン状態にそれぞれ設定する。また制御部は、一次装置１２０の給電回路１２４のＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１を制御することによって、一次装置１２０から二次装置１４０の二次電源１４８への給電量を所定の低い値に調整する。

喫煙システム１００は次に、例えば所定のユーザ操作がユーザ操作部１３２又は１５２に入力されたことを契機として、遷移モードへ移行する。例えば、ユーザは、喫煙システム１００を充電モードから直接加熱モードへ切り替える指示を、ユーザ操作部１３２又は１５２を介して入力する。制御部は、このようなユーザ操作を受けると、二次装置１４０の駆動回路１４６の第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオフ状態からオン状態に変更すると共に、第３スイッチＳＷ３をオン状態からオフ状態に変更することによって、喫煙システム１００を遷移モードへ移行させる。制御部はまた、遷移モードにおいて、一次装置１２０のＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１を制御することにより、一次装置１２０から二次装置１４０への給電量を充電モード用の低い給電量から直接加熱モード用の高い給電量へ変更する（例えば、図４Ｂに示されるように充電モード用の低い給電量から直接加熱モード用の高い給電量へ漸増させる）。図４Ａの場合と異なり、切り替え後のモードである直接加熱モードでは負荷１４４への給電量には特段の制約がないことから、図４Ｂにおける遷移モードでは、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２がオン状態に設定される。これにより、一次装置１２０から二次装置１４０の負荷１４４への給電が遷移モードにおいて開始され、エアロゾル発生物品１６０をいち早く加熱することができる。なお、充電モードから遷移モードを介した直接加熱モードへの一連の移行において、第４スイッチＳＷ４は継続してオフ状態に制御されている。

図４Ｃは、直接加熱モードから充電モードへの切り替え時における喫煙システム１００の状態の推移の別の例を示すタイミングチャートである。図４Ｃのタイミングチャートは、遷移モードにおいて第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２がオン状態に設定される点のみが図４Ａのタイミングチャートと異なる。制御部は、直接加熱モードにおいて所定のユーザ操作を受けると、二次装置１４０の駆動回路１４６の第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオン状態に、第３スイッチＳＷ３をオフ状態にそれぞれ維持したまま、喫煙システム１００を遷移モードへ移行させる。遷移モードにおいて、制御部は、一次装置１２０のＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１を制御することにより、一次装置１２０から二次装置１４０への給電量を直接加熱モード用の高い給電量から充電モード用の低い給電量へ漸減させる。

二次装置１４０の負荷１４４がエアロゾル発生物品１６０と物理的に直接接触するように構成されている喫煙システム１００においては、ユーザが喫煙を終了してエアロゾル発生物品１６０をエアロゾル発生物品保持部１４２から取り去った後に、エアロゾル発生物品１６０の成分が負荷１４４の表面に残留することがある。この残留成分をそのまま放置した場合、負荷１４４の信頼性や加熱能力に悪影響を及ぼすおそれもある。図４Ｃに示される遷移モードでは、二次装置１４０の駆動回路１４６の第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２がオン状態に設定されるため、直接加熱モードが終了した後にも負荷１４４の加熱が継続して行われる。これにより、負荷１４４の表面に残留したエアロゾル発生物品１６０の成分を蒸散させて、負荷１４４をクリーニングすることができる。

遷移モードを持続させる遷移時間は、例えば、負荷１４４のクリーニングを十分効果的に行うのに必要と想定される所定の長さの時間に設定されるのであってよい。そのような所定の長さの遷移時間が経過すると、喫煙システム１００は遷移モードから充電モードへ移行する。充電モードにおいて、制御部は、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオン状態からオフ状態に変更すると共に、第３スイッチＳＷ３をオフ状態からオン状態に変更する。これにより、一次装置１２０から二次装置１４０の二次電源１４８への充電が行われる。なお、直接加熱モードから遷移モードを介した充電モードへの一連の移行において、第４スイッチＳＷ４は継続してオフ状態に制御されている。

図４Ｄは、充電モードから直接加熱モードへの切り替え時における喫煙システム１００の状態の推移の別の例を示すタイミングチャートである。図４Ｄのタイミングチャートは、遷移モードにおいて第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２がオフ状態に設定される点が図４Ｂのタイミングチャートと異なる。制御部は、充電モードにおいて所定のユーザ操作を受けると、二次装置１４０の駆動回路１４６の第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２を充電モードと同じオフ状態にそのまま維持すると共に、第３スイッチＳＷ３をオン状態からオフ状態に変更することによって、喫煙システム１００を遷移モードへ移行させる。制御部はまた、遷移モードにおいて、一次装置１２０のＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１を制御することにより、一次装置１２０から二次装置１４０への給電量を充電モード用の低い給電量から直接加熱モード用の高い給電量へ変更する。しかしながら、図４Ｂの場合と異なり、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２がオフ状態であるため、負荷１４４への給電は、遷移モードが持続している間は留保される。例えば、充電モードから遷移モードへの切り替え直後には、二次装置１４０のエアロゾル発生物品保持部１４２にまだエアロゾル発生物品１６０が取り付けられていないことがあり得る。そのような状況において、負荷１４４への給電が留保されることにより、負荷１４４の空焚きを防止することができる。

図４Ｄの例において、遷移モードは、例えば、エアロゾル発生物品保持部１４２へのエアロゾル発生物品１６０の取り付けが行われるまで持続するのであってよい。または、遷移モードの持続時間は、エアロゾル発生物品保持部１４２へのエアロゾル発生物品１６０の取り付けとは無関係に設定されてもよい。換言すれば、エアロゾル発生物品保持部１４２にエアロゾル発生物品１６０が取り付けられる前後に亘って、遷移モードは持続してもよい。一例として、二次装置１４０の二次電源１４８の充電状態の取得又は推定の完了まで、遷移モードは持続してもよい。制御部は、エアロゾル発生物品保持部１４２にエアロゾル発生物品１６０が取り付けられたことを検知すると、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオフ状態からオン状態に変更すると共に、第３スイッチＳＷ３をオフ状態に維持する。これにより、喫煙システム１００は遷移モードから直接加熱モードへ移行し、一次装置１２０から二次装置１４０の負荷１４４への給電が行われる。なお、充電モードから遷移モードを介した直接加熱モードへの一連の移行において、第４スイッチＳＷ４は継続してオフ状態に制御されている。

図５は、本発明の一実施形態に係る喫煙システム１００の制御部（制御部１３４及び／又は１５４）が喫煙システム１００の動作モードを切り替える制御を実施するための例示的な処理５００を示すフローチャートである。処理５００は、二次装置１４０が一次装置１２０に接続されている第１の使用形態、又は二次装置１４０が一次装置１２０から切り離されている第２の使用形態のいずれかにおいて開始される。

処理５００が開始されると、まずステップＳ５０２において、制御部は、二次装置１４０が一次装置１２０に接続されているか否かを判定する。例えば、制御部は、二次装置１４０の接続端子１４６−１と一次装置１２０の接続端子１２４−２との電気的な接触を検知することにより、二次装置１４０が一次装置１２０の連結ポート１２２に挿入されているか否か、即ち二次装置１４０が一次装置１２０に接続されているか否かを判定することができる。処理５００は、二次装置１４０が一次装置１２０に接続されている場合はステップＳ５０４へ進み、接続されていない場合はステップＳ５２４へ進む。

二次装置１４０が一次装置１２０に接続されている場合、即ち喫煙システム１００が第１の使用形態にある場合、ステップＳ５０４において、制御部は、一次装置１２０の拘束部１２０Ｂが拘束状態にあるか非拘束状態にあるかを判定する。拘束部１２０Ｂの拘束状態とは、一次装置１２０と連結ポート１２２に挿入された二次装置１４０との電気的接続が保持されるように、拘束部１２０Ｂが二次装置１４０を拘束している状態である。また拘束部１２０Ｂの非拘束状態とは、拘束部１２０Ｂが連結ポート１２２に挿入された二次装置１４０を拘束しておらず、したがって一次装置１２０と二次装置１４０の電気的接続を解除することも可能となっている状態である。例えば、拘束部１２０Ｂが蓋である構成において、蓋１２０Ｂが閉じられている状態は拘束状態であり、蓋１２０Ｂが開いた状態は非拘束状態である。制御部は、例えば、拘束部１２０Ｂの動きに連動した機械的スイッチからの信号に基づいて、拘束部１２０Ｂが拘束状態にあるか非拘束状態にあるかを判定することができる。あるいは、一次装置１２０が、主電源ボタンをオンにすると蓋１２０Ｂが自動的に開き、主電源ボタンをオフにすると蓋１２０Ｂが自動的に閉じるように構成されていてもよい。処理５００は、拘束部１２０Ｂが非拘束状態にある場合はステップＳ５０６へ進み、拘束状態にある場合はステップＳ５１６へ進む。なお、蓋１２０Ｂは、スライド開閉式の蓋であってもよい。また、拘束部１２０Ｂは、蓋としての形態ではなく、二次装置１４０の動きを拘束可能な他の部材（例えば、ツメを二次装置１４０に係合させる構造や、磁石による吸着を利用した構造など）によって構成されてもよい。

一次装置１２０の拘束部１２０Ｂが非拘束状態にある場合、ステップＳ５０６において、制御部は、二次装置１４０のエアロゾル発生物品保持部１４２にエアロゾル発生物品１６０が挿入されているか否かを判定する。例えば、二次装置１４０は、エアロゾル発生物品１６０がエアロゾル発生物品保持部１４２に挿入された時にエアロゾル発生物品１６０によって押される機械的スイッチを備える。機械的スイッチは、エアロゾル発生物品１６０によって押されたことを示す電気信号を制御部に供給する。制御部は、この信号に基づき、エアロゾル発生物品保持部１４２にエアロゾル発生物品１６０が挿入されているか否かを判定することができる。処理５００は、エアロゾル発生物品保持部１４２にエアロゾル発生物品１６０が挿入されている場合はステップＳ５０８へ進み、挿入されていない場合はステップＳ５０６を繰り返す。本実施形態では、ステップＳ５０６において二次装置１４０のエアロゾル発生物品保持部１４２にエアロゾル発生物品１６０が挿入されていると判断された場合は、ステップＳ５０８で直接加熱モードを実行する。これに加えて、ステップＳ５０６とステップＳ５０８の間に、エアロゾル発生物品保持部１４２に挿入されたエアロゾル発生物品１６０の残量が充分にあるか否かを判断してもよい。エアロゾル発生物品１６０の残量が充分にない場合は、ステップＳ５０８において直接加熱モードを実行しても十分なエアロゾルを生成できないため、直接加熱モードを実行しないか、又はエアロゾル発生物品１６０の残量が無くなった時点で直接加熱を停止することとしてもよい。

ステップＳ５０８において、制御部は、喫煙システム１００を直接加熱モードで動作させるように制御を行う。より具体的には、上述したように、制御部は、二次装置１４０の駆動回路１４６の第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオン状態に、第３スイッチＳＷ３をオフ状態にそれぞれ設定する。また制御部は、一次装置１２０の給電回路１２４のＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１を制御することによって、エアロゾル発生物品１６０が所定の目標温度に加熱又は保持されるように一次装置１２０から二次装置１４０の負荷１４４への給電量を調整する。このステップＳ５０８は、図４Ａ及び図４Ｃのタイミングチャートに示された、直接加熱モードから充電モードへ喫煙システム１００の動作を切り替える場合における最初に実施される直接加熱モードに対応する。ステップＳ５０８において、一次装置１２０から二次装置１４０の負荷１４４への給電が行われることにより、ユーザは、二次装置１４０を一次装置１２０に接続した第１の使用形態で喫煙を行うことができる。

制御部は次いで、ステップＳ５１０において、一次装置１２０の拘束部１２０Ｂの状態が非拘束状態から拘束状態へ変化したか否か（例えば蓋１２０Ｂが閉じられたか否か）を判定する。例えば、ユーザは、拘束部１２０Ｂを非拘束状態から拘束状態へ変化させる（例えば蓋１２０Ｂを閉じる操作を行う）ことによって、喫煙システム１００の動作モードを直接加熱モードから充電モードへ切り替える指示を喫煙システム１００に与えることができる。処理５００は、拘束部１２０Ｂの状態が拘束状態へ変化した場合はステップＳ５１２へ進み、非拘束状態のままである場合はステップＳ５０８へ戻る。

なお、ステップＳ５１０において、拘束部１２０Ｂの状態が非拘束状態から拘束状態へ変化したか否かを判定することに代えて、エアロゾル発生物品１６０がエアロゾル発生物品保持部１４２から取り除かれたか否かを判定することとしてもよい。そのような例において、処理５００は、エアロゾル発生物品１６０がエアロゾル発生物品保持部１４２から取り除かれた場合はステップＳ５１２へ進み、エアロゾル発生物品１６０がエアロゾル発生物品保持部１４２に挿入されたままである場合はステップＳ５０８へ戻る。

拘束部１２０Ｂが拘束状態へ変更されると、ステップＳ５１２において、制御部は、喫煙システム１００を直接加熱モードから遷移モードへ移行させるように制御を行う。例えば、制御部は、二次装置１４０の駆動回路１４６の第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオン状態からオフ状態に変更すると共に、第３スイッチＳＷ３をそのままオフ状態に維持する。制御部はまた、一次装置１２０のＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１を制御することにより、一次装置１２０から二次装置１４０への給電量を直接加熱モード用の高い給電量から充電モード用の低い給電量へ変更する。これは、図４Ａのタイミングチャートの遷移モードにおいて実施される制御に対応する。このような遷移モードの制御により、高い給電量によって二次装置１４０の二次電源１４８が充電されてしまうことを回避することができる。あるいはまた、制御部は、二次装置１４０の駆動回路１４６の第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオン状態に、第３スイッチＳＷ３をオフ状態にそれぞれ維持したまま、一次装置１２０から二次装置１４０への給電量を直接加熱モード用の高い給電量から充電モード用の低い給電量へ漸減させてもよい。これは、図４Ｃのタイミングチャートの遷移モードにおいて実施される制御に対応する。このような遷移モードの制御により、高い給電量によって二次装置１４０の二次電源１４８が充電されてしまうことを回避することができると共に、負荷１４４のクリーニングを実施することができる。

なお、負荷１４４に対するクリーニングの効果を高めるために、クリーニング実施中に確かにエアロゾル発生物品１６０がエアロゾル発生物品保持部１４２から取り除かれているかを判断してもよい。一例として、制御部は、遷移モードにおいて負荷１４４に給電した際の負荷１４４の昇温速度に基づき、エアロゾル発生物品１６０がエアロゾル発生物品保持部１４２から取り除かれているかを判断してもよい。エアロゾル発生物品１６０がエアロゾル発生物品保持部１４２から取り外された状態よりも、エアロゾル発生物品１６０がエアロゾル発生物品保持部１４６に取り付けられた状態の方が、熱容量が大きく、したがって、負荷１４４に同じ電流又は電力を供給した時の負荷１４４の昇温速度は遅い。このような特性を利用すれば、専用のセンサを用いなくても、クリーニング実施中に確かにエアロゾル発生物品１６０がエアロゾル発生物品保持部１４２から取り除かれているか否かを高精度に判断できる。また一例として、制御部は、クリーニング実施中にエアロゾル発生物品１６０がエアロゾル発生物品保持部１４２に取り付けられていると判断された場合、エアロゾル発生物品１６０をエアロゾル発生物品保持部１４２から取り除くようユーザに促す通知を行ってもよい。また併せて通知を行う際には負荷１４４のクリーニングを中断してもよい。

喫煙システム１００が遷移モードへ移行した後、例えば所定の長さの遷移時間が経過すると、制御部は、ステップＳ５１４において、喫煙システム１００を遷移モードから充電モードへ移行させるように制御を行う。これにより、ユーザは、一次装置１２０を用いて二次装置１４０の二次電源１４８を充電することができる。ステップＳ５１４は、図４Ａ及び図４Ｃのタイミングチャートにおける、モード切り替え後に実施される充電モードに対応する。処理５００はその後ステップＳ５０４へ戻る。

一方ステップＳ５０４の判定結果が、一次装置１２０の拘束部１２０Ｂが拘束状態にあることを示す場合、制御部は、ステップＳ５１６において、喫煙システム１００を充電モードで動作させるように制御を行う。より具体的には、上述したように、制御部は、二次装置１４０の駆動回路１４６の第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオフ状態に、第３スイッチＳＷ３をオン状態にそれぞれ設定する。また制御部は、一次装置１２０の給電回路１２４のＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１を制御することによって、一次装置１２０から二次装置１４０の二次電源１４８への給電量を所定の低い値に調整する。このステップＳ５１６は、図４Ｂ及び図４Ｄのタイミングチャートに示された、充電モードから直接加熱モードへ喫煙システム１００の動作を切り替える場合における最初に実施される充電モードに対応する。

制御部は次いで、ステップＳ５１８において、一次装置１２０の拘束部１２０Ｂの状態が拘束状態から非拘束状態へ変化したか否か（例えば蓋１２０Ｂが開けられたか否か）を判定する。例えば、ユーザは、拘束部１２０Ｂを拘束状態から非拘束状態へ変化させる（例えば蓋１２０Ｂを開く操作を行う）ことによって、喫煙システム１００の動作モードを充電モードから直接加熱モードへ切り替える指示を喫煙システム１００に与えることができる。処理５００は、拘束部１２０Ｂの状態が非拘束状態へ変化した場合はステップＳ５２０へ進み、拘束状態のままである場合はステップＳ５１６へ戻る。

拘束部１２０Ｂが非拘束状態へ変更されると、ステップＳ５２０において、制御部は、喫煙システム１００を充電モードから遷移モードへ移行させるように制御を行う。例えば、制御部は、二次装置１４０の駆動回路１４６の第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオフ状態からオン状態に変更すると共に、第３スイッチＳＷ３をオン状態からオフ状態に変更する。制御部はまた、一次装置１２０のＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１を制御することにより、一次装置１２０から二次装置１４０への給電量を充電モード用の低い給電量から直接加熱モード用の高い給電量へ変更する。これは、図４Ｂのタイミングチャートの遷移モードにおいて実施される制御に対応する。このような遷移モードの制御により、エアロゾル発生物品１６０をいち早く加熱することができる。

喫煙システム１００が遷移モードへ移行した後、例えば所定の長さの遷移時間が経過すると、制御部は、ステップＳ５２２において、喫煙システム１００を遷移モードから直接加熱モードへ移行させるように制御を行う。ステップＳ５２２は、図４Ｂのタイミングチャートにおける、モード切り替え後に実施される直接加熱モードに対応する。ステップＳ５２２において、ユーザは、二次装置１４０を一次装置１２０に接続した第１の使用形態で喫煙を行うことができる。処理５００はその後ステップＳ５０４へ戻る。

ステップＳ５０２の判定結果が、二次装置１４０が一次装置１２０に接続されていないことを示す場合、即ち喫煙システム１００が第２の使用形態にある場合、制御部は、ステップＳ５２４において、喫煙システム１００のモードを通常喫煙モード又は通常非喫煙モードにする。例えば、制御部は、二次装置１４０の主電源ボタン（ユーザ操作部１５２）がオンになっている場合、喫煙システム１００を通常喫煙モードで動作させる。これにより、二次装置１４０の二次電源１４８から負荷１４４への給電が行われ、ユーザは二次装置１４０を単独で用いて喫煙を行うことができる。また例えば、制御部は、二次装置１４０の主電源ボタンがオフになっている場合、喫煙システム１００を通常非喫煙モードで動作させる。このように、二次装置１４０は一次装置１２０から切り離された第２の使用形態において単独で動作することができる。

図６は、本発明の一実施形態に係る喫煙システム１００の制御部（制御部１３４及び／又は１５４）が喫煙システム１００の動作モードを切り替える制御を実施するための別の例示的な処理６００を示すフローチャートである。処理６００は、ステップＳ５１８において拘束部１２０Ｂの状態が非拘束状態へ変化した場合に実施されるステップＳ５１９及びステップＳ５２１を含む点が上述の処理５００と異なる。

ステップＳ５１９において、制御部は、二次装置１４０のエアロゾル発生物品保持部１４２にエアロゾル発生物品１６０が挿入されたか否かを判定する。エアロゾル発生物品保持部１４２にエアロゾル発生物品１６０を挿入する操作が行われると、処理６００は（処理５００に関して説明したのと同じ）ステップＳ５２２へ進み、直接加熱モードが実施される。一方、エアロゾル発生物品保持部１４２にエアロゾル発生物品１６０がまだ挿入されていなければ、処理６００はステップＳ５２１へ進む。

ステップＳ５２１において、制御部は、喫煙システム１００を充電モードから遷移モードへ移行させるように制御を行う。例えば、制御部は、二次装置１４０の駆動回路１４６の第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２を充電モードと同じオフ状態にそのまま維持すると共に、第３スイッチＳＷ３をオン状態からオフ状態に変更する。制御部はまた、一次装置１２０のＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１を制御することにより、一次装置１２０から二次装置１４０への給電量を充電モード用の低い給電量から直接加熱モード用の高い給電量へ変更する。これは、図４Ｄのタイミングチャートの遷移モードにおいて実施される制御に対応する。このような遷移モードの制御により、負荷１４４の空焚きを防止することができる。

ステップＳ５２１に引き続き、処理６００は更にステップＳ５１９の判定を繰り返す。これにより、エアロゾル発生物品保持部１４２へのエアロゾル発生物品１６０の挿入がなされるまで、ステップＳ５２１の遷移モードが持続して実施される。喫煙システム１００は、ユーザがエアロゾル発生物品１６０をエアロゾル発生物品保持部１４２へ挿入することを契機として、直接加熱モードへ移行するように動作することができる。

なお、図５に示される処理５００において、制御部（制御部１３４及び／又は１５４）は、拘束部１２０Ｂの状態に基づき、喫煙システム１００を変更前のモード（直接加熱モード又は充電モード）から遷移モードへ移行させてもよい。また、図６に示される処理６００において、制御部（制御部１３４及び／又は１５４）は、拘束部１２０Ｂの状態に加え、二次装置１４０のエアロゾル発生物品保持部１４２にエアロゾル発生物品１６０が挿入されたか否かに基づき、喫煙システム１００を充電モードから遷移モードへ移行させてもよい。これらに代えて、変更前のモードから遷移モードに移行するための条件を、二次装置１４０のエアロゾル発生物品保持部１４２にエアロゾル発生物品１６０が挿入されたか否かのみにしてもよい。またはこれらに代えて、ユーザ操作部１３２又は１５２への入力を用いてもよい。

上述したように、喫煙システム１００の制御部（制御部１３４及び／又は１５４）は、拘束部１２０Ｂの状態、二次装置１４０のエアロゾル発生物品保持部１４２にエアロゾル発生物品１６０が挿入されたか否か、ユーザ操作部１３２又は１５２への入力といった具体的かつ直接的なユーザの操作が必要な条件を用いて、喫煙システム１００を変更前のモード（直接加熱モード又は充電モード）から遷移モードへ移行させる。これらに代えて、ユーザの操作に関係しない条件又はより間接的なユーザ操作に関する条件を用いて、喫煙システム１００を変更前のモード（直接加熱モード又は充電モード）から遷移モードへ移行させてもよい。より間接的なユーザ操作に関する条件の一例として、エアロゾル発生物品１６０の残量が所定の閾値を下回ったか否かを用いてもよい。制御部（制御部１３４及び／又は１５４）は、エアロゾル発生物品保持部１４２に新品のエアロゾル発生物品１６０が挿入されてからの、喫煙の回数、又は二次電源１４８から負荷１４４への給電時間若しくは給電量の積算値を用いて、エアロゾル発生物品１６０の残量を推定してもよい。なお、エアロゾル発生物品１６０の残量の推定方法はこれらに限定されず、種々の方法を採用できる。または、エアロゾル発生物品１６０の残量を正確に測定できるセンサを用いてもよい。このようなセンサとして、例えば重量センサや光学センサを用いることができる。

図７Ａは、二次装置１４０に設けられた空気取込流路７１０の一例を示す。図７Ｂは、一次装置１２０に設けられた空気取込流路７２０の一例を示す。喫煙システム１００は、第１の使用形態（直接加熱モード）において二次装置１４０を一次装置１２０の連結ポート１２２に挿入することにより喫煙を行うことができるように構成されるため、二次装置１４０が連結ポート１２２に挿入された状態でもエアロゾル発生物品１６０に十分な量の空気を供給するための構造が必要である。二次装置１４０に設けられた例示的な空気取込流路７１０は、空気がエアロゾル発生物品保持部１４２の開口側から取り込まれて負荷１４４の近傍へ流通することを可能にする。また一次装置１２０に設けられた例示的な空気取込流路７２０は、一次装置１２０の本体部１２０Ａの底部から空気を取り込んで連結ポート１２２内の最奥部へ導くように構成される。空気取込流路７２０を介して連結ポート１２２内へ導かれた空気は、連結ポート１２２に挿入された二次装置１４０（図７Ｂにおいて不図示）の先端部分（エアロゾル発生物品保持部１４２と反対側の端部）に開口する、図７Ａの空気取込流路７１０とは異なる流路として形成された二次装置１４０の空気取込流路を通って、二次装置１４０内部の負荷１４４の近傍へと更に導かれる。喫煙システム１００は、空気取込流路７１０又は７２０のいずれか一方を備えるのであってもよいし、両方を備えるのであってもよい。このような空気取込流路７１０及び／又は７２０によれば、直接加熱モードにおいて二次装置１４０を一次装置１２０の連結ポート１２２に挿入して喫煙を行う場合であっても、二次装置１４０内のエアロゾル発生物品１６０に十分な量の空気を供給することができる。

また、上述した実施形態においては、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３、及び第４スイッチＳＷ４のそれぞれのオン状態とオフ状態を切り替えることで、直接加熱モード、遷移モード、及び充電モードにおける電力の流れを制御したが、各モードにおける電力の流れを制御する手段はこれに限られない。一例として、図２において二次装置１４０の接続端子１４６−１から負荷１４４につながる駆動回路１４６の主正母線と主負母線のそれぞれから分岐して二次電源１４８に至る回路上に、一次電源１２６から二次電源１４８への充電の方向を順方向とする逆流防止用ダイオードを設けてもよい。一次電源１２６から二次電源１４８への給電を停止する直接加熱モードでは、一次装置１２０からの出力電圧が二次電源１４８の端子間電圧より低くなるように、一次装置１２０のＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１を制御すればよい。一方、一次電源１２６から二次電源１４８へ給電する充電モードでは、一次装置１２０からの出力電圧が二次電源１４８の端子間電圧より高くなるように、一次装置１２０のＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１を制御すればよい。

なお、一次電源１２６の端子間電圧と二次電源１４８の端子間電圧との相対電圧を調整する手段は、一次装置１２０のＤＣ／ＤＣコンバータ１２４−１に限られない。例えば、二次装置１４０にもＤＣ／ＤＣコンバータを設けてもよい。または一次電源１２６と二次電源１４８の少なくとも一方を複数の蓄電装置から構成し、これらの直列接続と並列接続を切り替えてもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において様々な変更が可能である。

例えば、上述した実施形態では、直接加熱モードにおける一次装置１２０は二次装置１４０の負荷１４４のみに給電し、充電モードにおける一次装置１２０は二次装置１４０の二次電源１４８のみに給電する例を説明したが、これに限定されず、二次装置１４０の負荷１４４と二次電源１４８に同時にそれぞれ電力の一部を給電してもよい。

１００ 喫煙システム
１２０ 一次装置
１２０Ａ 本体部
１２０Ｂ 拘束部（蓋）
１２０Ｃ ヒンジ
１２２ 連結ポート
１２４ 給電回路
１２４−１ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１２４−２ 接続端子
１２６ 一次電源
１３２ ユーザ操作部
１３４ 制御部
１３６ メモリ
１４０ 二次装置
１４２ エアロゾル発生物品保持部
１４４ 負荷
１４６ 駆動回路
１４６−１ 接続端子
１４８ 二次電源
１５２ ユーザ操作部
１５４ 制御部
１５６ メモリ
１６０ エアロゾル発生物品
２００ 電気回路
７１０ 空気取込流路
７２０ 空気取込流路

Claims (17)

1. エアロゾル源を霧化又は香味源を加熱する負荷及び該負荷へ給電可能な電源を備える二次装置と、
   前記二次装置との接続時に前記負荷及び前記電源へ給電可能な一次装置と、
   前記一次装置から前記負荷へ給電する第１モード及び前記一次装置から前記電源へ給電する第２モードを実行可能な制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記第１モードから前記第２モードへの遷移である第１遷移と前記第２モードから前記第１モードへの遷移である第２遷移の少なくとも一方において、前記第１モードと前記第２モードとの間に、給電に関する既定の変数を変更するための遷移時間を有する遷移モードを実行する、
   喫煙システム。
2. 前記制御部は、前記第１遷移と前記第２遷移の双方において前記遷移モードを実行する、請求項１に記載の喫煙システム。
3. 前記第１遷移における前記遷移モードの遷移時間と前記第２遷移における前記遷移モードの遷移時間は長さが異なる、請求項２に記載の喫煙システム。
4. 前記第１遷移における前記遷移モードの遷移時間は前記第２遷移における前記遷移モードの遷移時間よりも短い、請求項３に記載の喫煙システム。
5. 前記既定の変数は、前記一次装置から前記二次装置への給電量であり、
   前記制御部は、
   前記第１モードにおいて、前記一次装置から前記負荷へ第１給電量で給電し、
   前記第１遷移の前記遷移モードにおいて、給電量を前記第１給電量から減少させる処理を前記一次装置に対して実施すると共に、前記一次装置から前記電源への給電は行わず、
   前記第２モードにおいて、前記一次装置から前記電源へ前記第１給電量より小さい第２給電量で給電する、
   ように各モードを実行する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の喫煙システム。
6. 前記一次装置から前記電源への給電を行える状態と行えない状態を切り替え可能な手段を備え、
   前記既定の変数は、前記一次装置から前記二次装置への給電量であり、
   前記制御部は、
   前記第１モードにおいて、前記一次装置から前記負荷へ第１給電量で給電し、
   前記第１遷移の前記遷移モードにおいて、前記手段を制御して前記一次装置から前記電源への給電を行えない状態にすると共に、給電量を前記第１給電量から減少させる処理を前記一次装置に対して実施し、
   前記第２モードにおいて、前記手段を制御して前記一次装置から前記電源への給電を行える状態にすると共に、前記一次装置から前記電源へ前記第１給電量より小さい第２給電量で給電する、
   ように各モードを実行する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の喫煙システム。
7. 前記手段は、前記一次装置と前記電源との間に設けられたスイッチであり、
   前記制御部は、
   前記第１遷移の前記遷移モードにおいて、前記スイッチをオフ状態にするように制御することにより前記一次装置と前記電源を電気的に遮断し、
   前記第２モードにおいて、前記スイッチをオン状態にするように制御することにより前記一次装置と前記電源を電気的に接続する、
   請求項６に記載の喫煙システム。
8. 前記一次装置と前記電源との間に設けられ、前記一次装置から前記電源へ向かう方向を順方向とするダイオードを備え、
   前記手段は、前記一次装置の出力電圧と前記電源の電圧との相対電圧を調整可能な電圧調整回路であり、
   前記制御部は、
   前記第１遷移の前記遷移モードにおいて、前記一次装置の出力電圧が前記電源の電圧よりも高くなるように前記電圧調整回路を制御し、
   前記第２モードにおいて、前記電源の電圧が前記一次装置の出力電圧よりも高くなるように前記電圧調整回路を制御する、
   請求項６に記載の喫煙システム。
9. 前記制御部は、前記第１遷移の前記遷移モードにおいて、給電量を前記第１給電量から前記第２給電量へ漸減させる処理を前記一次装置に対して実施すると共に、前記一次装置から前記負荷へ前記漸減する給電量で給電する、請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の喫煙システム。
10. 前記制御部は、前記第１遷移の前記遷移モードにおいて、前記一次装置から前記電源及び前記負荷への給電は行わない、請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の喫煙システム。
11. 前記一次装置と前記電源及び前記負荷との間に設けられ、前記一次装置から前記電源及び前記負荷への給電を行える状態と行えない状態を切り替え可能なスイッチを備え、
    前記制御部は、前記第１遷移の前記遷移モードにおいて、前記スイッチをオフ状態にするように制御することにより前記一次装置と前記電源及び前記負荷とを電気的に遮断する、請求項１０に記載の喫煙システム。
12. 前記一次装置は、拘束状態で前記二次装置と前記一次装置との接続を保持でき且つ非拘束状態で前記接続を解除できる拘束部を備え、
    前記制御部は、前記拘束部の状態に基づいて前記第１遷移と前記第２遷移を識別する、
    請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の喫煙システム。
13. 前記制御部は、前記第２遷移の前記遷移モードを、前記非拘束状態において前記負荷とエアロゾル源を含むエアロゾル発生物品との接触が行われるまで持続させる、請求項１２に記載の喫煙システム。
14. 喫煙システムにおいて一次装置から二次装置への給電を制御するための方法であって、
    前記二次装置に設けられた、エアロゾル源を霧化又は香味源を加熱する負荷へ前記一次装置から給電する第１モードと、前記二次装置に設けられた、前記負荷へ給電可能な電源へ前記一次装置から給電する第２モードのうちの一方を実行中のモードとして認識するステップと、
    前記実行中のモードから、前記第１モードと前記第２モードのうちの他方へ遷移させる指示を受け付けるステップと、
    前記指示に応答して、前記第１モードから前記第２モードへの遷移である第１遷移と前記第２モードから前記第１モードへの遷移である第２遷移の少なくとも一方において、前記第１モードと前記第２モードとの間に、給電に関する既定の変数を変更するための遷移時間を有する遷移モードを実行するステップと、
    を含む給電制御方法。
15. 請求項１４に記載の方法を喫煙システムに実行させるプログラム。
16. エアロゾル源を霧化又は香味源を加熱する負荷及び該負荷へ給電可能な電源を備える二次装置との接続時に、前記負荷及び前記電源へ給電可能な一次装置であって、
    前記一次装置から前記負荷へ給電する第１モード及び前記一次装置から前記電源へ給電する第２モードを実行可能な制御部を備え、
    前記制御部は、前記第１モードから前記第２モードへの遷移である第１遷移と前記第２モードから前記第１モードへの遷移である第２遷移の少なくとも一方において、前記第１モードと前記第２モードとの間に、給電に関する既定の変数を変更するための遷移時間を有する遷移モードを実行する、
    一次装置。
17. エアロゾル源を霧化又は香味源を加熱する負荷及び該負荷へ給電可能な電源を備え、前記負荷及び前記電源へ給電可能な一次装置と接続可能な二次装置であって、
    前記一次装置から前記負荷へ給電する第１モード及び前記一次装置から前記電源へ給電する第２モードを実行可能な制御部を備え、
    前記制御部は、前記第１モードから前記第２モードへの遷移である第１遷移と前記第２モードから前記第１モードへの遷移である第２遷移の少なくとも一方において、前記第１モードと前記第２モードとの間に、給電に関する既定の変数を変更するための遷移時間を有する遷移モードを実行する、
    二次装置。