ES2974487T3 - Circuito de control para un sistema de provisión de vapor - Google Patents

Abstract

Un circuito de control para un sistema de suministro de vapor comprende un primer controlador con capacidad para controlar un primer conjunto de componentes en el sistema de suministro de vapor; un segundo controlador con capacidad para controlar un segundo conjunto de componentes en el sistema de suministro de vapor, estando al menos un componente en el segundo conjunto también en el primer conjunto; y un enlace de comunicación entre el primer controlador y el segundo controlador mediante el cual al menos un controlador puede monitorear el funcionamiento del otro controlador; en donde uno o ambos controladores son operables para, a través del enlace de comunicación, detectar una falla con la capacidad del otro controlador para controlar al menos un componente y, en respuesta, asumir el control de al menos un componente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Circuito de control para un sistema de provisión de vapor

Campo técnico

La presente invención se refiere a circuitos de control para sistemas electrónicos de suministro de vapor.

Antecedentes

Los sistemas de suministro de vapor, como los cigarrillos electrónicos o los cigarrillos-e, generalmente contienen un depósito de una fuente líquida que contiene una formulación, que normalmente incluye nicotina, a partir de la cual se genera un aerosol (vapor), como por ejemplo mediante vaporización u otros medios. El sistema puede tener una fuente de aerosol que comprende un elemento calefactor o calentador acoplado a una porción de la fuente líquida del depósito. La energía eléctrica se proporciona al calentador desde una batería comprendida dentro del sistema de suministro de vapor, bajo el control de un circuito tal como un microcontrolador. El circuito está configurado para encender la energía eléctrica, tal vez en respuesta a un evento tal como un usuario que inhala en el sistema de suministro de vapor, tras lo cual la temperatura del calentador aumenta, la porción del líquido fuente se calienta y se genera el vapor para la inhalación. por el usuario. El circuito está configurado además para apagar posteriormente la energía eléctrica proporcionada al calentador, por ejemplo, después de un cierto período de tiempo o cuando cesa la inhalación. De este modo se interrumpe la generación de vapor.

Sin embargo, si surge un fallo por la cual el circuito no puede terminar el suministro de energía eléctrica al calentador, el calentador continuará generando calor y el sistema de suministro de vapor puede alcanzar una temperatura peligrosa. De manera similar, pueden surgir otros problemas de seguridad o condiciones operativas indeseables debido a fallos en el control de otros componentes en el sistema de suministro de vapor.

US 2014/096781 describe un artículo para fumar que comprende una parte del cuerpo de control que tiene un extremo de acoplamiento del cuerpo de control y que tiene un primer componente de control en el mismo. Una porción de cuerpo de cartucho incluye un extremo de acoplamiento del cuerpo de cartucho configurado para acoplarse de manera extraíble con el extremo de acoplamiento del cuerpo de control de la porción de cuerpo de control. La parte del cuerpo del cartucho incluye además una disposición consumible que comprende al menos una composición precursora de aerosol y al menos un elemento calefactor acoplado operativamente con la misma, y un segundo componente de control. Al menos la disposición consumible está configurada para estar en comunicación con el primer componente de control tras el acoplamiento entre el cuerpo del cartucho y las partes del cuerpo de control.

Por lo tanto, son de interés las configuraciones que abordan la cuestión de las condiciones operativas inseguras o no deseadas en los sistemas de suministro de vapor.

Resumen

Según un primer aspecto de ciertas realizaciones descritas en el presente documento, se proporciona una sección de control para un sistema de suministro de vapor como se establece en la reivindicación 1.

Según un segundo aspecto de ciertas realizaciones proporcionadas en el presente documento, se proporciona un sistema de suministro de vapor que comprende una sección de control según el primer aspecto.

Estos y otros aspectos de ciertas realizaciones se establecen en las reivindicaciones independientes y dependientes adjuntas. Además, el enfoque descrito en el presente documento no se limita a realizaciones específicas como las que se exponen a continuación, sino que incluye y contempla cualquier combinación apropiada de características presentadas en el presente documento. Por ejemplo, se puede proporcionar un circuito de control o un dispositivo de suministro de vapor de acuerdo con los enfoques descritos en el presente documento que incluye una o más de las diversas características descritas a continuación, según corresponda.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se describirán en detalle varias realizaciones a modo de ejemplo únicamente con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 muestra una vista en sección transversal esquemática simplificada de un ejemplo de cigarrillo electrónico o dispositivo de suministro de vapor;

La Figura 2 muestra un primer diagrama de circuito de ejemplo para proporcionar funcionalidad de control en un cigarrillo electrónico;

La Figura 3 muestra un diagrama de flujo de pasos en un primer método de ejemplo para controlar el funcionamiento de componentes en un cigarrillo electrónico;

La Figura 4 muestra un segundo diagrama de circuito de ejemplo para proporcionar funcionalidad de control en un cigarrillo electrónico;

La Figura 5 muestra un tercer diagrama de circuito de ejemplo para proporcionar funcionalidad de control en un cigarrillo electrónico;

La Figura 6 muestra un diagrama de flujo de pasos en un segundo método de ejemplo para controlar el funcionamiento de componentes en un cigarrillo electrónico;

La Figura 7 muestra un diagrama de flujo de pasos en un tercer método de ejemplo para controlar el funcionamiento de componentes en un cigarrillo electrónico; y

La Figura 8 muestra un diagrama de flujo de pasos en un cuarto método de ejemplo para controlar el funcionamiento de componentes en un cigarrillo electrónico.

Descripción detallada

En el presente documento se analizan/describen aspectos y características de ciertos ejemplos y realizaciones. Algunos aspectos y características de ciertos ejemplos y realizaciones pueden implementarse de manera convencional y no se analizan/describen en detalle en aras de la brevedad. Por lo tanto, se apreciará que los aspectos y características de los aparatos y métodos discutidos en el presente documento que no se describen en detalle pueden implementarse de acuerdo con cualquier técnica convencional para implementar dichos aspectos y características.

Como se describió anteriormente, la presente divulgación se refiere (pero no se limita a) sistemas de suministro de aerosol, tales como cigarrillos-e. A lo largo de la siguiente descripción, en ocasiones se pueden utilizar los términos "cigarrillo-e" y "cigarrillo electrónico"; sin embargo, se apreciará que estos términos pueden usarse indistintamente con sistema o dispositivo de suministro de aerosol (vapor). De manera similar, "aerosol" puede usarse indistintamente con "vapor".

La Figura 1 es un diagrama muy esquemático (no a escala) de un ejemplo de sistema de suministro de aerosol/vapor tal como un cigarrillo-e 10. El cigarrillo-e tiene una forma generalmente cilíndrica, que se extiende a lo largo de un eje longitudinal indicado por una línea discontinua, y comprende dos componentes principales, a saber, un componente o sección de control 20 y un conjunto o sección de cartucho 30 (a veces denominado cartomizador).

El conjunto de cartucho 30 incluye un depósito 32 que contiene una fuente de líquido que comprende una formulación líquida a partir de la cual se va a generar un aerosol, que contiene, por ejemplo, nicotina. Como ejemplo, el líquido fuente puede comprender alrededor de 1 a 3 % de nicotina y 50 % de glicerol, y el resto comprende medidas aproximadamente iguales de agua y propilenglicol, y posiblemente también comprende otros componentes, tales como saborizantes. El conjunto de cartucho 30 también comprende un elemento calentador eléctrico o calentador 34 para generar el aerosol mediante vaporización del líquido fuente mediante calentamiento. Se puede proporcionar una disposición tal como una mecha u otro elemento poroso (no mostrado) para entregar porciones de la fuente de líquido desde el depósito 32 al calentador 34. Una combinación de calentador y mecha (o similar) a veces se denomina atomizador, y la fuente de líquido y el atomizador se pueden denominar colectivamente fuente de aerosol. El conjunto de cartucho 30 incluye además una boquilla 36 que tiene una abertura o salida de aire 38 a través de la cual un usuario puede inhalar el aerosol generado por el calentador 34.

La sección de control 20 incluye una celda o batería recargable 22 (denominada en lo sucesivo batería) para proporcionar energía a los componentes eléctricos del cigarrillo-e 10, en particular el calentador 34. Además, hay una placa de circuito impreso (PCB) 24 y/u otros componentes electrónicos para controlar en general el cigarrillo-e. Los términos generales "circuitos", "circuito", "circuitos de control", "circuito de control" o "controlador" se utilizarán para referirse a este componente o grupo de componentes, y debe entenderse que incluyen cualquier disposición y agrupación de hardware, software y/o firmware configurado para controlar el funcionamiento de diversos componentes electrónicos y eléctricos dentro del sistema de suministro de vapor 10, incluido el control de la energía eléctrica desde la batería a los componentes. Este control puede incluir el encendido y apagado del suministro de energía eléctrica, así como la regulación o modificación del nivel de energía eléctrica mientras está encendido. El controlador 24 puede comprender uno o más microcontroladores y/o microprocesadores, por ejemplo. También se incluye un sensor de presión de aire o un sensor de flujo de aire 26 que puede detectar una inhalación en el sistema 10 durante la cual el aire ingresa a través de una o más entradas de aire 28 en la pared de la sección de control 20. El sensor 26 proporciona señales de salida al controlador 24.

En uso, cuando el elemento calefactor 34 recibe energía de la batería 22, según lo controla el controlador 24 en respuesta a los cambios de presión detectados por el sensor 26 (no mostrado), el elemento calefactor 34 vaporiza el líquido fuente entregado desde el depósito 32 para generar el aerosol, y luego este es inhalado por un usuario a través de la abertura 38 en la boquilla 36. El aerosol se transporta desde la fuente de aerosol hasta la boquilla 36 a lo largo de un canal de aire (no mostrado) que conecta la entrada de aire 28 con la fuente de aerosol y la salida de aire 38 cuando un usuario inhala por la boquilla.

En este ejemplo particular, la sección de control 20 y el conjunto de cartucho 30 son partes separadas que se pueden separar entre sí mediante separación en una dirección paralela al eje longitudinal, como lo indican las flechas en la Figura 1. Las piezas 20, 30 se unen entre sí (como se ilustra) cuando el dispositivo 10 está en uso mediante elementos de acoplamiento cooperativos 21, 31 (por ejemplo, un tornillo o un ajuste de bayoneta) que proporcionan conectividad mecánica y eléctrica entre la sección de control 20 y el cartucho. montaje 30. Una interfaz de conector eléctrico en la sección de control 20 utilizada para conectarse al conjunto de cartucho 30 también puede servir como una interfaz para conectar la sección de control 20 a un dispositivo de carga (no mostrado) cuando la sección de control 20 se separa del conjunto de cartucho 30. El otro extremo del dispositivo de carga se puede enchufar a una fuente de alimentación externa, por ejemplo, una toma USB, para cargar o recargar la batería 22 en la sección de control 20 del cigarrillo-e 10. En otras implementaciones, se puede proporcionar una interfaz de carga separada, por ejemplo, para que la batería 22 pueda cargarse cuando todavía está conectada al conjunto de cartucho 30.

Sin embargo, esta es simplemente una disposición de ejemplo y los diversos componentes pueden distribuirse de manera diferente entre la sección de control 20 y la sección de conjunto de cartucho 30. Por ejemplo, el controlador 24 puede estar en una sección diferente de la batería 22. Las dos secciones pueden conectarse entre sí de extremo a extremo en una configuración longitudinal como en la Figura 1, o en una configuración diferente tal como una disposición paralela, una al lado de la otra. Una o ambas secciones pueden estar destinadas a ser desechadas y reemplazadas cuando se agoten (el depósito está vacío o la batería está descargada, por ejemplo), o estar destinadas a usos múltiples permitidos por acciones tales como rellenar el depósito y recargar la batería. Alternativamente, el cigarrillo-e 10 puede ser un dispositivo unitario (desechable o recargable/recargable) que no se puede separar en dos partes, en cuyo caso todos los componentes están comprendidos dentro de un único cuerpo o carcasa. Las realizaciones de la presente invención son aplicables a cualquiera de estas configuraciones y otras configuraciones que el experto en la materia conocerá.

Además, el cigarrillo-e puede incluir uno o más componentes eléctricos/electrónicos adicionales. Estos pueden recibir energía eléctrica de la batería 22 y estar bajo el control del controlador 24. El controlador puede generar señales de control y enviarlas a un componente, y/o recibir señales tales como mediciones del componente, o el controlador puede tener control de un conmutador que puede abrir o cerrar para conectar o desconectar un componente a la batería. 22, por ejemplo. Estos componentes pueden incluir una o más luces (como diodos emisores de luz) que indican estados operativos al usuario (como cuando el calentador está encendido o cuando la batería se está cargando o está cargada), uno o más temporizadores que determinan los períodos operativos para componentes, sensores de temperatura para fines de seguridad y/o para monitorear el funcionamiento del calentador, y componentes para regular el voltaje o la corriente suministrada al calentador. Esta lista es sólo un ejemplo y el cigarrillo electrónico puede incluir ninguno, menos o todos estos componentes, u otros componentes. Las realizaciones de la presente invención son aplicables a cualquiera y todas las combinaciones de componentes controlables.

Si el controlador 24 (en el ejemplo de la Figura 1) es un controlador único responsable de controlar el funcionamiento de todos los componentes dentro del cigarrillo electrónico 10, pueden surgir problemas en caso de un fallo o error del controlador 24. Si el cigarrillo electrónico 10 simplemente queda inoperable debido a un fallo, esto resulta inconveniente para el usuario. Sin embargo, otras faltas tienen consecuencias más graves. Como ejemplo particular, considere el calentador 34. El controlador 24 está configurado para controlar el calentador 34 encendiéndolo y apagándolo, conectándolo y desconectándolo de la batería 22. Durante el tiempo de encendido, el nivel de potencia se puede ajustar o modificar, por ejemplo, regulando la corriente o el voltaje. La alimentación se apaga en respuesta a un evento particular, que puede variar según la configuración del cigarrillo electrónico 10, pero puede ser, por ejemplo, la expiración de un temporizador o una caída en el flujo de aire detectada por el sensor 26. El temporizador o sensor 26 comunica el evento al controlador 24, que actúa para desconectar el calentador 34 de la batería 22. Sin embargo, si el controlador 24 desarrolla un fallo operativo (que puede ser un fallo total o parcial del controlador 24) mientras el calentador 34 está conectado a la batería 22, es posible que el controlador no pueda desconectar la batería 22 del calentador 34 en el momento adecuado. Se seguirá suministrando energía al calentador 34 y el cigarrillo electrónico 10 puede sobrecalentarse, lo que posiblemente represente un peligro para el usuario. Como otro ejemplo, las luces indicadoras que indican el estado de carga de la batería pueden no encenderse o apagarse en el momento apropiado de modo que se proporcione información falsa al usuario que no puede determinar si la batería está cargada o no.

Los ejemplos de la presente invención proponen abordar este problema proporcionando un controlador adicional capaz de asumir el control de un componente, tal como el calentador, en caso de un fallo que interrumpa la capacidad del primer controlador para controlar ese componente. Los controladores están configurados para poder controlar el componente si es necesario, y además están configurados para comunicarse entre sí (en mayor o menor medida dependiendo de la implementación), y de esta manera, el segundo controlador podrá identificar cuando ocurre un fallo o error del primer controlador, y asumir el control. Si se desea, también se puede habilitar la disposición opuesta, de modo que el primer controlador sea capaz de identificar si se produce un fallo o error del segundo controlador y asumir el control del mismo. Para la toma de control y monitoreo unidireccional y bidireccional, se reduce o elimina el riesgo de que un componente quede en un estado encendido o apagado y no pueda cambiarse al otro estado. La operación y el control de cualquier otro componente se pueden dividir entre los dos controladores según se desee, o atribuirse a un solo controlador. Los dos controladores juntos pueden considerarse como un circuito de control o circuito de control y pueden estar realizados como dos microcontroladores o microprocesadores, por ejemplo, en una única placa de circuito impreso o en placas separadas. Sin embargo, no se excluyen otras configuraciones de hardware, software y firmware.

Se debe entender que el control de un componente abarca todas y cada una de las acciones y funciones necesarias para producir el funcionamiento de ese componente. Esto incluye parte o la totalidad de proporcionar energía al componente (que puede ser o no abriendo y cerrando un conmutador), enviando señales de control al componente y recibiendo señales de control y medición del componente. Un controlador puede configurarse o proporcionarse con la capacidad de controlar un componente proporcionándole una programación informática adecuada almacenada en la memoria para su ejecución por un procesador, o mediante hardware apropiado que incluye cableado y puertas lógicas, por ejemplo, o una combinación de hardware. y software, o cualquier otra técnica adecuada según la preferencia del fabricante y el tipo de controlador utilizado. Los dos controladores pueden ser del mismo tipo o cada uno puede ser de un tipo diferente.

La Figura 2 muestra un diagrama de circuito simplificado de una disposición de ejemplo del circuito de control 100 que comprende dos controladores. Se proporcionan un primer controlador 24a y un segundo controlador 24b, cada uno de ellos dispuesto para recibir energía eléctrica desde una batería 22. Un calentador 34 está conectado tanto al primer controlador 24a como al segundo controlador 24b por medio de un único conmutador 40. Cada uno del primer controlador 24a y el segundo controlador 24b están configurados (por ejemplo, mediante programación adecuada) para controlar el funcionamiento del calentador 34. También se incluye y conecta un sensor de flujo de aire 26 para poder proporcionar señales que representen las mediciones del flujo de aire a ambos controladores 24a, 24b. Cuando se detecta un nivel predeterminado de flujo de aire, se requiere que el calentador 34 funcione, y cualquiera de los controladores 24a, 24b puede cerrar el conmutador 40 para que se pueda suministrar energía eléctrica desde la batería 22 al calentador 34, y luego abrir el conmutador 40. cuando se completa el funcionamiento del calentador 34.

Se proporciona un enlace de comunicación o ruta de comunicación 42 entre los controladores 24a, 24b. Este puede ser un enlace inalámbrico o un enlace por cable, y las comunicaciones pueden realizarse a través de cualquier protocolo conveniente, como un bus I2C (circuito inter-integrado), un bus SPI (interfaz periférica en serie) o un UART (receptor/transmisor asíncrono universal). La invención no está limitada a este respecto. Los controladores 24a, 24b están configurados para monitorear el funcionamiento de cada uno usando el enlace de comunicación 42. Alternativamente, sólo el segundo controlador 24b está configurado para monitorear el funcionamiento del primer controlador 24a, o viceversa.

En funcionamiento normal, uno de los controladores, digamos el primer controlador 24a, está designado para tener control operativo del calentador 34 y, por lo tanto, actúa para abrir y cerrar el conmutador 40 en respuesta a las señales de medición del flujo de aire procedentes del sensor 26. (Tenga en cuenta que el sensor de flujo de aire es simplemente un ejemplo y se pueden utilizar otros mecanismos para activar el funcionamiento del calentador, como un conmutador operado por el usuario en la carcasa exterior del cigarrillo-e). El segundo controlador 24b no tiene responsabilidad de controlar el calentador 34. En cambio, el segundo controlador 24b utiliza el enlace de comunicaciones 42 para monitorear el funcionamiento del primer controlador 24a. Si el segundo controlador 24b detecta una incapacidad del primer controlador 24a para continuar controlando el calentador 34, el segundo controlador asume el control del calentador 40 haciéndose responsable de operar el conmutador 40. La incapacidad puede ser un fallo en el primer controlador 24a que hace que el primer controlador 24a sea específicamente incapaz de continuar con el control del calentador 34, o un fallo completo del primer controlador 24a que hace que el primer controlador 24a sea total o en gran medida inoperable. La incapacidad puede ser detectada por el segundo controlador 24b que opera para interrogar (quizás periódicamente) al primer controlador 24a, de modo que el segundo controlador 24b detecta activamente el fallo y el primer controlador 24a es pasivo en la detección de fallos. Alternativamente, el primer controlador 24a puede configurarse para enviar una notificación de fallo al segundo controlador 24a para alertar al segundo controlador 24a de la ocurrencia del fallo, de modo que el primer controlador 24a esté activo en la detección de fallos mientras que el segundo controlador 24b está pasivo. Alternativamente, se podría utilizar una combinación de estos enfoques.

La Figura 2 muestra solo una disposición de ejemplo, y el circuito puede configurarse de manera diferente mientras proporciona la misma funcionalidad de un segundo controlador que asume el control de un componente en caso de un fallo en un primer controlador previamente responsable del componente. Por ejemplo, cada controlador puede tener su propio conmutador asociado para controlar el calentador, pudiendo al mismo tiempo operar el conmutador del otro controlador si es necesario. La Figura 2 muestra un sensor de presión/flujo de aire compartido, pero cada controlador puede tener su propio sensor asociado. No es necesario que los controladores estén dispuestos entre la batería y el calentador en serie, sino que pueden colocarse en una disposición paralela a las otras partes de modo que la corriente pueda llegar al calentador sin pasar por los controladores. Otras modificaciones serán fácilmente evidentes para el experto.

La Figura 3 muestra un diagrama de flujo que ilustra los pasos de un método de ejemplo para controlar un calentador (u otro componente) utilizando dos controladores. En una primera etapa S31, un primer controlador tiene la responsabilidad de controlar un componente en el sistema de suministro de vapor, tal como un calentador, y opera para controlarlo. En un segundo paso S32, un segundo controlador monitorea el funcionamiento del primer controlador mientras el primer controlador controla el componente (mientras tanto, cualquier otro componente está siendo controlado por uno u otro del primer y segundo controladores). El método avanza a una etapa de decisión S33, en la que se determina si el segundo controlador ha detectado un fallo en el funcionamiento del primer controlador. Si no se ha detectado ningún fallo, el método continúa con la monitorización en el paso S32. Si, por otro lado, se detecta un fallo en el paso de decisión S33, el segundo controlador asume el control del componente del primer controlador en el paso S34. La supervisión en el paso S32 puede ser unidireccional como se describe, o puede realizarse en ambas direcciones de modo que cada controlador supervise el funcionamiento del otro y cada uno esté preparado para asumir el control en el paso S34 en caso de detectar un fallo en el otro.

El circuito que se muestra en la Figura 2 es un ejemplo simple que no incluye conectividad eléctrica dentro de otras partes del sistema de suministro de vapor. Normalmente, el sistema comprenderá componentes eléctricos/electrónicos adicionales operados y/o gestionados por el control del controlador, tales como las luces indicadoras, el sensor de temperatura, el temporizador, los reguladores y los medios de carga de batería ya mencionados, y/u otros componentes según se desee. Con la inclusión de dos controladores, hay opciones disponibles sobre cómo gestionar el control de los distintos componentes.

Considere estos componentes como un conjunto de componentes que requieren control. Como primer ejemplo, ambos controladores pueden configurarse para que puedan funcionar para controlar todos los componentes del conjunto. En otras palabras, el primer controlador y el segundo controlador son idénticos y cualquiera de ellos podría controlar todos los componentes si fuera necesario. En el funcionamiento normal del sistema de suministro de vapor, el control de cada componente se puede asignar a uno u otro de los controladores. Por lo tanto, cada controlador realiza un conjunto diferente de funciones de control (un subconjunto del conjunto completo de componentes), pero cada uno tiene la capacidad de realizar el conjunto completo de funciones de control. Entonces, en caso de fallo o error en el primero de los controladores, el segundo controlador puede asumir la responsabilidad de las funciones de control que el primer controlador ya no puede realizar. Esto podría ser el control de todos los componentes en el conjunto del primer controlador si el primer controlador ha fallado por completo, o podría ser el control de solo uno o algunos componentes si el primer controlador tiene un fallo, pero aún está parcialmente operativo. Esta configuración se puede considerar como una configuración totalmente redundante; Durante el funcionamiento normal, un conjunto completo de capacidades de control es redundante ya que todas las capacidades están duplicadas en los dos controladores. Ofrece la ventaja de que cualquier fallo en la capacidad de control de un controlador puede solucionarse pasando el control al otro controlador, de modo que pueda continuar el funcionamiento normal del sistema de suministro de vapor. Sin embargo, es una configuración más costosa, ya que se proporcionan dos controladores con funcionalidades completas e idénticas.

La Figura 4 muestra un diagrama de circuito simplificado de un ejemplo de configuración totalmente redundante del circuito 200. Se incluyen una pluralidad de componentes 50, y cada uno puede ser controlado por cualquiera de los controladores 24a, 24b. Se omiten los conmutadores para mayor claridad; No todos los componentes necesitarán control por conmutador. Durante el funcionamiento normal, los componentes 50 se compartirán entre los dos controladores 24a, 24b, pero si es necesario, el control de cualquiera o todos los componentes 50 se puede colocar con un único controlador en caso de un fallo con el otro controlador. Los componentes 50 pueden compartirse de manera igual o desigual entre los dos controladores 24a, 24b.

Un ejemplo alternativo es una disposición en la que el conjunto de componentes se divide en dos, cada uno de los cuales puede considerarse como un subconjunto, siendo el conjunto de componentes para un controlador, y cada controlador está configurado sólo para la capacidad de control de los componentes en un subconjunto. Uno o más componentes, como el calentador, se incluyen en ambos subconjuntos, de modo que puedan ser controlados por cualquiera de los controladores si es necesario, pero de lo contrario, cada componente puede ser controlado por sólo uno de los controladores. En un ejemplo extremo, el primer controlador puede configurarse para controlar todos los componentes, y el segundo controlador está configurado para controlar un solo componente, tal como el calentador. Por lo tanto, los controladores son diferentes y la duplicación de capacidades se limita a uno o unos pocos componentes únicamente. La configuración es parcialmente redundante y, en funcionamiento normal, las funciones de control se comparten entre los dos controladores. Este es un enfoque rentable en el sentido de que a cada controlador solo se le debe proporcionar funcionalidad para controlar algunos de los componentes, de modo que cada uno tenga una especificación reducida (potencia de programación y computación) en comparación con un controlador capaz de controlar todos los componentes. Sin embargo, no todos los fallos podrán solucionarse transfiriendo el control a un controlador fallido, por lo que el sistema de suministro de vapor puede volverse inoperable en caso de ciertos fallos. Sin embargo, los fallos potencialmente peligrosos, como el problema del control del calentador discutido anteriormente, pueden abordarse si se incluyen componentes que probablemente produzcan condiciones inseguras en ambos subconjuntos de componentes.

La Figura 5 muestra un diagrama de circuito simplificado de un ejemplo de configuración parcialmente redundante. Los componentes se dividen en dos subconjuntos 50a y 50b (cada uno de ellos mostrado como una entidad única por simplicidad). Un primer controlador 24a está configurado para controlar el primer subconjunto de componentes 50a, y un segundo controlador 24b está configurado para controlar el segundo subconjunto de componentes 50b. Un tercer grupo de componentes 50c (que puede ser un único componente, tal como un calentador, o más de un componente) pertenece a ambos subconjuntos porque ambos controladores 24a y 24b están configurados para controlar los componentes 50c, aunque en funcionamiento normal, cada uno El componente del tercer grupo se asignará para ser controlado por uno u otro de los controladores 24a, 24b únicamente.

En general, el segundo controlador toma el control de un componente del primer control si el segundo controlador detecta que ha ocurrido un fallo o error del primer controlador que afecta la capacidad del primer controlador para controlar el componente. Existe una variedad de opciones para implementar esta adquisición y determinar qué acciones ocurren después de la adquisición. Considerando el ejemplo de la Figura 3, por ejemplo, existen alternativas para los pasos siguientes al paso S34.

La Figura 6 muestra un diagrama de flujo de pasos en un método de ejemplo según una realización. Este método es aplicable a dispositivos con redundancia total, en los que ambos controladores tienen capacidad para controlar todos los componentes. En un primer paso S61, el primer controlador opera para controlar uno o más componentes. En un segundo paso 62, el segundo controlador monitorea el funcionamiento del primer controlador (al mismo tiempo que controla otros componentes y es monitoreado a su vez por el primer controlador). El siguiente paso es el paso de decisión S63 en el que se determina si el segundo controlador ha detectado un fallo en el funcionamiento del primer controlador. El error puede ser un fallo completo del primer controlador o un fallo en su capacidad para controlar uno o más componentes individuales únicamente. Si no hay fallo, la monitorización en el paso S62 continúa. Si se detecta un fallo, el método continúa con el paso S64 en el que el segundo controlador asume el control de uno o más componentes del primer controlador. Luego, en el paso S65, el sistema de suministro de vapor continúa funcionando bajo el control exclusivo del segundo controlador. Esta disposición prolonga la vida útil del dispositivo en comparación con un dispositivo con un controlador que puede desarrollar un fallo, pero la seguridad mejorada que ofrece el uso de dos controladores (capacidad de tomar el control y apagar el calentador, por ejemplo) se pierde una vez que uno de los controladores ha fallado.

La Figura 7 muestra un diagrama de flujo de pasos en un método de ejemplo según una realización alternativa. En un primer paso S71, el primer controlador opera para controlar múltiples componentes (dos o más). El segundo controlador monitorea el funcionamiento del primer controlador en el paso S72 (mientras también controla otros componentes y es monitoreado a su vez por el primer controlador), y el método continúa hasta el paso de decisión S73, donde se determina si hay un fallo en la capacidad del primer componente para controlar un componente particular entre los múltiples componentes de los que es responsable. Si no hay ningún fallo, la monitorización continúa en el paso S72. Si se detecta un fallo, el segundo controlador asume el control de dicho componente desde el primer componente, mientras que el primer controlador lleva el control de cualquier otro componente del cual es responsable. La operación del sistema de suministro de vapor continúa entonces en el paso S75 bajo el control del primer y segundo controladores. El método difiere al final del inicio porque la transferencia de control de un componente se pasa de un controlador a otro, mientras que otras funciones de control continúan como antes. Este método se puede implementar en un sistema totalmente redundante, en el que el segundo controlador puede asumir el control de cualquier componente que anteriormente estaba bajo el control del primer controlador, o en un sistema parcialmente redundante en el que el segundo controlador puede asumir el control. de sólo uno o unos pocos componentes (los del grupo 50c en la Figura 5, por ejemplo) para los cuales ambos controladores tienen operatividad de control. En el primer caso, se conserva el funcionamiento continuo del dispositivo ante cualquier fallo, como en el ejemplo de la Figura 6. En el último caso, se puede lograr una operación continua sólo para algunos fallos en la operación de control del primer controlador.

La Figura 8 muestra un diagrama de flujo de pasos en un método de ejemplo según otra realización alternativa. En un primer paso S81, el primer controlador controla un componente (y posiblemente otros componentes). Durante este control, en el paso S82, el segundo controlador monitorea el funcionamiento del primer controlador para verificar si hay errores (al mismo tiempo que controla otros componentes y es monitoreado a su vez por el primer controlador). En la decisión del siguiente paso S83, se determina si se ha producido un fallo en el funcionamiento del primer controlador de modo que ya no pueda controlar el componente. El error puede ser un fallo general del primer controlador, o un fallo o error particular en su capacidad para controlar ese componente por sí solo. Si no hay ningún fallo, el segundo controlador continúa monitorizando en el paso S82. Si hay un fallo, el método pasa al paso S84, en el que el segundo controlador asume el control del componente del primer controlador. Luego, en el paso S85, el segundo controlador coloca el componente en una condición segura si esto es necesario. Por ejemplo, si el fallo ha provocado que el primer controlador no haya podido apagar el calentador, por lo que permanece encendido, el segundo controlador actúa para apagar el calentador, para que sea seguro y no esté expuesto a sobrecalentar el dispositivo de suministro de vapor. como un todo. Es posible que sea necesario apagar o encender otros componentes para que sean seguros, dependiendo de su función. Sin embargo, si el fallo es que el primer controlador no puede encender el calentador en primer lugar, el segundo controlador puede asumir el control, pero ya está en un estado seguro y puede dejarse en esa condición, por lo que no se requiere ninguna acción. en el paso S85. En el paso S86, el segundo controlador almacena opcionalmente información sobre el fallo, ya sea en su propia memoria o en otra memoria del dispositivo al que tiene acceso, antes de continuar con el paso S87, en el que deja el dispositivo inoperable. Esto podría requerir que el segundo controlador asuma el control de todos los componentes del primer controlador, según la cantidad de componentes y su configuración. Alternativamente, se podría proporcionar un conmutador maestro al que puedan acceder ambos controladores, de modo que un controlador superviviente pueda operar el conmutador para, por ejemplo, cortar el suministro de energía a todos los componentes y poner el dispositivo en modo de suspensión u otra condición inerte. También se pueden utilizar otros procedimientos para inducir la inoperatividad. Una vez que esto haya ocurrido, el usuario podría devolver el dispositivo al fabricante para su reparación o reemplazo, y el fabricante puede recuperar la información de fallos almacenada para ayudar en la reparación y/o registrar la incidencia de fallos para mejorar el diseño o retirar el producto. Los pasos S84, S85 y S86 pueden realizarse en órdenes distintos a los ilustrados, y algunos pueden omitirse si se desea.

El ejemplo de la Figura 8 se ocupa más de la seguridad que de preservar el funcionamiento después del desarrollo de un fallo. Por lo tanto, las diversas alternativas de las Figuras 6, 7 y 8 se pueden seleccionar según qué y cuántos componentes se considere apropiado duplicar entre los controladores. Como mínimo, duplicar el control del calentador ofrece los beneficios de seguridad explicados anteriormente, y esto puede extenderse a componentes menos peligrosos y aún más a aquellos componentes cuyo control defectuoso es simplemente inconveniente, dependiendo del grado de redundancia que pueda tolerarse.

Aunque la descripción anterior se ha expresado a menudo en términos de que el primer controlador desarrolla un fallo y el segundo controlador detecta el fallo y asume funciones de control del primer controlador, esto ha sido solo por conveniencia. En realidad, cada controlador puede tener la capacidad de monitorear el funcionamiento del otro, y cada uno puede asumir el control del otro según sea necesario en caso de fallo o error. Alternativamente, una configuración en la que se proporciona un segundo controlador principalmente para tomar el control de uno o más componentes si es necesario sin funciones de control significativas propias, de modo que no hay necesidad de que el primer controlador realice el monitoreo y la capacidad de tomar el control es del primer al segundo controlador solamente, también se puede implementar si se desea.

El formato y funcionamiento del enlace de comunicaciones (canal o ruta) entre los controladores se puede elegir según la operación requerida. Si ambos controladores son capaces de controlar varios componentes y se espera que las funciones de control sean compartidas entre los controladores en funcionamiento normal, es deseable que cada controlador pueda monitorear el funcionamiento del otro. En esta situación, se puede proporcionar un enlace relativamente sofisticado que permita comunicaciones bidireccionales completas, en las que ambas partes puedan iniciar y recibir solicitudes y consultas, formular y enviar respuestas e intercambiar información (mediciones, señales de control y similares). según sea necesario. En ejemplos más simples, como cuando el segundo controlador se proporciona solo para tomar el control en caso de fallo del primer controlador, la capacidad de monitoreo puede ser unidireccional solo ya que no es necesario que el primer controlador monitoree al segundo controlador. En este caso no se requieren intercambios de comunicación detallados; simplemente es necesario que el segundo controlador pueda supervisar (o vigilar) al primer controlador. Para el monitoreo tanto unidireccional como bidireccional, se pueden emplear comunicaciones detalladas o se puede considerar suficiente una técnica de sondeo simple. Por ejemplo, el controlador de supervisión puede interrogar al controlador supervisado enviando consultas de sondeo regulares (periódicas o no) al controlador supervisado para comprobar su estado operativo y esperar una respuesta. El controlador monitoreado puede enviar una respuesta a una consulta sólo si su estado operativo es bueno, de modo que se detectará un fallo si el controlador de monitoreo observa que no se ha recibido respuesta a una consulta reciente (o dos o más consultas consecutivas para corregir). algún error ocasional). Alternativamente, el controlador monitoreado puede ser capaz de formular y enviar una respuesta indicando que su estado operativo no es bueno, y la recepción de dicha respuesta permite al controlador de monitoreo detectar un fallo. Alternativamente, el controlador supervisado puede ser capaz de enviar un mensaje informando de un fallo al controlador de seguimiento independientemente de cualquier consulta de sondeo recibida desde el controlador de seguimiento, de modo que la recepción de dicho mensaje permita al controlador de seguimiento detectar un fallo. Otras técnicas de detección de fallos que utilizan el envío y/o la recepción de mensajes entre dos controladores resultarán evidentes para el experto; y se puede utilizar como se desee. Como alternativa adicional, el controlador de monitoreo puede simplemente observar el funcionamiento del controlador monitoreado a través de una conexión o enlace, por ejemplo, mediante la comprobación de las señales de control de salida para un componente de interés. Las señales esperadas pueden observarse directamente o pueden desencadenar el envío de una señal o mensaje al controlador de monitoreo. La ausencia de señales esperadas o una desviación de un patrón de señales esperado podría interpretarse como un fallo operativo en el controlador monitoreado. Puede utilizarse cualquier disposición de comunicación configurada para permitir estas técnicas; los términos "enlace de comunicación", "canal de comunicación", "ruta de comunicación", "conexión" y similares pretenden cubrir todas las alternativas adecuadas y no implican necesariamente el uso de una comunicación bidireccional completa.

Los circuitos de control que comprenden los dos controladores pueden acomodarse en cualquier lugar dentro de un cigarrillo electrónico, donde el propio cigarrillo electrónico puede comprender componentes separables (tales como un cartomizador y una sección de batería/alimentación) de modo que los circuitos puedan estar en cualquiera de los componentes. Alternativamente, los controladores pueden colocarse uno en cada uno de dos componentes separables. Sin embargo, a menudo un cigarrillo electrónico comprende un cartomizador desechable o recargable que se puede conectar a una sección de alimentación/control que aloja una batería recargable y un controlador. Por lo tanto, en una realización, el circuito de control que comprende dos controladores está alojado en una sección de potencia junto con una batería donde la sección de potencia se puede conectar a una sección de cartomizador que aloja un atomizador y una fuente de suministro de líquido (depósito u otro almacén de líquido).

Las diversas realizaciones descritas en el presente documento se presentan únicamente para ayudar a comprender y enseñar las características reivindicadas. Estas realizaciones se proporcionan solo como una muestra representativa de realizaciones y no son exhaustivas ni exclusivas. Debe entenderse que las ventajas, realizaciones, ejemplos, funciones, características, estructuras y/u otros aspectos descritos en el presente documento no deben considerarse limitaciones en el alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones o limitaciones en equivalentes de las reivindicaciones. y que se pueden utilizar otras realizaciones y se pueden realizar modificaciones sin apartarse del alcance de la invención reivindicada. Varias realizaciones de la invención pueden comprender adecuadamente, consistir en o consistir esencialmente en combinaciones apropiadas de los elementos, componentes, características, partes, pasos, medios, etc. divulgados, distintos de los descritos específicamente en el presente documento. Además, esta divulgación puede incluir otras invenciones no reivindicadas actualmente, pero que pueden reivindicarse en el futuro.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Una sección de control (20) para un sistema de suministro de vapor (10), estando configurada la sección de control para poder conectarse de manera separable con una sección de cartomizador (30), formando la sección de cartomizador y la sección de control juntas el sistema de suministro de vapor (10), en donde:

la sección de control comprende un circuito de control (100; 200; 300);

la sección de cartomizador comprende un elemento calentador eléctrico (34);

el sistema de provisión de vapor comprende además una batería (22); y

el circuito de control (100; 200; 300) comprende:

un primer controlador (24a) con capacidad para controlar un primer conjunto de componentes (34; 50) en el sistema de suministro de vapor;

un segundo controlador (24b) con capacidad para controlar un segundo conjunto de componentes (34; 50) en el sistema de suministro de vapor, estando al menos un componente del segundo conjunto también en el primer conjunto; y

un enlace de comunicación (42) entre el primer controlador y el segundo controlador mediante el cual al menos un controlador puede monitorear el funcionamiento del otro controlador;

donde:

el primer controlador y el segundo controlador tienen capacidad para controlar al menos un componente conmutándolo entre un estado encendido y un estado apagado;

al menos un componente comprende el elemento calefactor eléctrico, y la capacidad de controlar al menos un componente comprende controlar el suministro de energía eléctrica desde la batería al elemento calefactor eléctrico; y

uno o ambos controladores son operables para, a través del enlace de comunicación, detectar un fallo con la capacidad del otro controlador para controlar al menos un componente y, en respuesta, asumir el control de al menos un componente.

2. Una sección de control según la reivindicación 1, en la que el primer controlador (24a) y el segundo controlador (24b) tienen capacidad para conmutar el elemento calentador eléctrico del estado encendido al estado apagado en respuesta a la expiración de un temporizador.

3. Una sección de control según la reivindicación 1, en la que el primer controlador (24a) y el segundo controlador (24b) tienen capacidad para conmutar el elemento calefactor eléctrico entre el estado encendido y el estado apagado en respuesta a mediciones del flujo de aire en el sistema de suministro de vapor.

4. Una sección de control según la reivindicación 1, en la que el primer controlador (24a) y el segundo controlador (24b) tienen capacidad para conmutar el elemento calentador eléctrico entre el estado encendido y el estado apagado en respuesta a la operación de un conmutador operado por el usuario en el sistema de provisión de vapor.

5. Una sección de control según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el fallo comprende una incapacidad del otro controlador para interrumpir el suministro de energía eléctrica al elemento calefactor eléctrico.

6. Una sección de control según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la operatividad de uno o ambos controladores para asumir el control de al menos un componente comprende detener el suministro de energía eléctrica al elemento calefactor.

7. Una sección de control según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el segundo conjunto de componentes comprende únicamente el elemento calefactor eléctrico.

8. Una sección de control según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que al menos uno del primer controlador y el segundo controlador comprende un microcontrolador.

9. Una sección de control según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que dicha sección de control alberga dicha batería.

10. Un sistema de suministro de vapor (10) que comprende una sección de control según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.