A method of controlling a disposable aerosol-generating system

Abstract

A method of controlling the operation of a disposable aerosol-generating system (1) comprising a heater (18) for heating an aerosol-forming substrate, the method comprising: detecting a plurality of user puffs on the aerosol-generating system; for each puff, determining an operation period for the puff and a cumulative operation period by summing the operation periods of all puffs up until the end of the current puff; monitoring each puff to determine whether an adverse condition has occurred; detecting whether the adverse condition has occurred during a predetermined number of consecutive puffs; if the adverse condition has occurred during a predetermined number of consecutive puffs, determining whether the cumulative operation period exceeds a threshold value and, if the threshold value is exceeded, preventing a supply of power to the heater or providing an indication to a user.

Description

A METHOD OF CONTROLLING A DISPOSABLE AEROSOL-GENERATING SYSTEM

[0001] The present disclosure relates to a method of controlling the operation of a disposable aerosol-generating system. In particular, but not exclusively, the present disclosure relates to a method of controlling the operation of a disposable handheld electrically operated aerosol-generating system comprising a heater for heating an aerosol-forming substrate to generate an aerosol, which is delivered into the mouth of a user. The present disclosure further relates to an aerosol-generating system and a computer program that performs such a method.

[0002] Aerosol-generating systems that heat a liquid aerosol-forming substrate in order to generate an aerosol for delivery to a user are generally known in the prior art. These systems typically comprise a reservoir containing a liquid aerosol-forming substrate that is capable of releasing volatile compounds when heated. The aerosol-generating system typically also includes a heater for heating the liquid aerosol-forming substrate.

[0003] Known electrically operated aerosol-generating systems typically heat an aerosol-forming substrate by one or more of: conduction of heat from a heating element to an aerosol-forming substrate, radiation of heat from a heating element to an aerosol-forming substrate or drawing heated air through an aerosol-forming substrate. Heating is achieved by passing an electrical current through an electrically resistive heating element that is supplied with liquid aerosol-forming substrate by some form of wick. When a user takes a puff on the aerosol-generating system, the electric current causes the heating element to be heated by resistive or Joule heating, which, in turn, heats the liquid aerosol-forming substrate supplied by the wick. This causes volatile compounds to be released from the liquid aerosol-forming substrate that cool to form an aerosol. The aerosol is then drawn into a user’s mouth via a mouthpiece of the aerosol-generating system.

[0004] It is generally desirable for aerosol-generating systems to be able to produce aerosol which is consistent over the lifespan of the system because variations in the aerosol generated can detract from the user’s experience and result in unwanted byproducts being produced. It is therefore desirable to be able to detect the occurrence of an adverse condition during the operation of the aerosol-generating system. An adverse condition is a condition that detracts from the user’s experience, for example, a condition in which the heater does not function as intended or in which unwanted byproducts are produced.

[0005] One such adverse condition is a “dry heating” event, that is, an event in which insufficient liquid aerosol-forming substrate is present at the heater at the time of heating. Such an event is also termed a “dry puff” . It can result in overheating of the heater and, potentially, thermal degradation of any liquid aerosol-forming substrate that is present, which can produce unwanted by-products. Dry puffs can occur when the liquid in the reservoir of the aerosol-generating system has largely been consumed and insufficient liquid is being  supplied to the heater. A dry puff can therefore be an indicator that the liquid aerosol-forming substrate is starting to become, or is, depleted.

[0006] Some aerosol-generating systems are disposable in that they are intended to be discarded once they have been used. Such systems are configured to aerosolise a finite amount of liquid before reaching the end of their useful life. Once a disposable aerosol-generating system has reached the end of its useful life it is generally desirable to disable or lock the device to prevent further use or activation of the heater to avoid the occurrence of adverse conditions.

[0007] One known way of determining the end of life of an aerosol-generating system is to monitor whether an adverse condition has occurred. For example, the system could monitor for a dry puff and, upon detection of the dry puff, disable itself or at least the heater. However, a dry puff can be caused by things other than the reservoir of the aerosol-generating system becoming depleted of liquid aerosol-forming substrate. For example, if the aerosol-generating system is stored between uses in an orientation that prevents liquid aerosol-forming substrate from reaching the heater, such as in an inverted orientation, then it can take some time for liquid to be resupplied to heater when the system is next used and a dry puff may occur. An aerosol-generating system that is configured to lock or disable itself upon detection of a dry puff would therefore do so unnecessarily in this situation. Such a situation can therefore lead to early or premature locking of the system, which can be frustrating for a consumer.

[0008] Premature locking of the system is generally not an issue in aerosol-generating systems that store liquid aerosol-forming substrate in a replaceable cartridge. A lock or disablement of the system can typically be overcome by removing and reattaching the cartridge or by replacing the cartridge with a new cartridge, which generally re-wets the heater with liquid aerosol-forming substrate. However, this is not possible in a disposable system, which does not have a replaceable cartridge.

[0009] Another known way of determining the end of life of an aerosol-generating system and avoiding an adverse condition such as a dry puff is to provide a power source such as a battery for the aerosol-generating system that does not have sufficient charge capacity to aerosolise all of the liquid aerosol-forming substrate. In this configuration, the battery of the aerosol-generating system will be exhausted of charge before the reservoir is depleted of liquid aerosol-forming substrate, which theoretically should prevent a dry puff occurring. Furthermore, no means of recharging the battery is provided in such aerosol-generating systems. However, it can be difficult to predict the capacity of both the battery and the amount of liquid aerosol-forming substrate to provide due to the different manner in which users puff on aerosol-generating systems.

[0010] Some users may puff on aerosol-generating system by taking a larger number of shorter duration puffs, whereas other users may take a smaller number of longer duration  puffs. When a user takes a puff, the heater is not activated immediately. The aerosol-generating system takes some time to determine whether a puff is actually being taking. This is done to discount factors which may lead to the false detection of a puff such as electrical noise and avoids unnecessarily activating the heater. This means that, for a shorter duration puff, a larger percentage of the total puff time is spent not heating the heater compared to a longer duration puff. So, for a given time period, a smaller number of longer puffs aerosolises more aerosol-forming substrate than a larger number of shorter puffs. This may lead to a user who typically takes longer puffs experiencing a dry puff because the liquid aerosol-forming substrate is depleted more quickly than expected.

[0011] It would be desirable to provide a method of controlling the operation of a disposable aerosol-generating system that is able to more accurately determine whether an adverse condition is occurring and reduce the likelihood of an adverse condition such as a dry puff occurring. It would also be desirable to provide a method of controlling the operation of a disposable aerosol-generating system that is able to more accurately determine the end of life of the system and reduce the likelihood of premature disablement of the system occurring.

[0012] According to an example of the present disclosure, there is provided a method of controlling the operation of an aerosol-generating system. The aerosol-generating system may be disposable. The aerosol-generating system may comprise a heater for heating an aerosol-forming substrate. The method may comprise detecting a plurality of user puffs on the aerosol-generating system. The method may comprise, for each puff, determining an operation period for the puff. The method may comprise determining a cumulative operation period by summing the operation periods of all puffs up until the end of the current puff. The method may comprise monitoring each puff to determine whether an adverse condition has occurred. The method may comprise detecting whether the adverse condition has occurred during a predetermined number of consecutive puffs. The method may comprise, if the adverse condition has occurred during a predetermined number of consecutive puffs, determining whether the cumulative operation period exceeds a threshold value. The method may comprise, if the threshold value is exceeded, preventing a supply of power to the heater or providing an indication to a user.

[0013] According to an example of the present disclosure, there is provided a method of controlling the operation of a disposable aerosol-generating system comprising a heater for heating an aerosol-forming substrate. The method comprising: detecting a plurality of user puffs on the aerosol-generating system; for each puff, determining an operation period for the puff and a cumulative operation period by summing the operation periods of all puffs up until the end of the current puff; monitoring each puff to determine whether an adverse condition has occurred; detecting whether the adverse condition has occurred during a predetermined number of consecutive puffs; if the adverse condition has occurred during a predetermined  number of consecutive puffs, determining whether the cumulative operation period exceeds a threshold value and, if the threshold value is exceeded, preventing a supply of power to the heater or providing an indication to a user.

[0014] As used herein, the term “disposable” is used to refer to an aerosol-generating system that is intended to be discarded, or preferably recycled, once the aerosol-forming substrate is depleted. In other words, the aerosol-generating system is not configured to receive a replaceable cartridge holding aerosol-forming substrate nor can the aerosol-generating system be refilled with aerosol-forming substrate as part of its normal operation, that is, the aerosol-generating system is non-refillable. The aerosol-generating system may be sealed or secured to prevent the aerosol-generating system being refilled with aerosol-forming substrate.

[0015] As used herein, the term “operation period” is used to refer to a period of time during which the aerosol-generating system is operational during a user puff. An operation period can include a period of time during which the heater is heating. An operation period can also include a period of time during which the aerosol-generating system is monitoring the user puff, for example, to determine whether it should activate the heater or to carry out other operational processes.

[0016] Advantageously, by detecting whether the adverse condition has occurred during a predetermined number of consecutive puffs, it can be determined with a greater degree of accuracy that an adverse condition is occurring compared to if the adverse condition has only occurred once. If the adverse condition has occurred a number of consecutive times, it indicative that there is a prevailing problem and the occurrence is not merely a false positive caused by, for example, the aerosol-generating system being temporarily stored or held in an orientation that reduced the supply of aerosol-forming substrate to the heater.

[0017] Another advantage of determining whether the cumulative operation period exceeds a threshold value is that the method can more accurately determine the end of life of the aerosol-generating system. The threshold value provides an indication of a cumulative operation period over which the aerosol-generating system can be expected to operate. If the threshold value has been exceeded, the method can know with greater confidence that the aerosol-generating system has operated for its expected lifespan and disable the device. This can reduce the likelihood of premature locking or disablement of the aerosol-generating system occurring when the system has not yet operated for its expected lifespan.

[0018] The adverse condition may comprise one or more of the following: a dry heating event; production of an unwanted byproduct; detection of the depletion of the aerosol-forming substrate; and detection of a depleted power source.

[0019] The method may monitor for a dry heating event by determining when the temperature of the heater increases above a threshold temperature during heating. The method may determine the temperature of the heater by measuring the heater’s electrical resistance.

[0020] The method may may monitor for a dry heating event by determining when a rate of change of temperature exceeds a threshold rate.

[0021] The method may may monitor for a dry heating event by determining when the power required to maintain the heater at an aerosolization temperature drops below a threshold power.

[0022] The predetermined number of consecutive puffs may be at least 2. Optionally, the predetermined number of consecutive puffs may be between 2 and 5. These ranges have been found to be suitable for increasing the accuracy of determining an adverse condition such as a dry heating event. In a preferred example, the predetermined number of consecutive puffs may be 3.

[0023] The operation period may be a puff period. The puff period may be a length of time from a start of the puff to an end of the puff.

[0024] Alternatively, the operation period may be a heating period. The heating period may be the time the heater is heating during a puff. A cumulative operation period based on summing heating periods may provide a more accurate indication of depletion of liquid aerosol-forming substrate because it represents the period during which aerosol is actually being consumed, that is, whilst the heater is heating. The heating period may be less than the puff period.

[0025] The heating period may start when a pressure drop within the aerosol-generating system exceeds a heating trigger threshold. The heating period may end when the pressure drop no longer exceeds the heating trigger threshold. Activating the heater only when pressure drop exceeds a heating trigger threshold allows the aerosol-generating system to more accurately determine that a puff is actually being taken, for example, it helps to discount electrical noise in the control circuitry of the system. This avoids unnecessarily heating the heater. Furthermore, it means that the heater is activated when the airflow through the aerosol-generating system is sufficient to effectively entrain any aerosol generated by the heater.

[0026] The threshold value may be related to the capacity of a liquid storage portion for storing liquid aerosol-forming substrate for the aerosol-generating system. This has been found to be an effective way of determining when the liquid aerosol-forming substrate is depleted and the aerosol-generating system is approaching the end of its useful life.

[0027] The threshold value may be related to the energy capacity of the power source. This has been found to be an effective way of determining when the aerosol-generating system is approaching the end of its useful life.

[0028] The threshold value may be related to the number of puffs that have been taken on the aerosol-generating system. This method can also be used to determine when the aerosol-generating system is approaching the end of its useful life.

[0029] The threshold value may be a time value based on the capacity of the liquid storage portion.

[0030] In one example, the capacity of the liquid storage portion may be between 1 millilitre and 4 millilitres. Optionally, the capacity of the liquid storage portion may be between 1 millilitre and 3 millilitres. In a preferred example, the capacity of the liquid storage portion may be 2 millilitres.

[0031] In another example, the capacity of the liquid storage portion may be between 3 millilitres and 7 millilitres. Optionally, the capacity of the liquid storage portion may be between 4 millilitres and 7 millilitres. In a preferred example, the capacity of the liquid storage portion may be 5 millilitres.

[0032] In one example, the threshold value may be a time value between 500 seconds and 1100 seconds. Optionally, the threshold value may be a time value between 600 seconds and 1,000 seconds. Optionally, the threshold value may be a time value between 700 seconds and 900 seconds. In a preferred example, the threshold value may be a time value of 800 seconds.

[0033] In another example, the threshold value may be a time value between 1,300 seconds and 1,900 seconds. Optionally, the threshold value may be a time value between 1,400 seconds and 1,800 seconds. Optionally, the threshold value may be a time value between 1,500 seconds and 1,700 seconds.

[0034] The above time values are based on a user taking puffs of 1 second duration. If a user takes puffs of longer duration, these values may be changed by a non-linear relationship based on raising the puff duration to a power greater than one, as described further below.

[0035] The threshold value may correspond to the liquid aerosol-forming substrate being at least 85 percent depleted. The threshold value may correspond to the liquid aerosol-forming substrate being at least 90 percent depleted. The threshold value may correspond to the liquid aerosol-forming substrate being at least 95 percent depleted. These depletion levels mean that at least some liquid aerosol-forming substrate remains in the aerosol-generating system when the cumulative operation period reaches the threshold value. This provides a margin of error to avoid the liquid aerosol-forming substrate being completely depleted when the threshold value is reached and an adverse condition occurring.

[0036] The method may further comprise monitoring the characteristics of a user’s puff and using the characteristics to adjust the threshold value or to determine the amount of liquid remaining in the aerosol-generating system.

[0037] The method may further comprise performing a modification of the operation period to determine a modified operation period. The modified operation periods may have a greater weight in the cumulative operation period than unmodified operation periods. By modifying the operation period, greater weighting can be applied to certain operation periods, for  example, operation periods of longer duration. The modification may provide a greater weighting to operation periods that are more than one second in duration.

[0038] The modification may comprise raising the operation period to a power or an exponent greater than 1. By raising the operation period to a power or an exponent greater than 1, greater weighting can be applied to operation periods that are longer than one second in duration. For the reasons discussed herein, longer duration puffs consume more liquid aerosol-forming substrate than shorter duration puffs. Therefore, applying a greater weighting to longer puffs provides a more accurate indication of the consumption of liquid aerosol-forming substrate and determine more precisely the point at which liquid has become depleted. Furthermore, applying a power relationship to the operation periods is relatively simple for the control circuitry of an aerosol-generating system to compute and avoids the need to provide more complicated methods of determining the remaining liquid by using additional sensors or computationally complex calculations.

[0039] The power or exponent may be between 1.05 and 3. Optionally, the power or exponent may be between 1.05 and 2. Optionally, the power or exponent may be between 1.05 and 1.5. These ranges has found to be effective at suitably weighting longer duration puffs. The greater the power or exponent, the greater the weighting. The power or exponent can be adjusted based on the particular consumption parameters of the aerosol-generating system or the user. The aerosol-generating system may comprise learning the consumption characteristics of a particular user and adjusting the power or exponent accordingly. In one example, the power or exponent may be 1.2.

[0040] According to an example of the present disclosure, there is provided an aerosol-generating system. The aerosol-generating system may comprise a liquid storage portion for storing a liquid aerosol-forming substrate. The aerosol-generating system may comprise a heater for heating the aerosol-forming substrate. The aerosol-generating system may comprise a power source. The aerosol-generating system may comprise a controller. The controller may be configured to perform any of the method steps described above.

[0041] According to an example of the present disclosure, there is provided an aerosol-generating system comprising: a liquid storage portion for storing a liquid aerosol-forming substrate; a heater for heating the aerosol-forming substrate; a power source; and a controller, the controller being configured to perform any of the method steps described above.

[0042] The aerosol-generating system may further comprise a timer for determining the operation period. The timer may be a separate component. Alternatively, the timer may be part of the controller. A timer allows the operation periods to be determined. It will be appreciated that the function of the timer may be carried out by the controller, for example, a microprocessor or microcontroller, using its clock.

[0043] The aerosol-generating system may further comprise a memory. The threshold value  may be stored in the memory prior to use of the aerosol-generating system.

[0044] The memory may comprise a non-volatile memory. The cumulative operation period may be stored in the non-volatile memory. This prevents the value of the cumulative operation period being lost if the aerosol-generating system completely loses power, for example, if the power source becomes completely depleted of charge. The cumulative operation period can then be recovered and incremented upon resumption of power. This also prevents an adverse condition occurring upon resumption of power if the liquid aerosol-forming substrate was nearly depleted prior to loss of power. The non-volatile memory may be an electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM) .

[0045] The aerosol-generating system may be configured to provide an indication to a user that the liquid aerosol-forming substrate is depleted. The indication may be one or more of an audio indication, a visual indication, a haptic indication, an olfactory indication, or any other suitable indication.

[0046] The aerosol-generating system may comprise a user interface. The user interface may be configured to indicate to a user one or more of the following: the level of charge of the power source; the amount of liquid aerosol-forming substrate remaining in the aerosol-generating system; that the liquid aerosol-forming substrate is depleted; that recharging of the power source has been prevented; and that the aerosol-generating system has been disabled or locked. The user interface may comprise one or more light emitting diodes (LEDs) . The user interface may comprise a graphic display.

[0047] The power source may be a battery. The battery may be a Lithium based battery, for example a Lithium-Cobalt, a Lithium-Iron-Phosphate, a Lithium Titanate or a Lithium-Polymer battery. The battery may be a Nickel-metal hydride battery or a Nickel cadmium battery. The power source may be non-rechargeable.

[0048] The charge capacity of the power source may not be sufficient to aerosolise all of the liquid aerosol-forming substrate in the liquid storage portion. This provides a safety margin and helps to reduce the likelihood of a dry heating event occurring because the battery will become depleted before the liquid aerosol-forming substrate.

[0049] The controller may comprise a microprocessor. The microprocessor may be a programmable microprocessor, a microcontroller, or an application specific integrated chip (ASIC) or other electronic circuitry capable of providing control. The controller may control the supply of the power to the heater. The controller may be configured to supply power to the heater intermittently, such as on a puff-by-puff basis.

[0050] The aerosol-generating system may further comprise a puff detector for detecting when a user is taking a puff on the aerosol-generating system. The controller may be configured to supply power to the heater in response to a signal from the puff detector indicating that a puff is being taken. The puff detector may be any suitable sensor that is  capable of detecting when a user draws on the aerosol-generating system. For example, the puff detector may be an airflow sensor, pressure sensor, temperature sensor or microphone.

[0051] The heater may be a resistive heater. The heater may comprise an electrically resistive heating element. The electrically resistive heating element may comprise an electrically resistive material. Suitable electrically resistive materials include but are not limited to: semiconductors such as doped ceramics, electrically “conductive” ceramics (such as, for example, molybdenum disilicide) , carbon, graphite, metals, metal alloys and composite materials made of a ceramic material and a metallic material. Such composite materials may comprise doped or undoped ceramics. Examples of suitable doped ceramics include doped silicon carbides. Examples of suitable metals include titanium, zirconium, tantalum platinum, gold and silver. Examples of suitable metal alloys include stainless steel, nickel-, cobalt-, chromium-, aluminium-titanium-zirconium-, hafnium-, niobium-, molybdenum-, tantalum-, tungsten-, tin-, gallium-, manganese-, gold-and iron-containing alloys, and super-alloys based on nickel, iron, cobalt, stainless steel,  and iron-manganese-aluminium based alloys. In composite materials, the electrically resistive material may optionally be embedded in, encapsulated or coated with an insulating material or vice-versa, depending on the kinetics of energy transfer and the external physicochemical properties required.

[0052] The heating element may comprise a heating wire or filament, for example a Ni-Cr (Nickel-Chromium) , platinum, tungsten or alloy wire. The heating wire may be arranged in the shape of a coil.

[0053] The heating element may comprise a fluid permeable heating element. The fluid permeable heating element may comprise a mesh having electrically conductive filaments.

[0054] The electrically conductive filaments may define interstices between the filaments and the interstices may have a width of between 10 μm and 100 μm. The filaments may give rise to capillary action in the interstices, so that in use, a liquid aerosol-forming substrate is drawn into the interstices, increasing the contact area between the heating element and the liquid.

[0055] The electrically conductive filaments may form a mesh of size between 160 and 600 mesh US (+ / -10%) (i.e. between 160 and 600 filaments per inch (+ / -10%) ) . The width of the interstices is preferably between 75 μm and 25 μm. The percentage of open area of the mesh, which is the ratio of the area of the interstices to the total area of the mesh is preferably between 25 and 56%. The mesh may be formed using different types of weave or lattice structures. Alternatively, the electrically conductive filaments consist of an array of filaments arranged parallel to one another.

[0056] The electrically conductive filaments may have a diameter of between 10 μm and 100 μm, preferably between 8 μm and 50 μm, and more preferably between 8 μm and 39 μm. The filaments may have a round cross section or may have a flattened cross-section. The heater filaments may be formed by etching a sheet material, such as a foil. If the heater assembly  comprises a mesh or fabric of filaments, the filaments may be individually formed and knitted together.

[0057] The heating element may be tubular. The heating element may comprise a rolled mesh.

[0058] The aerosol-generating system may further comprise an airflow channel. The airflow channel may comprise an air inlet. The airflow channel may comprise an aerosol outlet. The airflow channel may pass through the liquid storage portion such that the liquid storage portion circumscribes the airflow channel. The heater may be arranged in the airflow channel.

[0059] The aerosol-generating system may further comprise a temperature sensor for determining the temperature of the heater. Alternatively, the controller may determine the temperature of the heater by determining the resistance of the heater. The aerosol-generating system may comprise one or more sensors or circuits for determining the voltage across the heater and the current through the heater so that the resistance of the heater may be calculated.

[0060] The aerosol-generating system may comprise a wick for conveying liquid aerosol-forming substrate to the heater. The wick may comprise a capillary material. The wick may have a fibrous or porous structure. The wick preferably comprises a bundle of capillaries. For example, the wick may comprise a plurality of fibres or threads or other fine bore tubes.

[0061] The wick may comprise a heat resistant material having a thermal decomposition temperature of at least 160 degrees Celsius or higher such as approximately 250 degrees Celsius. The wick may comprise fibres or threads of cotton or treated cotton, for example, acetylated cotton. Other suitable materials could also be used, for example, ceramic-or graphite based fibrous materials or materials made from spun, drawn or extruded fibres, such as fiberglass , cellulose acetate or any suitable heat resistant polymer. The fibres of the wick may each have a thickness of between 10 μm and 40 μm and more particularly between 15 μm and 30 μm. The wick may have any suitable capillarity and porosity so as to be used with different liquid physical properties. The liquid aerosol-forming substrate has physical properties, including but not limited to viscosity, surface tension, density, thermal conductivity, boiling point and vapour pressure, which allow the liquid aerosol-forming substrate to be transported through the wick by capillary action.

[0062] The liquid storage portion may comprise a retention material to retain and convey liquid aerosol-forming substrate to the wick. The retention material may comprise a capillary material having a fibrous or porous structure which forms a plurality of small bores or micro-channels, through which the liquid aerosol-forming substrate can be transported by capillary action. The retention material may comprise a bundle of capillaries, for example, a plurality of fibres or threads or other fine bore tubes. The fibres or threads may be generally aligned to convey liquid aerosol-forming substrate towards the transport material. Alternatively, the retention material may comprise sponge-like or foam-like material. The retention material may  comprise any suitable material or combination of materials. Examples of suitable materials are a sponge or foam material, ceramic-or graphite-based materials in the form of fibres or sintered powders, foamed metal or plastics material, a fibrous material, for example made of spun or extruded fibres, such as cellulose acetate, polyester, or bonded polyolefin, polyethylene, terylene or polypropylene fibres, nylon fibres or ceramic. The retention material may comprise high density polyethylene (HDPE) or polyethylene terephthalate (PET) . The retention material may have a superior wicking performance compared to the wick such that it retains more liquid per unit volume than the transport material. Furthermore, the wick may have a higher thermal decomposition temperature than the retention material.

[0063] The liquid storage portion may comprise a liquid aerosol-forming substrate. As used herein, the term “aerosol-forming substrate” refers to a substrate capable of releasing volatile compounds that can form an aerosol. Volatile compounds may be released by heating the liquid aerosol-forming substrate.

[0064] The aerosol-forming substrate may comprise polar molecules which are susceptible to dipole interaction for dielectric heating, such as under the action of the alternating electric field in the heating space of the dielectric heater. For example, the aerosol-forming substrate may comprise water or an alcohol such a propylene glycol (PG) or vegetable glycerin (VG) , or a combination of these, which are particularly susceptible to dielectric heating.

[0065] The aerosol-forming substrate may be liquid at room temperature. The aerosol-forming substrate may comprise both liquid and solid components. The liquid aerosol-forming substrate may comprise nicotine. The nicotine containing liquid aerosol-forming substrate may be a nicotine salt matrix. The liquid aerosol-forming substrate may comprise plant-based material. The liquid aerosol-forming substrate may comprise tobacco. The liquid aerosol-forming substrate may comprise a tobacco-containing material containing volatile tobacco flavour compounds, which are released from the aerosol-forming substrate upon heating. The liquid aerosol-forming substrate may comprise homogenised tobacco material. The liquid aerosol-forming substrate may comprise a non-tobacco-containing material. The liquid aerosol-forming substrate may comprise homogenised plant-based material.

[0066] The liquid aerosol-forming substrate may comprise one or more aerosol-formers. An aerosol-former is any suitable known compound or mixture of compounds that, in use, facilitates formation of a dense and stable aerosol and that is substantially resistant to thermal degradation at the temperature of operation of the system. Examples of suitable aerosol formers include glycerine and propylene glycol. Suitable aerosol-formers are well known in the art and include, but are not limited to: polyhydric alcohols, such as triethylene glycol, 1, 3-butanediol and glycerine; esters of polyhydric alcohols, such as glycerol mono-, di-or triacetate; and aliphatic esters of mono-, di-or polycarboxylic acids, such as dimethyl dodecanedioate and dimethyl tetradecanedioate. The liquid aerosol-forming substrate may  comprise water, solvents, ethanol, plant extracts and natural or artificial flavours.

[0067] The liquid aerosol-forming substrate may comprise nicotine and at least one aerosol-former. The aerosol-former may be glycerine or propylene glycol. The aerosol former may comprise both glycerine and propylene glycol. The liquid aerosol-forming substrate may have a nicotine concentration of between about 0.5%and about 10%, for example about 2%.

[0068] According to an example of the present disclosure, there is provided a computer program, which when run on the controller of the aerosol-generating systems described above, causes the controller to perform any of the method steps described above.

[0069] The computer program may be a computer program product. The computer program may be stored on a machine-readable medium. The computer program may be stored in a memory of a controller of an aerosol-generating system.

[0070] Features described in relation to one of the above examples may equally be applied to other examples of the present disclosure.

[0071] The invention is defined in the claims. However, below there is provided a non-exhaustive list of non-limiting examples. Any one or more of the features of these examples may be combined with any one or more features of another example, embodiment, or aspect described herein.

[0072] Example Ex1: A method of controlling the operation of a disposable aerosol-generating system comprising a heater for heating an aerosol-forming substrate, the method comprising: detecting a plurality of user puffs on the aerosol-generating system; for each puff, determining an operation period for the puff and a cumulative operation period by summing the operation periods of all puffs up until the end of the current puff; monitoring each puff to determine whether an adverse condition has occurred; detecting whether the adverse condition has occurred during a predetermined number of consecutive puffs; if the adverse condition has occurred during a predetermined number of consecutive puffs, determining whether the cumulative operation period exceeds a threshold value and, if the threshold value is exceeded, preventing a supply of power to the heater or providing an indication to a user.

[0073] Example Ex2: A method according to Example Ex1, wherein the adverse condition comprises one or more of the following: a dry heating event; production of an unwanted byproduct; detection of the depletion of the aerosol-forming substrate; and detection of a depleted power source.

[0074] Example Ex3: A method according to Example Ex1 or Ex2, wherein the predetermined number of consecutive puffs is at least 2, and is preferably between 2 and 5.

[0075] Example Ex4: A method according to any of Examples Ex1 to Ex3, wherein the operation period is a puff period, the puff period being a length of time from a start of the puff to an end of the puff.

[0076] Example Ex5: A method according to any of Examples Ex1 to Ex3, wherein the  operation period is a heating period, the heating period being the time the heater is heating during a puff.

[0077] Example Ex6: A method according to Example Ex5, wherein the heating period starts when a pressure drop within the aerosol-generating system exceeds a heating trigger threshold and ends when the pressure drop no longer exceeds the heating trigger threshold.

[0078] Example Ex7: A method according to any preceding example, wherein the threshold value is related to one or more of the following: the capacity of a liquid storage portion for storing liquid aerosol-forming substrate for the aerosol-generating system; the energy capacity of the power source; and the number of puffs that have been taken on the aerosol-generating system.

[0079] Example Ex8: A method according to any preceding example, wherein the threshold value is a time value based on the capacity of the liquid storage portion.

[0080] Example Ex9: A method according to Example Ex8, wherein the capacity of the liquid storage portion is between 1 millilitre and 4 millilitres.

[0081] Example Ex10: A method according to Example Ex9, wherein the capacity of the liquid storage portion is between 1 millilitre and 3 millilitres.

[0082] Example Ex11: A method according to Example Ex10, wherein the capacity of the liquid storage portion is approximately 2 millilitres.

[0083] Example Ex12: A method according to Example Ex8, wherein the capacity of the liquid storage portion is between 3 millilitres and 7 millilitres.

[0084] Example Ex13: A method according to Example Ex12, wherein the capacity of the liquid storage portion is between 4 millilitres and 7 millilitres.

[0085] Example Ex14: A method according to Example Ex13, wherein the capacity of the liquid storage portion is approximately 5 millilitres.

[0086] Example Ex15: A method according to Example Ex8, wherein the threshold value is a time value between 500 seconds and 1100 seconds.

[0087] Example Ex16: A method according to Example Ex15, wherein the threshold value is a time value between 600 seconds and 1,000 seconds.

[0088] Example Ex17: A method according to Example Ex16, wherein the threshold value is a time value between 700 seconds and 900 seconds.

[0089] Example Ex18: A method according to Example Ex17, wherein the threshold value is a time value of approximately 800 seconds.

[0090] Example Ex19: A method according to Example Ex8, wherein the threshold value is a time value between 1,300 seconds and 1,900 seconds.

[0091] Example Ex20: A method according to Example Ex19, wherein the threshold value is a time value between 1,400 seconds and 1,800 seconds.

[0092] Example Ex21: A method according to Example Ex20, wherein the threshold value  may be a time value between 1,500 seconds and 1,700 seconds.

[0093] Example Ex22: A method according to any preceding example, wherein the threshold value corresponds to the liquid aerosol-forming substrate being at least 85 percent depleted.

[0094] Example Ex23: A method according to Example Ex22, wherein the threshold value corresponds to the liquid aerosol-forming substrate being at least 90 percent depleted.

[0095] Example Ex24: A method according to Example Ex23, wherein the threshold value may correspond to the liquid aerosol-forming substrate being at least 95 percent depleted.

[0096] Example Ex25: A method according to any preceding example, further comprising performing a modification of the operation period to determine a modified operation period such that the modified operation periods have a greater weight in the cumulative operation period than unmodified operation periods.

[0097] Example Ex26: A method according to Example Ex25, wherein the modification comprises raising the operation period to an exponent greater than 1.

[0098] Example Ex27: A method according to Example Ex26, wherein the exponent is between 1.05 and 3.

[0099] Example Ex28: A method according to Example Ex27, wherein the exponent is between 1.05 and 2.

[0100] Example Ex29: A method according to Example Ex28, wherein the exponent is between 1.05 and 1.5.

[0101] Example Ex30: A method according to Example Ex29, wherein the exponent is about 1.2.

[0102] Example Ex31: An aerosol-generating system comprising: a liquid storage portion for storing a liquid aerosol-forming substrate; a heater for heating the aerosol-forming substrate; a power source; and a controller, the controller being configured to perform the method of any of examples Ex1 to Ex30.

[0103] Example Ex32: An aerosol-generating system according to Example Ex31, further comprising a timer for determining the operation period.

[0104] Example Ex33: An aerosol-generating system according to Example Ex31 or Ex32, wherein the cumulative operation period is stored in a non-volatile memory.

[0105] Example Ex34: An aerosol-generating system according to any of Examples Ex31 to Ex33, further comprising a user interface for providing the indication to the user.

[0106] Example Ex35: A computer program, which when run on the controller of the aerosol-generating system of Examples Ex31 to Ex34, causes the controller to perform the method of any of Examples Ex1 to Ex30.

[0107] Examples will now be further described with reference to the figures in which:

[0108] Figure 1 is a schematic cross-sectional view of an aerosol-generating system according to an example of the present disclosure.

[0109] Figure 2 is a flowchart of a method of controlling the operation of a disposable aerosol-generating system according to an example of the present disclosure.

[0110] Figure 3 is a graph of negative pressure versus time for a single user puff.

[0111] Figure 4 is a graph showing linear and non-linear cumulative operation periods.

[0112] Figure 5 is a schematic diagram of a resistance measuring circuit for use in the aerosol-generating system of Figure 1.

[0113] It will be appreciated that at least some of the figures in the present application are schematic and have been simplified for the purposes of clarity. Consequently, some features may have been omitted and the features are not necessarily drawn to scale.

[0114] Referring to Figure 1, there is shown a schematic cross-sectional view of an aerosol-generating system 1 comprising a housing 2 and a mouthpiece 4 arranged at a proximal end of the housing 2. The housing 2 contains a power source 6 in the form of a battery, control circuitry 8 and a liquid storage portion 10, which is configured to hold a liquid aerosol-forming substrate (not shown) . The control circuitry 8 comprises a controller for controlling the operation of the aerosol-generating system 1. The aerosol-generating system 1 further comprises a timer (not shown) for determining an operation period of the user puffs and a counter (not shown) for counting the number of puffs taken on the aerosol-generating system 1. The timer and counter may be separate components or form part of the control circuitry 8, for example, part of the controller.

[0115] The aerosol-generating system 1 further comprises an airflow channel 12, which extends from an air inlet 14 formed in the base of the liquid storage portion 10 to an aerosol outlet 16 formed in the mouthpiece 4. The airflow channel 12 extends through the liquid storage portion 10 such that the liquid storage portion 10 has an annular cross-section and liquid aerosol-forming substrate is stored in the space surrounding the airflow channel 12.

[0116] A heater 18 is arranged in the airflow channel 12 and extends transversely across the airflow channel 12. The heater 18 is located at a point along the length of airflow channel 12 In this example, the heater 18 is a resistive wire such as nichrome wire and is arranged in a helical coil, although it will be appreciated that other types of heater configuration can be used, for example, a mesh.

[0117] The aerosol-generating system 1 further comprises a wick 19 for conveying liquid aerosol-forming substrate from the liquid storage portion 10 to the heater 18. The wick 19 is elongate and extends through the walls the airflow channel 12 into the interior of the liquid storage portion 10 to contact the liquid aerosol-forming substrate therein on either side of the airflow channel 12. The helical coil of the heater 18 is wrapped around the wick 19 such that the wick 19 passes axially through the interior of coil of the heater 18. The wick 19 transports liquid aerosol-forming substrate to the heater 18 by means of capillary action. The liquid storage portion 10 contains a retention material (not shown) that absorbs and stores the liquid  aerosol-forming substrate and prevents it from leaking through the wick 19 and into the airflow channel 12.

[0118] The heater 18 is electrically connected to the power source 6 via control circuitry 8 by means of conductors (not shown) . The control circuitry 8 controls the supply of power to the heater 18 to resistively heat the liquid aerosol-forming substrate that is conveyed to the heater 18 and generate an aerosol. The generated aerosol is entrained in the airflow passing through the airflow channel 12 when a user takes a puff and is conveyed via the airflow channel 12 to the aerosol outlet 16 formed in mouthpiece 4 and into the mouth of a user.

[0119] The housing 2 of the aerosol-generating system 1 further comprises two housing air inlets 20 arranged on either side of the housing 2 at a location along the length of the housing corresponding to the base of the liquid storage portion 10. The housing air inlets 20 are in fluid communication with the air inlet 14 formed in the based of the liquid storage portion 10 via the interior of the housing 2.

[0120] A puff detector 22 is arranged adjacent air inlet 14 for detecting when a user is taking a puff on the aerosol-generating system 1. In this example, the puff detector 22 is a pressure sensor and detects a reduction in air pressure or pressure drop within the housing 2 when a user takes a puff on the mouthpiece 4. However, it will be appreciated that any suitable type of puff detector could be used. The puff detector 22 is shown as part of the control circuitry 8, although it will be appreciated that the puff detector 22 could be a separate component located away from the control circuitry 8 depending on the airflow configuration of a particular aerosol-generating system. The control circuitry 8 is configured to activate the heater 18 when a signal from the puff detector 22 indicates that the pressure drop exceeds a heating trigger threshold.

[0121] The aerosol-generating system 1 also comprises a user interface (not shown) in the form of an light emitting diode (LED) to indicate to a user when either the liquid aerosol-forming substrate or power source are depleted.

[0122] In use, a user draws on the mouthpiece 4 when they want to take a puff on the aerosol-generating system 1. This causes air to be drawn in through housing air inlets 20 in housing 2, as indicated by arrows A. The airflow then passes into the airflow channel 12 via air inlet 14. The puff is detected by puff detector 22, which sends a signal to the control circuitry 8 that a puff is being taken. When the signal from the puff detector 22 indicates that a pressure drop within the housing 2 has exceeded a heating trigger threshold, the control circuitry 8 activates the heater 18, which heats liquid aerosol-forming substrate that has been conveyed to the heater 18 resulting in an aerosol being generated. The aerosol is entrained in the air flowing through the airflow channel 12 and exits the aerosol outlet 16 formed in the mouthpiece 4 and enters the user’s mouth.

[0123] Figure 2 is a flowchart of a method 100 of controlling the operation of a disposable aerosol-generating system such as the aerosol-generating system 1 of Figure 1. The method  100 detects a plurality of user puffs on the aerosol-generating system. This may be done by polling the puff detector or receiving a signal from the puff detector indicating that a puff is being taken. Initially, upon detection of a puff in step 102, a counter is initially set to zero.

[0124] The method 100 monitors the first puff at step 104 to determine whether an adverse condition has occurred. In this example, the method seeks to determine whether a dry heating event has occurred.

[0125] The method determines whether a dry heating event is occurring by monitoring the electrical resistance of the heater during every puff. The electrical resistance of the heater is related to the temperature of the heater. This relationship is either generally known or can be determined. For example, the electrical resistance of the heater may be known to be proportional to the temperature of the heater, in which case there will be a substantially linear relationship between resistance and temperature. Consequently, the resistance of the heater is able to provide an indication of the heater’s temperature and allow the method to determine whether an overheating event is occurring. A dry heater, that is, a heater that is not supplied with sufficient liquid aerosol-forming substrate, will heat to higher temperature than one that is wet. In addition, a dry heater will heat more quickly than a wet heater. If the resistance of the heater increases above a threshold temperature or if the rate of change of resistance increases above a threshold rate, it may be indicative that an overheating event is occurring.

[0126] At step 104, if the answer to whether a dry heating event is occurring is ‘no’ , then the counter remains unchanged at zero and the method returns to step 102 and a user continues with the puffing experience as normal. For each puff, the method 100 determines an operation period for the puff by timing the puff using a timer. In the present example, the operation period is a heating period, that is, the time the heater is heating during a puff. To determine the heating period, the method monitors the signal from the puff detector to ascertain when a pressure drop within the aerosol-generating system exceeds a heating trigger threshold which activates the heater. The method will continue to monitor the signal from the puff detector to ascertain when the pressure drop no longer exceeds the heating trigger threshold such that the heater stops heating. The period between when the heater starts and stops heating is the heating period. The heating period provides a more accurate indication of the period during a puff in which the heater is actually activated such that aerosol is being generated. Alternatively, the operation period may be a puff period, that is, a length of time from a start of the puff to an end of the puff.

[0127] For each puff, the method also determines a cumulative operation period by summing the operation periods of all puffs up until the end of the current puff. In other words, the method takes the current cumulative operation period (Cum. Op. Periodcurrent) , that is, the cumulative operation period determined at the end of the last puff, and adds the current operation period (Current Op. Period) , that is, the operation period of the current puff in accordance with  equation (1) below. If a detected puff is the first puff on the aerosol-generating system, then the current operation period is simply added to zero.

[0128] Cum. Op. Periodcurrent = Cum. Op. Periodcurrent + Current Op. Period    Equation (1)

[0129] At step 104, if the answer to whether a dry heating event is occurring is ‘yes’ , the method moves to step 106 in which the counter is incremented by one such that the counter now equals 1 and the heater is stopped for the remainder of the puff to prevent unwanted byproducts being produced. Thus, the heater is temporarily disabled for the remainder of this puff.

[0130] Following completion of the puff during which the first dry heating event was detected, a user is able to immediately take the next puff at step 108.

[0131] The method 100 monitors the next puff at step 110 to determine whether another dry heating event has occurred. If the answer is ‘no’ , then the method returns to step 102 and the counter is reset to zero. The user then continues with the puffing experience as normal. If the answer is ‘yes’ , the method moves to step 112 in which the counter is incremented by one such that the counter now equals 2 and the heater is stopped for the remainder of the puff to prevent unwanted byproducts being produced. Thus, the heater is again temporarily disabled for the remainder of the puff.

[0132] Following completion of the puff during which the second dry heating event was detected, a user is able to immediately take the next puff at step 114.

[0133] The method 100 monitors the next puff at step 116 to determine whether another dry heating event has occurred. If the answer is ‘no’ , then the method returns to step 102 and the counter is reset to zero. The user then continues with the puffing experience as normal. If the answer is ‘yes’ , the method moves to step 118 in which the counter is incremented by one such that the counter now equals 3.

[0134] Upon detecting the occurrence of a dry heating event during three consecutive puffs at step 118, the method then performs a further check at step 120 to determine whether the cumulative operation period has exceeded a threshold value. As mentioned above, the method 100 has been using a time to determine the operation period and cumulative operation period during each puff in addition to monitoring for a dry heating event. In this example, the threshold value is 800 seconds and is related to the capacity of the liquid storage portion for storing liquid aerosol-forming substrate for the aerosol-generating system. The threshold value indicates that the cumulative operation period has reached a point where the liquid aerosol-forming substrate is nearing depletion and the disposable aerosol-generating system is nearing the end of its useful life.

[0135] At step 120, if the cumulative operation period recorded on the timer is not greater than  800 seconds, this is indicative of there still being liquid aerosol-forming substrate remaining in the liquid storage portion. In which case, the method returns to step 102 and the counter is reset to zero. The user then continues with the puffing experience as normal.

[0136] At step 120, if the cumulative operation period recorded on the timer is greater than 800 seconds, this is an indication that the liquid aerosol-forming substrate in the liquid storage portion is almost depleted. In which case, the method 100 moves to step 122 and the aerosol-generating system is permanently disabled or locked so that a user can take no further puffs and the system does not respond to user input.

[0137] By determining whether an adverse condition such as a dry heating event occurs during three consecutive puffs, the method is able to more accurately determine whether an adverse condition is actually occurring and discount false positives. Detection of an adverse condition over consecutive puffs is an indicator that there is a prevailing problem such the depletion of liquid aerosol-forming substrate. In addition, by further checking whether the cumulative operation period has exceeded a threshold value upon detection of three consecutive drying heating events, the method can determine with even greater accuracy whether or not there is a prevailing adverse condition and thereby reduce the likelihood of prematurely locking or disabling the system.

[0138] Figure 3 is a graph of negative pressure versus time for a single user puff on an aerosol-generating system such as the aerosol-generating system 1 of Figure 1. As used herein, the term “negative pressure” refers to a pressure drop, that is, a reduction in pressure within the aerosol-generating system caused by an airflow through the system. Therefore, a reference to a “pressure drop increase” is referring to a decrease in pressure in real terms.

[0139] The pressure curve in the graph of Figure 3 may correspond to the output from a pressure sensor being used as a puff detector. As can be seen in the graph of Figure 3, a user starts taking a puff at time t1, which results in a pressure drop within the aerosol-generating system. The pressure drop rapidly increases after time t1 as the airflow rate through the aerosol-generating system increases. At time t2, the pressure drop reaches a heating trigger threshold Hth, at which point the aerosol-generating system can be reasonably certain that a puff is being detected and activates the heater. Shortly after time t2, the pressure drop within the aerosol-generating system starts to stabilise as the airflow rate through the system reaches a constant velocity. When a user approaches the end of their puff, the pressure drop starts to decrease as the airflow through the system decreases. At time t3, the pressure drop decreases below the heating trigger threshold Hth and the heater is deactivated, that is, the heater stops heating. The user puff ends at time t4.

[0140] The operation period (t4–t1) between the start of the puff at time t1 and the end of the puff at time t4 represents a puff period Tp. The operation period (t3 –t2) when the pressure drop is above the heating trigger threshold Hth represents a heating period Th. The heating  period Th starts at time t2 when the pressure drop increases above the heating trigger threshold Hth and ends at time t3 when the pressure drop decreases below the heating trigger threshold Hth. The heating period Th is less than the puff period Tp and represents the time the heater is actively heating and therefore using liquid aerosol-forming substrate. Therefore, the heating period provides a more accurate indication of the period during a puff in which the heater is actually activated such that aerosol is being generated. Accordingly, a cumulative operation period based on summing heating periods provides a more accurate indication of the consumption of liquid aerosol-forming substrate and when the liquid aerosol-forming substrate is likely to be depleted.

[0141] Figure 4 is a graph showing cumulative operation periods for an aerosol-generating system such as the aerosol-generating system 1 of Figure 1 which are determined based on two different mathematical relationships. Curve A shows a cumulative operation period that is based on a linear relationship, for example, a cumulative operation period determined using equation (1) above. Curve B shows a cumulative operation period that is based on a non-linear relationship, the reasons for which are discussed in more detail below.

[0142] The aerosol-generating system of Figure 1 activates the heater once it has detected a puff and then provides a constant power to the heater 18 to heat the aerosol-forming substrate. It can therefore be approximated as a puff-on-demand constant power system. However, the quantity of depleted liquid per second is not constant over the period a user is taking a puff. At the beginning of the puff, the system needs to determine whether a puff is being taken and also warm up the heater. Once heating is under way, the system can be approximated as evaporating liquid at a constant rate. Therefore, shorter duration puffs will not evaporate as much liquid as longer duration puffs. For example, three one-second puffs will not evaporate as much liquid, that is, will not deplete the system as much, as one three-second puff. However, if the system simply records the duration of the puffs using a timer, the recorded time would be equivalent. In other words, 3000 one-second puffs would be equivalent to 1000 three-second puffs from a timer perspective but would deplete significantly less liquid. This is a problem when determining when to disable the system based on the expected depletion of liquid.

[0143] To overcome this problem, an example method of the present disclosure performs a modification of the operation period to determine a modified operation period such that the modified operation periods have a greater weight in the cumulative operation period than unmodified operation periods. The modification is a non-linear mathematical function performed on the operation period when determining the cumulative operation period. In particular, the modification raises the operation period to a power or an exponent greater than 1. Therefore, instead of performing equation (1) above, the method performs equation (2) below:

[0144] Cum. Op. Periodcurrent = Cum. Op. Periodcurrent + (Current Op. Period) a    Equation (2)

[0145] where a is greater than 1.0 (a> 1.0) .

[0146] As can be seen in equation (2) , the current operation period is raised to a power a, which is greater than one, to provide modified operation period such that there is a non-linear relationship between operation periods and cumulative operation periods. The non-linear relationship helps to give more weight to operation periods that are longer than one second. In other words, the modified operation period of a puff lasting three seconds will contribute more to the cumulative operation period than the modified operation periods of three one-second puffs. Tables 1 and 2 below illustrate the difference between the linear relationship of equation (1) and the non-linear relationship of equation (2) .

[0147] Table 1

[0148] Table 1 above shows the linear relationship of equation (1) . The three columns on the left of Table 1 show the operation period and cumulative operation period for five puffs lasting one second each. At the end of the fifth puff, the cumulative operation period totals five seconds. The three columns on the right of Table 1 show the operation period and cumulative operation period for five puffs lasting three seconds each. At the end of the fifth puff, the cumulative operation period totals fifteen seconds.

[0149] Table 2

[0150] Table 2 above shows the non-linear relationship of equation (2) in which the current operation period has been raised to a power a. In this example, a equals 1.2. Similar to Table 1, the three columns on the left of Table 1 show the operation period and cumulative operation period for five puffs lasting one second each. At the end of the fifth puff, the cumulative operation period totals five seconds, which is the same value as in Table 1. It can be clearly seen from the third column of Table 2 that the power a in equation (2) has no weighting effect on puffs that are one second long. The three columns on the right of Table 1 show the operation period and cumulative operation period for five puffs lasting three seconds each. At the end of the fifth puff, the cumulative operation period totals 18.7 seconds. It can be clearly seen from the last column of Table 2 that the power a in equation (2) has a considerable weighting effect on puffs that are longer than one second, in this case, puffs that are three seconds long. The cumulative operation period in the last column of Table 2 is significantly greater after 5 puffs than that in the last column of Table 1.

[0151] This difference between the linear relationship of equation (1) and the non-linear relationship of equation (2) is also illustrated in the graph of Figure 4. As can be seen in Figure 4, the cumulative operation period of curve B, which is based on a non-linear relationship, increases more quickly as the operation period along the x-axis increases.

[0152] Therefore, the modified operation period of equation (2) can be used to provide additional weighting to the operation periods of longer puffs to account for the fact that longer puffs consume more liquid aerosol-forming substrate and lead to depletion of the liquid aerosol-forming substrate more quickly.

[0153] Figure 5 is a schematic diagram of a resistance measuring circuit 200 for use in the aerosol-generating system 1 of Figure 1. The circuit 200 may be part of the control circuitry 8 of Figure 1. The circuit 200 can determine whether a dry heating event is occurring by monitoring the electrical resistance of the heater during every puff. As mentioned above with respect to Figure 2, the electrical resistance of the heater is related to the temperature of the heater. Consequently, the resistance of the heater is able to provide an indication of the heater’s temperature to determine whether an overheating event is occurring.

[0154] The circuit 200 includes a heater 214 comprising a resistive heating coil, which is connected to an electric power source via connection 222. The electric power supply provides a voltage V2. An additional resistor 224, with known resistance r, is inserted in series with the heater 214. There is a voltage V1 at the point in the circuit between the heater 214 and the additional resistor 224, i.e. at the ground side of the heater 214. The voltage V1 is intermediate between ground and voltage V2.

[0155] The circuit 200 further comprises a controller 218 in the form of a microcontroller that performs the dual role of controlling the supply of power to the heater 214 and measuring the resistance of the heater 214. An analog input 221 on the controller 218 is used to monitor the  voltage V2 at the electric power source side of the heater 214. An analog input 223 on the microcontroller is used to monitor the voltage V1 at the ground side of the heater 214.

[0156] The heater resistance to be measured at a particular temperature is Rheater. In order for controller 218 to measure the resistance Rheater of the heater 214, the current through the heater 214 and the voltage across the heater 214 are both determined. Then, Ohm’s law can be used to determine the resistance:

[0157] V=IR    Equation (3)

[0158] In the circuit 200 of Figure 5, the voltage across the heater is V2-V1 and the current through the heater is I. Thus:

[0159] The additional resistor 224, whose resistance r is known, is used to determine the current I, again using equation (3) above. The current through the resistor 224 is also I and the voltage across the resistor 224 is V1. Thus:

[0160] So, combining (2) and (3) gives:

[0161] Thus, the controller 218 can measure V2 and V1, as the aerosol generating system is being used and, knowing the value of r, can determine the heater’s resistance Rheater at a particular temperature.

[0162] The heater resistance Rheater can be correlated to temperature. A linear approximation can be used to determine the temperature T corresponding to the measured resistance Rheater according to the following formula:

[0163] where A is the thermal resistivity coefficient of the heater material and R0 is the resistance of the heater at ambient temperature T0.

[0164] An advantage of the circuit 200 is that no temperature sensor is required. Such sensors can be bulky and expensive. Also the resistance value can be used directly by the microcontroller instead of temperature. Accordingly, the actual temperature of the heater 214 does not need to be calculated during the control process, which improves computational efficiency. However, it will be appreciated that a temperature sensor could be used to determine temperature, if desired.

[0165] For the purpose of the present description and of the appended claims, except where otherwise indicated, all numbers expressing amounts, quantities, percentages, and so forth, are to be understood as being modified in all instances by the term "about" . Also, all ranges include the maximum and minimum points disclosed and include any intermediate ranges therein, which may or may not be specifically enumerated herein. In this context, therefore, a number A is understood as A ± 5 percent (5%) of A. Within this context, a number A may be considered to include numerical values that are within general standard error for the measurement of the property that the number A modifies. The number A, in some instances as used in the appended claims, may deviate by the percentages enumerated above provided that the amount by which A deviates does not materially affect the basic and novel characteristic (s) of the claimed invention. Also, all ranges include the maximum and minimum points disclosed and include any intermediate ranges therein, which may or may not be specifically enumerated herein.

Claims

1.A method of controlling the operation of a disposable aerosol-generating system comprising a heater for heating an aerosol-forming substrate, the method comprising:detecting a plurality of user puffs on the aerosol-generating system;for each puff, determining an operation period for the puff and a cumulative operation period by summing the operation periods of all puffs up until the end of the current puff;monitoring each puff to determine whether an adverse condition has occurred;detecting whether the adverse condition has occurred during a predetermined number of consecutive puffs;if the adverse condition has occurred during a predetermined number of consecutive puffs, determining whether the cumulative operation period exceeds a threshold value and, if the threshold value is exceeded, preventing a supply of power to the heater or providing an indication to a user.2.A method according to claim 1, wherein the adverse condition comprises one or more of the following:- a dry heating event;- production of an unwanted byproduct;- detection of the depletion of the aerosol-forming substrate; and- detection of a depleted power source.3.A method according to claim 1 or 2, wherein the predetermined number of consecutive puffs is at least 2, and is preferably between 2 and 5.4.A method according to any of claims 1 to 3, wherein the operation period is a puff period, the puff period being a length of time from a start of the puff to an end of the puff.5.A method according to any of claims 1 to 3, wherein the operation period is a heating period, the heating period being the time the heater is heating during a puff.6.A method according to claim 5, wherein the heating period starts when a pressure drop within the aerosol-generating system exceeds a heating trigger threshold and ends when the pressure drop no longer exceeds the heating trigger threshold.7.A method according to any preceding claim, wherein the threshold value is related to one or more of the following:- the capacity of a liquid storage portion for storing liquid aerosol-forming substrate for the aerosol-generating system;- the energy capacity of the power source; and- the number of puffs that have been taken on the aerosol-generating system.8.A method according to any preceding claim, wherein the threshold value is a time value in the range of 500 to 1, 100 seconds.9.A method according to any preceding claim, further comprising performing a modification of the operation period to determine a modified operation period such that the modified operation periods have a greater weight in the cumulative operation period than unmodified operation periods.10.A method according to claim 8, wherein the modification comprises raising the operation period to an exponent greater than 1.11.A method according to claim 9, wherein the exponent is between 1.05 and 3.12.An aerosol-generating system comprising:a liquid storage portion for storing a liquid aerosol-forming substrate;a heater for heating the aerosol-forming substrate;a power source; anda controller, the controller being configured to perform the method of any of claims 1 to 11.13.An aerosol-generating system according to claim 12, further comprising a timer for determining the operation period.14.An aerosol-generating system according to claim 12 or 13, wherein the cumulative operation period is stored in a non-volatile memory.15.An aerosol-generating system according to any of claims 11 to 14, further comprising a user interface for providing the indication to the user.16.A computer program, which when run on the controller of the aerosol-generating system of claims 12 to 15, causes the controller to perform the method of any of claims 1 to 11.

Images