KR20220095899A - 쿡탑 - Google Patents

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KR20220095899A
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옥승복
오두용
성호재
박병욱
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 개시는 쿡탑에 관한 것으로, 조리 용기가 놓이는 상판 글래스, 상판 글래스의 온도와 조리 온도간의 관계를 나타내는 복수의 회귀모형을 저장하는 메모리, 가열 모드로 동작하면 상판 글래스의 온도를 센싱하는 온도 센서, 및 온도 센서의 센싱값에 기초하여 복수의 회귀모형 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 회귀모형에 기초하여 조리 온도를 산출하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

쿡탑{A cooktop}
본 개시는 쿡탑에 관한 것이다.
가정이나 식당에서 음식을 가열하기 위한 다양한 방식의 조리 기구들이 사용되고 있다. 종래에는 가스를 연료로 하는 가스 레인지가 널리 보급되어 사용되어 왔으나, 최근에는 가스를 이용하지 않고 전기를 이용하여 조리 용기를 가열하는 장치들의 보급이 이루어지고 있다.
전기를 이용하여 피가열 물체를 가열하는 방식은 크게 저항 가열 방식과 유도 가열 방식으로 나누어진다. 저항 가열 방식은 금속 저항선 또는 탄화규소와 같은 비금속 발열체에 전류를 흘릴 때 생기는 열을 방사 또는 전도를 통해 조리 용기에 전달함으로써 가열하는 방식이다. 그리고 유도 가열 방식은 소정 크기의 고주파 전력을 코일에 인가할 때 코일 주변에 발생하는 자계를 이용하여 금속 성분으로 이루어진 조리 용기에 와전류(eddy current)를 발생시켜 조리 용기 자체가 가열되도록 하는 방식이다.
본 개시에서 쿡탑이란 저항 가열 방식의 조리 기구, 유도 가열 방식의 조리 기구, 저항 가열 방식과 유도 가열 방식이 혼재된 조리 기구를 모두 포함할 수 있다.
이러한 쿡탑은 조리 온도를 예측하여 사용자 편의 기능을 다양하게 제공할 수 있다. 여기서, 조리 온도는 쿡탑에 의해 가열되고 있는 조리 용기 내 음식물의 온도를 의미할 수 있다. 이를 위해, 종래 쿡탑은 조리 용기가 놓이는 상판 글래스의 온도를 온도 센서로 감지함으로써 조리 온도를 간접적으로 측정하였다. 그러나, 상술한 바와 같이 조리 온도가 간접 측정되기 때문에 용기의 재질이나 두께 등에 따라 조리 온도의 측정 오류가 빈번하게 발생하는 문제가 있다.
본 개시는 조리 온도를 보다 정확하게 예측하는 쿡탑을 제공하고자 한다.
본 개시는 조리 용기의 재질 또는 두께와 음식물의 양 등을 고려하여 조리 온도를 예측하는 쿡탑을 제공하고자 한다.
본 개시는 목표 온도로의 도달 알림, 목표 온도에 도달하기까지 잔여 시간을 사용자에게 안내하는 쿡탑을 제공하고자 한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 쿡탑은 미리 구축된 복수의 회귀모형을 이용하여 조리 온도를 산출하고자 한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 쿡탑은 조리 용기의 재질, 조리 용기 내 음식물의 양, 상판 글래스의 온도와 같은 다양한 조건에서 획득된 빅데이터(big data) 분석으로 도출된 회귀 모형을 이용하여 조리 온도를 산출하고자 한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 쿡탑은 회귀모형을 통해 현재 조리 온도에 따른 목표 온도에 도달하기까지 잔여 시간을 사용자에게 안내하는 쿡탑을 제공하고자 한다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 쿡탑은 미리 구축된 회귀모형을 통해 현재 조리 중인 조리 용기의 열 전달 패턴을 예측할 수 있어, 조리 온도 및 잔여 시간 등의 예측 정확도가 향상되는 이점이 있다.
또한, 쿡탑은 조리 용기의 재질 또는 두께, 조리 용기 내 물의 양에 기초하여 구축된 회귀모형을 이용하기 때문에 다양한 조리 상황에 맞춰 적응적으로 조리 온도의 예측 모델을 변경할 수 있어, 조리 온도 및 잔여 시간 등의 예측 정확도가 향상되는 이점이 있다.
도 1은 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑과 조리 용기가 도시된 사시도이다.
도 2는 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑과 조리 용기의 단면도이다.
도 3은 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑의 회로도가 도시된 도면이다.
도 4는 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑의 출력 특성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 쿡탑의 제어 블록도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 쿡탑의 동작 방법이 도시된 순서도이다.
도 7은 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑이 기울기들의 평균 및 분산을 통해 회귀모형을 선택하는 모습이 도시된 예시 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 쿡탑의 디스플레이가 도시된 예시 도면이다.
이하, 본 개시와 관련된 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이하, 설명의 편의를 위해 쿡탑은 유도 가열 방식으로 조리 용기를 가열하는 조리 기기인 것으로 가정하였다. 그러나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 쿡탑은 저항 가열 방식의 조리 기구 등을 포함할 수 있다.
도 1은 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑과 조리 용기가 도시된 사시도이고, 도 2는 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑과 조리 용기의 단면도이다.
조리 용기(1)는 쿡탑(10) 상부에 위치할 수 있고, 쿡탑(10)은 상부에 위치하고 있는 조리 용기(1)를 가열시킬 수 있다.
먼저, 쿡탑(10)이 조리 용기(1)를 가열시키는 방법을 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 쿡탑(10)은 적어도 일부가 조리 용기(1)를 통과하도록 자기장(20)을 발생시킬 수 있다. 이 때, 조리 용기(1)의 재질에 전기 저항 성분이 포함되어 있다면, 자기장(20)은 조리 용기(1)에 와류 전류(30)를 유도할 수 있다. 이러한 와류 전류(30)는 조리 용기(1) 자체를 발열시키고, 이러한 열은 전도 또는 방사되어 조리 용기(1)의 내부까지 전달되므로, 조리 용기(1)의 내용물이 조리될 수 있다.
한편, 조리 용기(1)의 재질에 전기 저항 성분이 포함되지 않은 경우에는 와류 전류(30)가 발생하지 않는다. 따라서, 이러한 경우 쿡탑(10)은 조리 용기(1)를 가열시킬 수 없다.
따라서, 이러한 쿡탑(10)에 의해 가열될 수 있는 조리 용기(1)는 스테인리스 계열 혹은 법랑이나 주철 용기 같은 금속 재질 용기일 수 있다.
다음으로, 쿡탑(10)이 자기장(20)을 발생시키는 방법을 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 쿡탑(10)은 상판 글래스(11), 워킹 코일(12), 페라이트(13) 및 온도 센서(15) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상판 글래스(11)는 조리 용기(1)를 지지할 수 있다. 즉, 조리 용기(1)는 상판 글래스(11)의 상면에 놓일 수 있다.
그리고, 상판 글래스(11)는 여러 광물질을 합성한 세라믹 재질의 강화 유리로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상판 글래스(11)는 쿡탑(10)을 외부 충격 등으로부터 보호할 수 있다.
또한, 상판 글래스(11)는 쿡탑(10) 내부로 먼지 등의 이물질이 인입되는 문제를 방지할 수 있다.
워킹 코일(12)은 상판 글래스(11)의 아래에 위치할 수 있다. 이러한 워킹 코일(12)은 자기장(20)을 발생시키도록 전류가 공급되거나 공급되지 않을 수 있다. 구체적으로, 쿡탑(10) 내부 스위칭 소자의 온/오프에 따라 워킹 코일(12)에 전류가 흐르거나 흐르지 않을 수 있다.
워킹 코일(12)에 전류가 흐르면 자기장(20)이 발생하고, 이러한 자기장(20)은 조리 용기(1)에 포함된 전기 저항 성분을 만나 와류 전류(30)를 발생시킬 수 있다. 와류 전류는 조리 용기(1)를 가열시키고, 이에 따라 조리 용기(1)의 내용물이 조리될 수 있다.
또한, 워킹 코일(12)에 흐르는 전류의 양에 따라 쿡탑(10)의 화력이 조절될 수 있다. 구체적인 예로, 워킹 코일(12)을 흐르는 전류가 많을수록 자기장(20)이 많이 발생하게 되고, 이에 따라 조리 용기(1)를 통과하는 자기장이 증가하므로 쿡탑(10)의 화력이 높아질 수 있다.
페라이트(13)는 쿡탑(10)의 내부 회로를 보호하기 위한 구성 요소이다. 구체적으로, 페라이트(13)는 워킹 코일(12)에서 발생한 자기장(20) 또는 외부에서 발생한 전자기장이 쿡탑(10)의 내부 회로에 미치는 영향을 차단하는 차폐 역할을 한다.
이를 위해, 페라이트(13)는 투자율(permeability)이 매우 높은 물질로 형성될 수 있다. 페라이트(13)는 쿡탑(10)의 내부로 유입되는 자기장이 방사되지 않고, 페라이트(13)를 통해 흐르도록 유도하는 역할을 한다. 페라이트(13)에 의해 워킹 코일(12)에서 발생한 자기장(20)이 이동하는 모습은 도 2에 도시된 바와 같을 수 있다.
한편, 온도 센서(15)는 상판 글래스(11)의 하면에 배치될 수 있다. 온도 센서(15)는 상판 글래스(11)의 온도를 센싱할 수 있다.
한편, 쿡탑(10)은 상술한 상판 글래스(11), 워킹 코일(12), 페라이트(13) 및 온도 센서(15) 외에 다른 구성을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 쿡탑(10)은 상판 글래스(11)와 워킹 코일(12) 사이에 위치하는 단열재(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 즉, 본 개시에 따른 쿡탑은 도 2에 도시된 쿡탑(10)으로 제한되지 않는다.
도 3은 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑의 회로도가 도시된 도면이다.
도 3에 도시된 쿡탑(10)의 회로도는 설명의 편의를 예시적으로 든 것에 불과하므로, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
도 3을 참조하면, 유도 가열 방식의 쿡탑은 전원부(110), 정류부(120), DC 링크 커패시터(130), 인버터(140), 워킹 코일(150), 공진 커패시터(160) 및 SMPS(170) 중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
전원부(110)는 외부 전원을 입력받을 수 있다. 전원부(110)가 외부로부터 입력받는 전원은 AC(Alternation Current) 전원일 수 있다.
전원부(110)은 정류부(120)로 교류 전압을 공급할 수 있다.
정류부(120, Rectifier)는 교류를 직류로 변환하기 위한 전기적 장치이다. 정류부(120)는 전원부(110)을 통해 공급되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환한다. 정류부(120)는 변환된 전압을 DC 양단(121)으로 공급할 수 있다.
정류부(120)의 출력단은 DC 양단(121)으로 연결될 수 있다. 정류부(120)를 통해 출력되는 DC 양단(121)을 DC 링크라고 할 수 있다. DC 양단(121)에서 측정되는 전압을 DC 링크 전압이라고 한다.
DC 링크 커패시터(130)는 전원부(110)과 인버터(140) 사이의 버퍼 역할을 수행한다. 구체적으로, DC 링크 커패시터(130)는 정류부(120)를 통해 변환된 DC 링크 전압을 유지시켜 인버터(140)까지 공급하기 위한 용도로 사용된다.
인버터(140)는 워킹 코일(150)에 고주파의 전류가 흐르도록 워킹 코일(150)에 인가되는 전압을 스위칭하는 역할을 한다. 인버터(140)는 통상 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)로 이루어진 스위칭 소자를 구동시킴으로써 워킹 코일(150)에 고주파의 전류가 흐르게 하고, 이에 따라 워킹 코일(150)에 고주파 자계가 형성된다.
워킹 코일(150)은 스위칭 소자의 구동 여부에 따라 전류가 흐르거나 전류가 흐르지 않을 수 있다. 워킹 코일(150)에 전류가 흐르면 자기장이 발생한다. 워킹 코일(150)은 전류가 흐름에 따라 자기장을 발생시켜 조리기기를 가열시킬 수 있다.
워킹 코일(150)의 일측은 인버터(140)의 스위칭 소자의 접속점에 연결되어 있고, 다른 일측은 공진 커패시터(160)에 연결된다.
스위칭 소자의 구동은 구동부(미도시)에 의해서 이루어지며, 구동부에서 출력되는 스위칭 시간에 제어되어 스위칭 소자가 서로 교호로 동작하면서 워킹 코일(150)로 고주파의 전압을 인가한다. 그리고, 구동부(미도시)로터 인가되는 스위칭 소자의 온/오프 시간은 점차 보상되는 형태로 제어되기 때문에 워킹 코일(150)에 공급되는 전압은 저전압에서 고전압으로 변한다.
공진 커패시터(160)는 완충기 역할을 하기 위한 구성요소일 수 있다. 공진 커패시터(160)는 스위칭 소자의 턴오프 동안 포화 전압 상승 비율을 조절하여, 턴오프 시간 동안 에너지 손실에 영향을 준다.
SMPS(170, Switching Mode Power Supply)는 스위칭 동작에 따라 전력을 효율적으로 변환시키는 전원공급장치를 의미한다. SMPS(170)는 직류 입력 전압을 구형파 형태의 전압으로 변환한 후, 필터를 통하여 제어된 직류 출력 전압을 획득한다. SMPS(170)는 스위칭 프로세서를 이용하여, 전력의 흐름을 제어함으로써 불필요한 손실을 최소화할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같은 회로도로 구성되는 쿡탑(10)의 경우, 공진 주파수(resonance frequency)는 워킹 코일(150)의 인덕턴스 값과 공진 커패시터(160)의 커패시턴스 값에 의해 결정된다. 그리고, 결정된 공진 주파수를 중심으로 공진 곡선이 형성되며, 공진 곡선은 주파수 대역에 따라 쿡탑(10)의 출력 파워를 나타낼 수 있다.
다음으로, 도 4는 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑의 출력 특성을 나타내는 도면이다.
먼저, Q 팩터(quality factor)는 공진 회로에서 공진의 예리함을 나타내는 값일 수 있다. 따라서, 쿡탑(10)의 경우, 쿡탑(10)에 포함된 워킹 코일(150)의 인덕턴스 값과 공진 커패시터(160)의 커패시턴스 값에 의해 Q 팩터가 결정된다. Q 팩터에 따라 공진 곡선은 상이하다. 따라서, 워킹 코일(150)의 인덕턴스 값과 공진 커패시터(160)의 커패시턴스 값에 따라 쿡탑(10)은 상이한 출력 특성을 갖는다.
도 4에는 Q 팩터에 따른 공진 곡선의 일 예가 도시되어 있다. 일반적으로, Q 팩터가 클수록 곡선의 모양이 샤프(sharp)하고, Q 팩터가 작을수록 곡선의 모양이 브로드(broad)하다.
공진 곡선의 가로축은 주파수(frequency)를 나타내고, 세로축은 출력되는 전력(power)을 나타낼 수 있다. 공진 곡선에서 최대 전력을 출력하는 주파수를 공진 주파수(f0)라고 한다.
일반적으로, 쿡탑(10)은 공진 곡선의 공진 주파수(f0)를 기준으로 오른쪽 영역의 주파수를 이용한다. 그리고, 쿡탑(1)은 동작 가능한 최소 동작 주파수와 최대 동작 주파수가 미리 설정되어 있을 수 있다.
일 예로, 쿡탑(10)은 최대 동작 주파수(fmax)부터 최소 동작 주파수(fmin)의 범위에 해당하는 주파수로 동작할 수 있다. 즉, 쿡탑(10)의 동작 주파수 범위는 최대 동작 주파수(fmax)부터 최소 동작 주파수(fmin)까지일 수 있다.
일 예로, 최대 동작 주파수(fmax)는 IGBT 최대 스위칭 주파수일 수 있다. IGBT 최대 스위칭 주파수란 IGBT 스위칭 소자의 내압 및 용량 등을 고려하여, 구동 가능한 최대 주파수를 의미할 수 있다. 예를 들어, 최대 동작 주파수(fmax)는 75kHz일 수 있다.
최소 동작 주파수(fmin)는 약 20kHz일 수 있다. 이 경우, 쿡탑(10)이 가청 주파수(약 16Hz~ 20kHz)로 동작하지 않으므로, 쿡탑(10)의 소음을 줄일 수 있는 효과가 있다.
한편, 상술한 최대 동작 주파수(fmax) 및 최소 동작 주파수(fmin)의 설정 값은 예시적인 것에 불과하므로, 이에 제한되지 않는다.
이러한 쿡탑(10)은 가열 명령을 수신하면 가열 명령에서 설정된 화력 단계에 따라 동작 주파수를 결정할 수 있다. 구체적으로, 쿡탑(10)은 설정된 화력 단계가 높을수록 동작 주파수를 낮추고, 설정된 화력 단계가 낮을수록 동작 주파수를 높임으로써 출력 파워를 조절할 수 있다. 즉, 쿡탑(10)은 가열 명령을 수신하면 설정된 화력에 따라 동작 주파수 범위 중 어느 하나로 동작하는 가열 모드를 실시할 수 있다.
한편, 쿡탑(10)은 가열 모드로 동작하는 동안 조리 온도를 예측할 수 있다. 여기서, 조리 온도는 쿡탑에 의해 가열되고 있는 조리 용기 내 음식물의 온도를 의미할 수 있다.
쿡탑(10)은 온도 센서(15)로 센싱한 상판 글래스(11)의 온도를 조리 온도로 인식할 수 있으나, 이 경우 조리 온도는 상판 글래스(11)의 온도를 통해 간접적으로 예측되는 것이기 때문에 정확도가 저하되는 한계가 있다.
따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따른 쿡탑(10)은 상판 글래스(11)의 온도를 미리 구축된 조리 온도 예측 데이터에 적용함으로써, 보다 정확하게 조리 온도를 예측할 수 있다.
이하, 본 개시의 일 실시 예에 따른 쿡탑(10)이 미리 구축된 조리 온도 예측 데이터를 이용하여 조리 온도를 예측하는 방법을 상세히 설명한다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 쿡탑의 제어 블록도이다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 쿡탑(10)은 프로세서(180), 메모리(182), 온도 센서(15), 입력부(186) 및 디스플레이(188) 중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
프로세서(180)는 쿡탑(10)의 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(180)는 메모리(182), 온도 센서(15), 입력부(186) 및 디스플레이(188) 각각을 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(180)는 도 3에 도시된 구성요소들을 제어할 수도 있다. 즉, 프로세서(180)는 전원부(110), 정류부(120), DC 링크 커패시터(130), 인버터(140), 워킹 코일(150), 공진 커패시터(160) 및 SMPS(170) 각각을 제어할 수 있다.
그리고, 프로세서(180)는 온도 센서(15)의 센싱값에 기초하여 복수의 회귀모형 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 회귀모형에 기초하여 조리 온도를 산출할 수 있다. 이에 대해서는 도 6 등에서 상세히 설명한다.
메모리(182)는 조리 온도 예측 데이터를 저장하고 있을 수 있다. 조리 온도 예측 데이터는 쿡탑(10)의 제조 전 혹은 제조 당시 실험을 통해 측정 및 분석된 데이터일 수 있다. 일 예로, 조리 온도 예측 데이터는 상판 글래스(11)의 온도와 조리 온도간의 관계를 나타내는 복수의 회귀모형을 포함할 수 있다.
즉, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 메모리(182)는 상판 글래스(11)의 온도와 조리 온도간의 관계를 나타내는 복수의 회귀모형을 저장하고 있을 수 있다. 여기서, 상판 글래스(11)의 온도는 온도 센서(15)를 통해 센싱된 온도일 수 있다.
복수의 회귀모형은 조리 용기(1)의 종류, 조리 용기(1) 내 물의 양 및 상판 글래스(11)의 초기 온도 등과 같은 인자 각각을 변경하면서 측정된 조리 온도 값들에 의해 도출될 수 있다. 복수의 회귀모형 각각은 함수 형태로 도출될 수 있다. 여기서, 상판 글래스(11)의 초기 온도는 상판 글래스(11)의 잔열을 나타낼 수 있다.
구체적으로, 상판 글래스(11)의 초기 온도가 약 25도에서 80도 범위 내에서 다양하게 셋팅되고, 물이 약 500cc에서 1500cc 범위 내에서 다양하게 담기며, 재질, 형상 및 사이즈 등에 의해 구별되는 다양한 조리 용기(1) 각각을 가열하면서, 온도 센서(15)에 의해 센싱된 상판 글래스(11)의 온도와 온도계(미도시) 등을 통해 측정된 실제 조리 온도가 획득될 수 있다. 이와 같이 획득된 상판 글래스(11)의 온도와 실제 조리 온도는 군집화(clustering) 분석을 통해 적어도 하나의 판별식이 결정될 수 있고, 이렇게 결정된 판별식은 회귀(regression) 분석을 통해 회귀모형으로 도출될 수 있다. 예를 들어, 회귀모형은 아래 수학식 1과 같은 형태이나, 계수 w1 혹은 상수 b1이 각각 상이할 수 있다.
[수학식 1]
YWT=W1 * XTH + b1
위 수학식 1에서 YWT는 조리 온도를 나타내고, XTH는 온도 센서(15)의 센싱값을 의미할 수 있다.
즉, 쿡탑(10)의 메모리(182)에는 상술한 바와 같은 실험을 통해 획득된 복수의 회귀모형이 저장되어 있을 수 있다. 한편, 이러한 복수의 회귀모형은 피드백 입력 등을 수신함에 따라 업데이트될 수 있다.
온도 센서(15)는 상판 글래스(11)의 온도를 센싱할 수 있다.
입력부(186)는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 입력부(186)는 가열 명령, 화력 단계 설정 명령 등을 수신할 수 있다. 또한, 입력부(186)는 목표 온도 설정 명령을 수신할 수 있고, 여기서 목표 온도는 사용자가 음식물이 가열에 의해 도달하기를 희망하는 온도일 수 있다. 한편, 실시 예에 따라, 목표 온도는 디폴트로 설정되어 있을 수도 있다.
디스플레이(188)는 쿡탑(10)의 동작 상태와 관련된 다양한 정보를 표시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(188)는 현재 조리 온도, 설정된 목표 온도, 음식물이 설정된 목표 온도에 도달하기까지 남은 잔여 시간 등을 표시할 수도 있다.
다음으로, 도 6을 참조하여, 본 개시의 일 실시 예에 따른 쿡탑의 동작 방법을 설명한다. 도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 쿡탑의 동작 방법이 도시된 순서도이다.
프로세서(180)는 목표 온도를 설정할 수 있다(S10).
프로세서(180)는 입력부(186)를 통해 사용자로부터 수신한 목표 온도값에 따라 목표 온도를 설정하거나, 디폴트로 설정된 목표 온도값에 따라 목표 온도를 설정하거나, 화력 단계에 따라 설정할 수 있다.
디폴트로 설정된 목표 온도값은 약 90도 내지 95도일 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하므로 이에 제한되지 않음이 타당하다. 그리고, 화력 단계에 따라 목표 온도값이 각각 다르게 미리 설정되어 있을 수도 있다.
프로세서(180)는 가열 모드를 개시할 수 있다(S20).
프로세서(180)는 조리 용기(1)가 가열되도록 가열 모드를 개시할 수 있다. 프로세서(180)는 가열 모드에서 조리 용기(1)가 가열되도록 인버터(140) 등을 제어할 수 있다.
프로세서(180)는 가열 모드를 개시한 후, 기설정된 간격으로 상판 글래스(11)의 온도를 복수회 센싱할 수 있다(S30).
온도 센서(15)는 가열 모드로 동작하면 상판 글래스(11)의 온도를 센싱할 수 있다.
한편, 실시 예에 따라, 가열 모드를 개시한 후 가열 모드로의 동작 시간이 기 설정된 준비 시간을 경과하였는지 판단하는 단계가 추가될 수도 있다. 즉, 프로세서(180)는 가열 모드를 개시한 후 준비 시간이 경과하면 상판 글래스(11)의 온도를 센싱할 수도 있다.
구체적으로, 프로세서(180)는 가열 모드를 개시하면 타이머(미도시)를 구동시켜 준비 시간(예를 들어, 약 5초)이 경과할 때까지 시간을 카운트하여 가열 모드로의 동작 시간이 준비 시간을 경과하였는지 판단할 수 있다. 이를 통해, 쿡탑(10)은 상판 글래스(11)의 잔열, 조리 용기(1)의 잔열 등으로 인해 회귀모형이 적절하게 선택되지 않는 오류를 최소화할 수 있다. 즉, 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑(10)은 가열 모드로의 동작 시간이 준비 시간을 경과한 후 센싱값을 이용함으로써, 상판 글래스(11)의 잔열 혹은 조리 용기(1)의 잔열이 회귀모형 선택에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
그러나, 실시 예에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 프로세서(180)는 가열 모드를 개시한 즉시 기설정된 간격으로 상판 글래스(11)의 온도를 복수회 센싱할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(180)는 가열 모드를 개시하면 기설정된 측정 시간동안 기설정된 간격으로 상판 글래스(11)의 온도를 복수회 센싱하도록 온도 센서(15)를 제어할 수 있다. 이 때 측정 시간은 약 60초 내지 120초일 수 있고, 기 설정된 간격은 약 10초일 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하므로, 이에 제한되지 않는다. 이하, 설명의 편의를 위해, 프로세서(180)는 가열 모드로의 동작 시간이 10초, 20초, 30초, 40초, 50초 및 60초일 때 각각 온도 센서(15)를 제어하여, 총 6회 상판 글래스(11)의 온도를 센싱하는 것으로 가정한다.
프로세서(180)는 상판 글래스(11)의 온도를 복수회 센싱하면, 복수회 센싱된 센싱값들의 기울기들을 산출할 수 있다(S40).
예를 들어, 프로세서(180)는 가열 모드로의 동작 시간이 10초일 때 센싱값과 가열 모드로의 동작 시간이 20초일 때 센싱값 사이의 기울기, 가열 모드로의 동작 시간이 20초일 때 센싱값과 가열 모드로의 동작 시간이 30초일 때 센싱값 사이의 기울기, ..., 가열 모드로의 동작 시간이 50초일 때 센싱값과 가열 모드로의 동작 시간이 60초일 때 센싱값 사이의 기울기를 산출할 수 있다.
프로세서(180)는 복수회 센싱된 센싱값들의 기울기들을 산출하면, 산출된 기울기들을 이용하여 복수의 회귀모형 중 어느 하나를 선택할 수 있다(S50).
일 실시 예에 따르면, 프로세서(180)는 기울기들의 평균 및 분산 중 적어도 하나에 기초하여 복수의 회귀모형 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(180)는 산출된 기울기들의 평균과 분산을 산출할 수 있다. 프로세서(180)는 산출된 기울기들의 평균과 분산을 통해 조리 온도 예측 함수를 산출할 수 있다. 프로세서(180)는 산출된 조리온도 예측 함수에 기초하여 메모리(182)에 저장된 복수의 회귀모형 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 즉, 프로세서(180)는 메모리(182)에 저장된 복수의 회귀모형 중에서 조리온도 예측 함수와 가장 유사한 하나를 선택할 수 있다.
이 때, 프로세서(180)는 분산이 기설정된 기준값 보다 작으면 복수의 회귀모형 중 선형 회귀모형에서 어느 하나를 선택하고, 분산이 기설정된 기준값 보다 크면 복수의 회귀모형 중 비선형 회귀모형에서 어느 하나를 선택할 수 있다. 이는, 상판 글래스(11)에 잔열이 많거나, 조리 용기(1)의 두께가 매우 얇은 경우 등에는 조리 온도가 비선형적으로 변경될 가능성이 높기 때문에, 이러한 경우를 분산으로 예측하여 비선형 회귀모형이 선택되도록 제어함으로써, 오차 발생 가능성을 최소화할 수 있다. 즉, 프로세서(180)는 분산이 기설정된 기준값 보다 작으면 선형 회귀모형을 이용하여 조리 온도를 산출하고, 분산이 기준값 보다 크면 비선형 회귀모형을 이용하여 조리 온도를 산출할 수 있다. 여기서, 기준값은 쿡탑(1)의 스펙, 복수의 회귀모형 분포 등에 따라 다르게 설정될 수 있다. 비선형 회귀모형은 각 구간별로 서로 다른 함수(상술한 수학식 1에서 계수 및 상수를 달리하는 함수)들의 조합으로 표현될 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하다.
도 7은 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑이 기울기들의 평균 및 분산을 통해 회귀모형을 선택하는 모습이 도시된 예시 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 프로세서(180)은 기울기들의 평균(THgrad,avg)과 기울기들의 분산(THgrad,var)을 판별식에 대입함에 따라, 비선형 회귀모형 혹은 선형 회귀모형으로 표현되는 어느 하나의 회귀모형을 선택할 수 있다. 이 때, 판별식은 기울기들의 평균과 분산을 이용하여 조리 온도 예측 함수를 산출한 후 메모리(182)에 저장된 복수의 회귀모형과 비교하는 식일 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하다. 즉, 판별식은 상술한 방법 외에 기울기들의 평균과 분산을 이용하여 메모리(182)에 저장된 복수의 회귀모형 중 어느 하나가 선택되도록 산출된 임의의 식일 수 있다.
한편, 실시 예에 따라, 프로세서(180)는 기울기들의 분산이 기설정된 임계값 이상일 때 조리 온도 산출 불가 상태로 판단할 수 있다. 이는, 분산이 지나치게 높다는 것은 비선형 회귀모형 중 어느 하나가 선택되더라도 조리 온도가 선택된 회귀모형을 벗어날 가능성이 높은 것으로 예측되는 바, 오차로 인한 사용자 불편 문제를 최소화하기 위함이다.
한편, 프로세서(180)는 상술한 방법 외에 다른 방법으로 조리 온도의 산출 불가 상태를 판단할 수도 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(180)는 단계 S20에서 가열 모드를 개시한 후 조리 용기(1)의 초기 온도를 감지하도록 온도 센서(15)를 제어할 수 있다. 조리 용기(1)의 초기 온도는 조리 용기(1)의 잔열을 암시할 수 있기 때문이다. 따라서, 프로세서(180)는 감지된 조리 용기(1)의 초기 온도가 기설정된 기준 온도 보다 높으면 조리 온도의 산출 불가 상태로 판단하고, 조리 온도 산출 불가 알림을 출력하도록 디스플레이(188)를 제어할 수 있다. 이를 통해, 조리 용기(1)의 잔열로 인한 오류 발생 가능성을 최소화할 수 있다.
다시, 도 6을 설명한다.
프로세서(180)는 회귀모형을 선택하면, 선택된 회귀모형을 이용하여 조리 온도 또는 잔여 시간 중 적어도 하나를 산출할 수 있다(S60).
먼저, 프로세서(180)는 선택된 회귀모형을 이용하여 조리 온도를 산출할 수 있고, 실시 예에 따라 프로세서(180)는 잔여 시간을 더 산출할 수 있다. 잔여 시간은 조리 온도가 목표 온도에 도달하기까지 남은 시간을 의미할 수 있다.
프로세서(180)는 조리 온도 또는 잔여 시간을 산출하면, 조리 온도 또는 잔여 시간과 관련된 정보를 표시할 수 있다(S70).
먼저, 프로세서(180)는 산출된 조리 온도를 표시하도록 디스플레이(188)를 제어할 수 있다.
실시 예에 따라, 프로세서(180)는 선택된 회귀모형에 기초하여 주기적으로 조리 온도를 산출하고, 산출된 조리 온도를 표시하도록 디스플레이(188)를 제어할 수 있다. 이 경우, 쿡탑(10)은 현재 조리 온도를 실시간으로 사용자에게 안내할 수 있는 이점이 있다.
또한, 프로세서(180)는 조리 온도에 기초하여 목표 온도에 도달하기까지 잔여 시간을 산출할 수 있다. 즉, 프로세서(180)는 선택된 회귀모형에 따르면 현재 조리 온도에서 목표 온도까지 도달하는데 소요되는 잔여 시간을 산출하고, 산출된 잔여 시간을 표시하도록 디스플레이(188)를 제어할 수 있다.
한편, 프로세서(180)는 조리 온도 산출 불가 상태로 판단한 경우에는, 조리 온도 산출 불가 알림을 출력하도록 디스플레이(188)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(180)는 조리 온도를 산출 가능한 경우 일 지점에 제1 색(예를 들어, 녹색)을 표시하고, 조리 온도 산출 불가한 경우에는 동일 지점에 제2 색(예를 들어, 적색)을 표시할 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하므로, 이에 제한되지 않는다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 쿡탑의 디스플레이가 도시된 예시 도면이다.
도 8의 예시와 같이, 쿡탑(10)의 디스플레이(188)는 터치 스크린으로 형성되어 입력부(186)의 기능을 함께 할 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로, 쿡탑(10)은 디스플레이(188)와 입력부(186)를 별도로 구비할 수도 있다.
한편, 도 8의 예시에 따르면, 디스플레이(188)는 전원 정보(191), 화력 정보(193), 타이머 정보(195) 및 상태 정보(197) 중 적어도 하나를 표시할 수 있다.
전원 정보(191)는 쿡탑(10)의 전원 온/오프 상태를 나타낼 수 있다.
화력 정보(193)는 현재 가열 모드에서 가열 중인 화력의 단계를 나타낼 수 있다. 또한, 프로세서(180)는 화력 정보(193)에 포함된 화력 단계들 중 어느 하나를 선택하는 입력에 따라 화력 단계를 조절할 수 있다.
타이머 정보(195)는 조리 온도 관련 정보를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 프로세서(180)는 조리 온도 산출 가능하나 목표 온도에 도달하지 않은 경우 제1 색상(예를 들어, 녹색)이 타이머 정보(195)에 출력되고, 조리 온도 산출 불가한 경우 제2 색상(예를 들어, 적색)이 타이머 정보(195)에 출력되고, 조리 온도 산출 가능하며 목표 온도에 도달한 경우 제3 색상(예를 들어, 청색)이 출력되도록 디스플레이(188)를 제어할 수 있으나, 이는 예시적이 것에 불과하다.
상태 정보(197)는 쿡탑(10)의 동작 상태에 대한 정보를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상태 정보(197)에는 현재 쿡탑(10)이 동작 중인 화력 단계, 감지된 조리 용기(1)의 재질 등이 표시될 수 있다. 또한, 디스플레이(188)는 조리 온도 산출 가능하며, 목표 온도에 도달하지 않은 경우 상태 정보(197)에 잔여 시간을 표시할 수도 있다.
한편, 상술한 정보의 표시 방법들은 예시적인 것에 불과하며, 디스플레이(188)는 쿡탑(10)의 동작 상태와 관련된 다양한 정보를 다양한 방법으로 표시할 수 있다.
한편, 쿡탑(10)은 스피커(미도시)를 더 포함할 수도 있고, 스피커(미도시)를 통해 쿡탑(10)의 동작 상태와 관련된 알람을 출력할 수도 있다. 일 예로, 프로세서(180)는 목표 온도에 도달하면 경고음을 출력하도록 스피커(미도시)를 제어할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 개시의 일 실시 예에 따른 쿡탑(10)은 온도 센서(15)의 센싱값과 메모리(182)에 저장된 회귀모형을 이용하므로, 별도의 추가적인 센서가 불필요하여, 제조 비용의 절감이 가능한 이점이 있다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 조리 용기(1)의 재질이나 두께, 조리 용기(1) 내 음식물의 양 등을 고려한 조리 온도의 예측이 가능하기 때문에, 가열 중인 조리 용기(1)의 조리 온도 또는 잔여 시간 등을 보다 정확하게 예측 가능한 이점이 있다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 조리 용기(1)의 종류, 물의 양, 상판 글래스(11)의 잔열 등과 같은 인자들을 다양한 조건 하에서 실험하여 도출된 복수의 회귀모형이 이용되므로, 다양한 가열 조건에서의 열 전달 패턴 특성을 고려한 조리 온도 예측이 가능한 이점이 있따.
한편, 본 개시에서 프로세서(180)는 상판 글래스(11)의 온도를 이용하여 조리 온도를 산출하는 것으로 설명하였으나, 상판 글래스(11)의 온도 대신 워킹 코일(150)의 전류, 위상 등이 이용될 수도 있다. 이 경우, 복수의 회귀모형은 워킹 코일(150)의 전류 또는 위상과 조리 온도의 관계를 나타낼 수 있고, 조리 온도 또는 잔여 시간 등을 산출하기 위해 워킹 코일(150)의 전류 또는 위상 등을 획득할 수 있다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 개시에 개시된 실시 예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 조리 용기 10: 쿡탑
15: 온도 센서 180: 프로세서
182: 메모리 186: 입력부
188: 디스플레이

Claims (10)

  1. 조리 용기가 놓이는 상판 글래스;
    상기 상판 글래스의 온도와 조리 온도간의 관계를 나타내는 복수의 회귀모형을 저장하는 메모리;
    가열 모드로 동작하면 상기 상판 글래스의 온도를 센싱하는 온도 센서; 및
    상기 온도 센서의 센싱값에 기초하여 상기 복수의 회귀모형 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 회귀모형에 기초하여 상기 조리 온도를 산출하는 프로세서를 포함하는
    쿡탑.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 가열 모드로 동작하면 상기 상판 글래스의 온도를 복수회 센싱하고, 상기 복수회 센싱된 센싱값들의 기울기들을 산출하고, 산출된 기울기들을 이용하여 상기 복수의 회귀모형 중 어느 하나를 선택하는
    쿡탑.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 기울기들의 평균 및 분산 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 회귀모형 중 어느 하나를 선택하는
    쿡탑.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 분산이 기설정된 기준값 보다 작으면 선형 회귀모형을 이용하여 상기 조리 온도를 산출하고,
    상기 분산이 상기 기준값 보다 크면 비선형 회귀모형을 이용하여 상기 조리 온도를 산출하는
    쿡탑.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 분산이 기설정된 임계값 이상일 때 조리 온도 산출 불가 알림을 출력하는 디스플레이를 더 포함하는
    쿡탑.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는
    산출된 조리 온도에 기초하여 목표 온도에 도달하기까지 잔여 시간을 산출하며,
    상기 잔여 시간을 표시하는 디스플레이를 더 포함하는
    쿡탑.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 목표 온도를 입력받는 입력부를 더 포함하는
    쿡탑.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 목표 온도는 화력 단계에 따라 미리 설정되어 있는
    쿡탑.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 가열 모드를 개시한 후 상기 조리 용기의 초기 온도를 감지하며,
    감지된 조리 용기의 초기 온도가 기설정된 기준 온도 보다 높으면 조리 온도 산출 불가 알림을 출력하는 디스플레이를 더 포함하는
    쿡탑.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 회귀모형은
    조리 용기의 종류, 조리 용기 내 물의 양 및 상판 글래스의 초기 온도 각각을 변경하면서 측정된 실제 조리 온도 값들에 의해 도출되는,
    쿡탑.
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