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KR20240150255A - 조리기기 - Google Patents

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KR20240150255A
KR20240150255A KR1020230046314A KR20230046314A KR20240150255A KR 20240150255 A KR20240150255 A KR 20240150255A KR 1020230046314 A KR1020230046314 A KR 1020230046314A KR 20230046314 A KR20230046314 A KR 20230046314A KR 20240150255 A KR20240150255 A KR 20240150255A
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KR
South Korea
Prior art keywords
cooking
cooking vessel
temperature
boiling
control unit
Prior art date
Application number
KR1020230046314A
Other languages
English (en)
Inventor
성호재
옥승복
조주형
박병욱
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020230046314A priority Critical patent/KR20240150255A/ko
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Abstract

본 개시의 조리기기는 조리 용기가 놓이는 상판부, 조리 용기를 통과하는 자기장을 발생시키는 워킹 코일, 워킹 코일에 전류를 공급하는 인버터, 조리 용기의 온도를 감지하는 센서 및 센서 및 인버터 중 적어도 하나에서 획득된 입력 데이터를 끓음 예측 모델에 적용하고, 끓음 예측 모델의 출력에 기초하여 상기 조리 용기의 끓음 여부를 획득하는 제어부를 포함하고, 끓음 예측 모델의 출력은 상기 조리 용기의 온도 분포를 고려한 예측 온도일 수 있다.

Description

조리기기{COOKING APPLIANCE}
본 개시는 조리기기에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 조리 용기 내 물의 끓음 여부를 판단하는 조리기기에 관한 것이다.
가정이나 식당에서 음식을 가열하기 위한 다양한 방식의 조리 기기들이 사용되고 있다. 종래에는 가스를 연료로 하는 가스 레인지가 널리 보급되어 사용되어 왔으나, 최근에는 가스를 이용하지 않고 전기를 이용하여 피가열 물체, 예컨대 냄비와 같은 조리 용기를 가열하는 장치들의 보급이 이루어지고 있다.
전기를 이용하여 피가열 물체를 가열하는 방식은 크게 저항 가열 방식과 유도 가열 방식으로 나누어진다. 전기 저항 방식은 금속 저항선 또는 탄화규소와 같은 비금속 발열체에 전류를 흘릴 때 생기는 열을 방사 또는 전도를 통해 피가열 물체(예를 들어, 조리 용기)에 전달함으로써 피가열 물체를 가열하는 방식이다. 그리고 유도 가열 방식은 소정 크기의 고주파 전력을 코일에 인가할 때 코일 주변에 발생하는 자계를 이용하여 금속 성분으로 이루어진 피가열 물체에 와전류(eddy current)를 발생시켜 피가열 물체 자체가 가열되도록 하는 방식이다.
조리기기의 화력이 강할수록 조리 용기에 담기는 부하가 끓기 위한 시간이 단축될 수 있으나, 적절한 시점에 화력을 조절하지 않는 경우 조리 용기가 끓어 넘칠 수 있다. 사용자는 조리 용기가 끓어 넘치지 않도록 하기 위해 부하의 상태를 육안으로 확인하여 조리기기의 화력을 조절해야 했다. 또는, 사용자는 조리 단계에 따라 적절한 화력으로 부하가 가열될 수 있도록 탐침형 온도계를 이용하여 부하의 온도를 측정하고, 측정한 온도에 따라 화력을 수동으로 조절해야 했다. 이와 같이, 조리기기는 사용자가 조리 과정에 개입해야 하며, 온도계와 같은 별도의 장비가 필요하여 편의성이 낮은 문제가 있었다.
이에, 조리기기는 조리 용기 내 물의 끓음 여부를 판단할 수 있다. 조리기기에는 조리 용기 내 물의 끓음 여부를 판단하여 알림으로 출력하거나, 피가열 물체를 가열하기 위한 화력을 자동으로 조절하는 기능이 구비될 수 있다. 종래 쿡탑은 조리 용기의 온도를 점추정하여 물의 끓음 여부를 판단하였는데, 이 경우 확률적인 특성을 반영하기 어려워 알고리즘 예측의 확실도 및 예측 결과에 대한 신뢰가능성에 대한 정보인 불확실성을 반영하기 어려운 문제가 있다.
본 개시는 학습되지 않은 조리 상황에서도 조리 용기의 끓음 여부를 정확하게 판단하고, 지속적으로 학습하여 정확도를 향상하는 조리기기를 제공하고자 한다.
본 개시는 조기 용기의 끓음을 사용자에게 알려 편의성을 향상하고자 한다.
본 개시는 조기 용기를 가열하기 위한 화력을 자동으로 조절하여 편의성을 향상하고자 한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기는 조리 용기가 놓이는 상판부, 조리 용기를 통과하는 자기장을 발생시키는 워킹 코일, 워킹 코일에 전류를 공급하는 인버터, 조리 용기의 온도를 감지하는 센서 및 센서 및 상기 인버터 중 적어도 하나에서 획득된 입력 데이터를 끓음 예측 모델에 적용하고, 끓음 예측 모델의 출력에 기초하여 조리 용기의 끓음 여부를 획득하는 제어부를 포함할 수 있고, 끓음 예측 모델의 출력은 조리 용기의 온도 분포를 고려한 예측 온도일 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기는 예측 온도가 기설정된 온도 초과이면 조리 용기의 끓음으로 획득할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기는 조리 용기의 예측 온도가 높을수록 워킹 코일에 공급하는 전류의 세기를 감소시킬 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기는 조리 용기의 끓음으로 획득하면 조리 용기의 끓음 알람을 출력할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기는 조리 용기의 끓음 여부에 기초하여 조리 용기를 가열하기 위한 화력을 조절할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기는 제2 화력으로 조리 용기를 가열하는 중 조리 용기의 끓음으로 획득하면 화력을 제2 화력보다 낮은 제1 화력으로 조절할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 끓음 예측 모델에 입력되는 입력 데이터는 센서가 센싱한 조리 용기의 온도, 인버터의 공진 전류 및 입력 전력 중 적어도 하나와 관련된 데이터를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 끓음 예측 모델은 시계열 모델링 및 분포 추정 모델링 중 적어도 하나에 기반한 모델일 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 끓음 예측 모델의 출력은 조리 용기의 온도 분포의 평균값, 중간값 또는 최빈값 중 어느 하나일 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따르면, 조리 용기의 끓음 여부를 정확하게 판단함에 따라 사용자의 조리 과정 개입이 최소화되는 편의상의 이점이 있다.
본 개시의 실시 예에 따르면, 조리 용기의 끓음을 사용자에게 알림에 따라 사용자에게 다음 요리 단계를 인지시킬 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따르면, 사용자가 화력을 직접 조절하지 않고도 조리 용기의 물이 끓어 넘치거나 물이 튀는 현상이 발생하는 문제를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기와 조리 용기가 도시된 사시도이다.
도 2는 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기와 조리 용기의 단면도이다.
도 3은 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기의 회로도가 도시된 도면이다.
도 4는 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기의 출력 특성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기의 제어 블록도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기를 이용한 조리 과정의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기에서 조리 용기의 예측 온도를 획득하고, 예측 온도에 따라 화력을 조절하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 인버터의 센싱 변수의 일 예를 포함하는 표이다.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 끓음 예측 모델에 입력되는 입력 데이터를 예시한 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 끓음 예측 모델의 개략도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 끓음 예측 모델을 학습시키기 위한 다양한 실험 조건을 예시한 표이다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기가 예측하는 조리 용기의 온도 데이터의 일 예가 도시된 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기가 파워 레벨을 조절하는 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기가 파워 레벨을 조절하는 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기가 조리 용기의 화력을 조절하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
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, 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기 및 그의 동작 방법을 설명한다. 본 명세서에서 설명하는 조리기기는 피가열 물체를 가열하는 다양한 장치를 포함할 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위해, 조리기기(10)는 유도 가열 방식의 쿡탑인 것으로 가정한다.
도 1은 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기와 조리 용기가 도시된 사시도이고, 도 2는 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기와 조리 용기의 단면도이다.
조리 용기(1)는 조리기기(10) 상부에 위치할 수 있고, 조리기기(10)는 상부에 위치하고 있는 조리 용기(1)를 가열시킬 수 있다.
먼저, 조리기기(10)가 조리 용기(1)를 가열시키는 방법을 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 조리기기(10)는 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.
다음으로, 조리기기(10)가 자기장(20)을 발생시키는 방법을 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 조리기기(10)는 상판부(11), 워킹 코일(150) 및 페라이트 코어(13) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상판부(11)는 조리 용기(1)가 놓이며, 조리 용기(1)를 지지할 수 있다. 즉, 조리 용기(1)는 상판부(11)의 상면에 놓일 수 있다. 상판부(11)에는 조리 용기(1)가 가열되는 가열 영역이 형성될 수 있다.
그리고, 상판부(11)는 여러 광물질을 합성한 세라믹 재질의 강화 유리로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상판부(11)는 조리기기(10)를 외부 충격 등으로부터 보호할 수 있다.
또한, 상판부(11)는 조리기기(10) 내부로 먼지 등의 이물질이 인입되는 문제를 방지할 수 있다.
워킹 코일(150)은 상판부(11)의 아래에 위치할 수 있다. 이러한 워킹 코일(150)은 자기장(20)을 발생시키도록 전류가 공급되거나 공급되지 않을 수 있다. 구체적으로, 조리기기(10) 내부 스위칭 소자의 온/오프에 따라 워킹 코일(150)에 전류가 흐르거나 흐르지 않을 수 있다.
워킹 코일(150)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(150)에 흐르는 전류의 세기에 따라 조리기기(10)의 화력이 조절될 수 있다. 구체적인 예로, 워킹 코일(150)을 흐르는 전류의 세기가 강할수록 자기장(20)이 많이 발생하게 되고, 이에 따라 조리 용기(1)를 통과하는 자기장이 증가하므로 조리기기(10)의 화력이 높아질 수 있다.
페라이트 코어(13)는 조리기기(10)의 내부 회로를 보호하기 위한 구성 요소이다. 구체적으로, 페라이트 코어(13)는 워킹 코일(150)에서 발생한 자기장(20) 또는 외부에서 발생한 전자기장이 조리기기(10)의 내부 회로에 미치는 영향을 차단하는 차폐 역할을 한다.
이를 위해, 페라이트 코어(13)는 투자율(permeability)이 매우 높은 물질로 형성될 수 있다. 페라이트 코어(13)는 조리기기(10)의 내부로 유입되는 자기장이 방사되지 않고, 페라이트 코어(13)를 통해 흐르도록 유도하는 역할을 한다. 페라이트 코어(13)에 의해 워킹 코일(150)에서 발생한 자기장(20)이 이동하는 모습은 도 2에 도시된 바와 같을 수 있다.
한편, 조리기기(10)는 상술한 상판부(11), 워킹 코일(150) 및 페라이트 코어(13) 외에 다른 구성을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 조리기기(10)는 상판부(11)와 워킹 코일(150) 사이에 위치하는 단열재(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 즉, 본 개시에 따른 조리기기는 도 2에 도시된 조리기기(10)로 제한되지 않는다.
도 3은 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기의 회로도가 도시된 도면이다.
도 3에 도시된 조리기기(10)의 회로도는 설명의 편의를 예시적으로 든 것에 불과하므로, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
도 3을 참조하면, 조리기기(10)는 전원부(110), 정류부(120), DC 링크 커패시터(130), 인버터(140), 워킹 코일(150) 및 공진 커패시터(160) 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 반도체 스위치를 포함할 수 있고, 반도체 스위치는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 또는 WBG(Wide Band Gab) 소자일 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하므로, 이에 제한되지 않음이 타당하다. 한편, WBG 소자는 SiC(Silicon Carbide) 또는 GaN(Gallium Nitride) 등일 수 있다. 인버터(140)는 반도체 스위치를 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.
도 3에 도시된 바와 같은 회로도로 구성되는 조리기기(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 조리기기(10)의 출력 파워를 나타낼 수 있다.
다음으로, 도 4는 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기의 출력 특성을 나타내는 도면이다.
먼저, Q 팩터(quality factor)는 공진 회로에서 공진의 예리함을 나타내는 값일 수 있다. 따라서, 조리기기(10)의 경우, 조리기기(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 조리기기(10)는 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.
이러한 조리기기(10)는 가열 명령을 수신하면 가열 명령에서 설정된 화력 단계에 따라 동작 주파수를 결정할 수 있다. 구체적으로, 조리기기(10)는 설정된 화력 단계가 높을수록 동작 주파수를 낮추고, 설정된 화력 단계가 낮을수록 동작 주파수를 높임으로써 출력 파워를 조절할 수 있다. 즉, 조리기기(10)는 가열 명령을 수신하면 설정된 화력에 따라 동작 주파수 범위 중 어느 하나로 동작하는 가열 모드를 실시할 수 있다.
도 5는 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기의 제어 블록도이다.
본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 조리기기(10)는 인버터(140), 워킹 코일(150), 센서(170), 출력부(180) 및 제어부(190) 중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
인버터(140)는 워킹 코일(150)에 전류를 공급할 수 있다. 인버터(140)는 정류부(120)에 의해 정류된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 워킹 코일(150)에 공급할 수 있다. 인버터(140)는 하프 브릿지(half-bridge) 또는 풀 브릿지(full-bridge) 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.
워킹 코일(150)은 인버터(140)로부터 전류를 공급받아 조리 용기(1)를 통과하는 자기장을 발생시킬 수 있다.
센서(170)는 온도를 감지할 수 있다. 센서(170)는 조리 용기(1)의 온도를 감지하기 위한 온도 센서일 수 있다. 센서(170)는 조리기기(10)에서 가장 위쪽에 배치되는 센서로서, 탑 센서일 수 있다.
센서(170)는 워킹 코일(150)에 배치될 수 있다. 센서(170)는 상판부(11)에 직접 또는 간접적으로 접촉되게 배치될 수 있다. 센서(170)는 상판부(11)를 통해 조리 용기(1)의 온도를 감지할 수 있다. 구체적으로, 조리 용기(1)의 열은 상판부(11)로 전달되므로, 센서(170)는 상판부(11)의 온도를 측정함으로써 조리 용기(1)의 온도를 간접적으로 감지할 수 있다.
출력부(180)는 조리기기(10)의 동작과 관련된 정보를 출력할 수 있다. 출력부(170)는 조리기기(10)와 관련된 정보를 청각적으로 출력하기 위한 오디오 (미도시) 또는 조리기기(10)와 관련된 정보를 시각적으로 출력하기 위한 디스플레이(미도시) 등을 포함할 수 있다.
출력부(170)는 조리 용기(1)에서 끓음의 발생을 나타내는 끓음 알람 또는 조리 용기(1)의 과열을 나타내는 과열 알람 중 적어도 하나를 출력할 수 있다.
제어부(190)는 인버터(140), 워킹 코일(150), 센서(170) 및 출력부(180) 등 조리기기(10)에 구비된 각 구성요소를 제어할 수 있다.
제어부(190)는 조리 용기(1)의 끓음 여부를 감지할 수 있다. 조리 용기(1)의 끓음은 조리 용기(1) 내 물 또는 음식물 등의 끓음을 의미할 수 있다.
조리 과정은 조리를 시작하는 시점부터 조리를 종료하는 시점까지의 과정을 포함할 수 있다. 조리 과정은 조리 용기(1)의 가열 과정을 포함할 수 있다. 조리 용기(1)의 가열 과정은 조리 용기(1)의 가열을 시작하는 시점부터 가열을 종료하는 시점까지의 과정을 포함할 수 있다.
종래의 조리기기(10)는 사용자가 조리 용기(1)의 가열 과정에서 화력을 직접 조절하여 조리 용기(1)의 끓어 넘침을 방지하거나, 조리 단계에 적절한 화력으로 조절해야 했다. 이에 따라, 사용자가 화력을 적절하게 조절하기 위해 조리 과정에 개입해야 하는 불편함이 있었다.
이에, 본 개시는 조리 용기(1)의 끓음을 정확하게 획득하고, 화력을 자동으로 조절하여 사용자의 조리 과정에 대한 개입을 최소화한 조리기기(10)를 제공하고자 한다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기를 이용한 조리 과정의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
조리기기(10)는 제3 화력으로 조리 용기(1)의 가열을 시작하고, 조리 용기(1)의 끓음으로 획득하면, 제3 화력보다 낮은 제2 화력으로 조절하여 조리 용기(1)를 가열할 수 있다. 이에 따라, 조리 용기(1)에 담긴 부하의 온도가 제3 화력으로 가열하는 경우보다 천천히 상승할 수 있고, 조리 용기(1)가 끓어 넘치는 문제를 최소화할 수 있다.
한편, 제2 화력으로 조리 용기(1)를 가열을 지속하는 경우, 또다시 조리 용기(1)가 끓어 넘칠 우려가 있다. 또는, 조리 과정의 진행에 따라 제2 화력보다 낮은 제1 화력으로 조리 용기(1)를 가열해야 할 수 있다. 이에 따라, 조리기기(10)는 제2 화력보다 낮은 제1 화력으로 조절하여 조리 용기(1)를 가열할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기(10)는 화력을 자동으로 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기(10)의 사용자는 조리 용기(1)의 가열을 시작하는 시점부터 가열이 종료되는 시점까지 조리 과정을 지켜볼 필요가 없으며, 조리기기(10)의 화력을 직접 조절하지 않을 수 있다. 이에 따라, 사용자가 조리 과정에 개입하는 시간이 최소화될 수 있다. 즉, 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기(10)는 사용자의 조리 과정에 대한 개입을 최소화하여 편의성을 도모하고자 한다.
조리기기(10)는 화력을 자동으로 조절하기 위해 조리 용기(1)의 온도를 추정할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기(10)는 끓음 예측 모델이 출력하는 조리 용기(1)의 온도 분포를 이용하여 조리 용기(1)의 온도를 정확하게 예측할 수 있다.
도 7을 참조하여, 조리기기(10)가 조리 용기(1)의 온도를 예측하고, 예측 온도에 따라 화력을 조절하는 방법을 구체적으로 설명한다.
도 7은 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기에서 조리 용기의 예측 온도를 획득하고, 예측 온도에 따라 화력을 조절하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
제어부(190)는 입력 데이터를 획득할 수 있다(S10).
입력 데이터는 후술하는 끓음 예측 모델에 입력되는 데이터 변수를 의미할 수 있다.
입력 데이터는 센서(170)의 센싱 변수 및 인버터(140)의 센싱 변수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 센서(170)의 센싱 변수는 조리 용기(1)의 온도를 포함할 수 있다. 인버터(140)의 센싱 변수는 공진 전류 및 입력 전력 등 다양한 변수를 포함할 수 있다. 입력 데이터는 센서(170)가 센싱한 조리 용기(1)의 온도, 인버터(140)의 공진 전류 및 공진 전력 중 적어도 하나에 관련된 데이터를 포함할 수 있다.
인버터(140)의 센싱 변수와 관련하여, 도 8을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 인버터의 센싱 변수의 일 예를 포함하는 표이다.
인버터(140)의 센싱 변수는 공진 전류(ResonantCurrent), 조리 용기의 온도(TopSensor), 입력 전력(InverterPowerRMS) 및 조리 용기의 종류(PanClass) 등과 같이 조리 용기(1)의 온도에 영향을 미치는 다양한 변수를 포함할 수 있다.
공진 전류는 인버터(140)의 동작에 따라 워킹 코일(150)에 흐르는 전류일 수 있다. 공진 전류는 워킹 코일(150)에 공급하는 전류의 양이 동일하더라도 조리 환경에 따라 상이하게 획득될 수 있다. 예를 들면, 공진 전류는 조리기기(10)의 저항에 따라 상이할 수 있다. 조리기기(10)의 저항은 조리 용기(1)에 따라 상이할 수 있다. 이에 따라, 공진 전류는 워킹 코일(150)에 공급되는 전류의 양이 동일하더라도, 조리 용기(1)의 종류에 따라 상이할 수 있다.
조리 용기의 종류는 조리 용기(1)의 재질 별로 분류될 수 있다. 조리 용기(1)의 재질은 STS430, 법랑, 주물, Disk 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 조리 용기(1)의 재질에 따라 동일한 화력으로 동일한 시간동안 조리 용기(1)를 가열하더라도 조리 용기(1)의 실제 온도가 상이할 수 있다.
제어부(190)는 다양한 조리 환경을 반영한 조리 용기(1)의 온도를 추정하기 위해 공진 전류 및 조리 용기의 종류를 획득할 수 있다. 조리 용기(1)의 온도는 센서(170)가 센싱한 온도일 수 있다. 센서(170)는 상판부(11)를 통해 조리 용기(1)의 열을 감지하여 조리 용기(1)의 온도를 간접적으로 감지할 수 있다. 센서(170)가 획득한 조리 용기(1)의 온도는 인버터(140)에 전달될 수 있다. 이에 따라, 제어부(190)는 조리 용기(1)의 온도를 센서(170)로부터 직접 획득할 수도 있으나, 인버터(140)를 통해 획득할 수도 있다.
입력 전력은 조리 용기(1)를 가열하기 위하여 인버터(140)에 입력되는 전력일 수 있다. 조리기기(10)는 입력 전력이 높을수록 높은 화력으로 조리 용기(1)를 가열할 수 있다.
입력 데이터는 인버터(140)의 센싱 변수로부터 파생된 파생 변수를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 파생 변수는 워킹 코일(150)의 인덕턴스를 포함할 수 있다. 워킹 코일(150)의 인덕턴스는 워킹 코일(150)에 흐르는 전류의 변화에 의해 전자기유도로 생기는 역기전력의 비율을 나타내는 양일 수 있다.
다음으로, 본 개시의 일 실시 예에 따른 끓음 예측 모델에 입력되는 입력 데이터에 관하여 구체적으로 설명한다.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 끓음 예측 모델에 입력되는 입력 데이터를 예시한 도면이다.
제어부(190)는 인버터(140) 중 어느 하나로부터 워킹 코일(150)의 인덕턴스(Inductance), 조리 용기의 온도(TopSensor) 및 입력 전력(Power)을 입력 데이터로 획득할 수 있다.
끓음 예측 모델에 입력되는 입력 데이터는 시계열 데이터일 수 있다. 구체적으로, 끓음 예측 모델에 입력되는 입력 데이터는 기설정된 간격(step size)으로 기설정된 시간(window size)동안 센서(170) 및 인버터(140) 중 적어도 어느 하나로부터 획득한 시계열 데이터일 수 있다.
예를 들면, 제어부(190)는 조리 용기(1)의 가열을 시작하는 제1 시점(d1)부터 제2 시점(d2)까지의 제1 시계열 데이터를 획득할 수 있다. 제2 시점(d2)은 제1 시점(d1)보다 기설정된 시간(window size) 뒤의 시점일 수 있다.
제어부(190)는 제1 시점(d1)보다 기설정된 간격(step size) 뒤의 시점인 제3 시점(d3)부터 제4 시점(d4)까지의 제2 시계열 데이터를 획득할 수 있다. 제4 시점(d4)은 제3 시점(d3)보다 기설정된 시간(window size) 뒤의 시점일 수 있다.
제어부(190)는 제1 시계열 데이터 내지 제2 시계열 데이터를 획득하는 방법과 동일한 방법으로 조리 용기의 가열이 종료되는 시점(d5)까지 복수개의 시계열 데이터를 획득할 수 있다.
한편, 제어부(190)는 획득한 데이터를 끓음 예측 모델에 적용하기 위해, 획득한 데이터를 전처리할 수 있다. 예를 들면, 제어부(190)는 인버터(140)로부터 획득한 시계열 데이터를 행렬 형식으로 변환하여 벡터화하는 방법으로 전처리할 수 있다.
다시, 도 7을 설명한다.
제어부(190)는 획득한 입력 데이터를 끓음 예측 모델에 적용할 수 있다(S20). 다음으로, 제어부(190)는 끓음 예측 모델이 출력하는 예측 온도를 획득할 수 있다(S30).
끓음 예측 모델은 다양한 조건에 따라 센서(170) 및 인버터(140) 중 적어도 하나로부터 수집된 데이터에 따라 목표에 맞게 학습된 모형일 수 있다.
끓음 예측 모델은 수많은 조리 용기(1)에 대한 실험 데이터를 통해 학습 및 모델링될 수 있다. 또한, 끓음 예측 모델은 시계열 모델링 및 분포 추정 모델링 중 적어도 하나에 기반한 모델일 수 있다.
끓음 예측 모델에 관하여 도 10을 참조하여 설명한다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 끓음 예측 모델의 개략도이다.
끓음 예측 모델은 시계열 모델링 및 분포 추정 모델링에 기반한 모델일 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 끓음 예측 모델은 시계열 모델 및 분포 추정 모델을 포함할 수 있다. 끓음 예측 모델은 조리 용기(1)의 온도에 영향을 미치는 다양한 변수를 시간에 따라 반영하기 위하여 시계열 모델을 포함할 수 있다. 또한, 끓음 예측 모델은 조리 용기(1)의 예측 온도를 점추정이 아닌, 분포 추정을 통해 획득하기 위하여 분포 추정 모델을 포함할 수 있다.
시계열 모델은 변수를 시간에 따라 획득한 시계열 데이터를 입력 데이터로 입력받을 수 있다. 시계열 모델이 입력받는 데이터는 도 9에서 설명한 예와 같은 시계열 데이터일 수 있다. 시계열 모델은 입력받은 시계열 데이터에 기초하여 분포 추정 모델에 입력되는 중간 데이터를 출력할 수 있다.
시계열 모델은 RNN(Recurrent Neural Network) 모델일 수 있다. 예를 들면, 시계열 모델은 RNN의 종류인 GRU(Gated Recurrent Unit) 및 LSTM(Long Short-Term Memory)을 포함할 수 있다.
끓음 예측 모델은 시계열 모델을 포함함에 따라 조리 용기(1)의 온도를 시간 별로 추정할 수 있다. 또한, 끓음 예측 모델은 시계열 모델을 포함함에 따라 누락된 데이터를 추정할 수 있다.
분포 추정 모델은 시계열 모델이 출력한 중간 데이터에 기초하여 조리 용기(1)의 온도 분포를 출력하는 모델일 수 있다. 분포 추정 모델이 출력하는 온도 분포는 조리 용기(1)의 예측 온도로 획득될 가능성이 있는 온도 데이터의 실제 분포를 근사한 분포일 수 있다. 예를 들면, 분포 추정 모델이 출력하는 온도 분포는 정규 분포(normal distribution) 또는 가우스 분포(Gaussian distribution)를 포함할 수 있다.
분포 추정 모델은 MDN(Mixture Density Network)을 포함할 수 있다. MDN(Mixture Density Network)은 조리 용기(1)의 온도 분포를 추정하는 확률적 딥러닝 알고리즘으로 이루어진 모델일 수 있다.
분포 추정 모델은 조리 용기(1)의 온도의 평균 및 표준편차를 출력할 수 있다. 분포 추정 모델은 조리 용기(1)의 온도의 평균 및 표준편차에 기초하여 조리 용기(1)의 온도 분포를 출력할 수 있다.
분포 추정 모델은 복수의 온도 분포가 선형 결합된 혼합 온도 분포를 출력할 수 있다. 분포 추정 모델은 복수의 온도 분포 각각의 평균, 표준편차 및 비중을 출력할 수 있다. 분포 추정 모델은 복수의 온도 분포 각각의 평균, 표준편차 및 비중을 고려하여 복수의 온도 분포를 선형 결합할 수 있다. 복수의 온도 분포를 선형 결합하는 분포 추정 모델은 가우시안 혼합 모델(Mixture Gaussian Model)을 포함할 수 있다.
혼합 온도 분포는 데이터들을 정규 분포(normal distribution) 또는 가우스 분포(Gaussian distribution)보다 실제 분포에 가깝게 나타낼 수 있는 이점이 있다.
끓음 예측 모델은 분포 추정 모델이 출력하는 온도 분포로부터 예측 온도를 출력할 수 있다.
예를 들면, 끓음 예측 모델은 온도 분포의 온도 분포의 대표값을 예측 온도로 출력할 수 있다. 대표값은 평균값, 중간값 또는 최빈값 등을 포함할 수 있다.
다만, 끓음 예측 모델이 예측 온도를 출력하는 방법은 이에 제한되지 않으며, 끓음 예측 모델의 종류, 학습 방법 또는 온도 분포의 형태 등에 따라 다양한 방법으로 예측 온도를 출력할 수 있다.
정리하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기(10)는 끓음 예측 모델에 시계열 데이터를 입력할 수 있고, 끓음 예측 모델이 온도 분포에 기초하여 출력하는 예측 온도를 획득할 수 있다.
이에 따라, 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기(10)는 온도 분포를 고려한 예측 온도를 획득하므로, 조리 용기(1)의 온도만에 기초하여 예측 온도를 획득하는 경우보다 확률에 따른 불확실성을 고려한 정확한 예측 온도를 획득할 수 있다.
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 끓음 예측 모델을 학습시키기 위한 다양한 실험 조건을 예시한 표이다.
끓음 예측 모델은 다수의 조리 용기(1)에 대한 다수의 조건에서 실험한 결과로 학습된 모델일 수 있다. 예를 들면, 끓음 예측 모델은 2대 이상의 조리기기(10)에서 밑면 지름이 125mm에서 240mm인 STS430, 법랑, 주물 또는 Disk 재질의 조리 용기에 대해, 상판부(11)의 잔열이 30℃ 이하인 경우, 30℃ 이하인 경우, 40℃ 이하인 경우, 50℃ 이하인 경우 2회 이상 반복 실험한 결과로 학습된 모델일 수 있다.
이에 따라, 끓음 예측 모델은 조리 용기(1)가 가열될 때 산출된 입력 데이터를 통해 조리 용기(1)의 온도 분포를 출력할 수 있다.
끓음 예측 모델은 지속적으로 축적되는 실험 결과에 의해 지속적으로 업데이트될 수 있다.
한편, 효율적인 실험 결과 수집을 위해, 모든 조리 용기(1)의 지름 또는 재질에 대한 모든 상판부(11)의 잔열의 온도에 대한 실험을 수행하지 않을 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 색칠된 칸에 대응하는 조건의 실험만을 수행할 수 있다. 색칠된 칸에 대응하는 조건은 빈번하게 나타나는 조리 환경의 조건일 수 있다.
다음으로, 제어부(190)가 획득하는 조리 용기(1)의 예측 온도의 정확도와 관련하여, 도 12를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기가 예측하는 조리 용기의 온도 데이터의 일 예가 도시된 도면이다.
도 12는 부하의 양이 300cc이고, 조리 용기(1)의 재질이 법랑인 경우 조리 용기(1)의 예측 온도(Y pred) 및 조리 용기(1)의 실제 온도(Y real)를 포함하는 그래프의 일 예이다.
도 12를 참조하면, 제어부(190)는 가열 후 50초가 경과한 시점에서 예측 온도를 80℃로 획득할 수 있다.
끓음 예측 모델이 출력하는 온도 분포로부터 신뢰 구간(confidence interval)이 산출될 수 있다. 신뢰 구간은 필요한 신뢰 수준에 따라 상이할 수 있다. 신뢰 수준은 신뢰 구간 내 조리 용기(1)의 예측 온도가 위치할 확률일 수 있다. 예를 들면, 신뢰 수준이 99.7%인 경우의 신뢰 구간은 다음과 같은 수학식 1에 의해 획득될 수 있다.
[수학식 1]
μ － 3σ ≤ X ≤ μ ＋ 3σ
위 수학식 1에서 μ － 3σ는 신뢰 구간의 하한값, μ ＋ 3σ는 신뢰 구간의 상한값일 수 있다.
X는 조리 용기(1)의 예측 온도일 수 있다.
μ는 조리 용기(1)의 온도의 모평균일 수 있다. 모평균은 표본평균들의 평균일 수 있다. 모평균은 임의로 선정한 n개의 예측 온도 데이터를 포함하는 복수의 표본평균의 평균일 수 있다.
σ는 조리 용기(1)의 온도의 표준편차일 수 있다.
한편, 수학식 1은 예시에 불과하다. 즉, 제어부(190)는 수학식 1이 아닌 다른 방법을 통해 신뢰 구간을 획득할 수도 있다.
가열 후 50초가 경과한 시점에 출력되는 온도 분포로부터 신뢰 수준 99.7%에서 신뢰 구간의 하한값은 67℃이고, 신뢰 구간의 상한값은 115℃일 수 있다. 이로부터, 조리 용기(1)의 예측 온도인 80℃가 신뢰 구간인 67℃ 내지 115℃ 내에 위치할 확률이 99.7%인 것을 알 수 있다.
제어부(190)가 획득하는 조리 용기(1)의 예측 온도는 신뢰 구간의 길이가 짧을수록 정확할 수 있다. 신뢰 구간의 길이는 끓음 예측 모델의 지속적인 학습에 의해 짧아질 수 있다. 따라서, 제어부(190)가 획득하는 조리 용기(1)의 예측 온도는 끓음 예측 모델의 지속적인 학습에 따라 더욱 정확해질 수 있다.
다시, 도 7을 설명한다.
제어부(190)는 획득한 예측 온도에 기초하여 화력을 조절할 수 있다(S40).
제어부(190)는 조리 용기(1)의 예측 온도에 기초하여 조리 용기(1)를 가열하기 위한 화력을 조절할 수 있다.
제어부(190)는 화력을 조절하기 위해, 워킹 코일(150)에 공급하는 전류의 세기를 조절할 수 있다. 워킹 코일(150)에 공급되는 전류의 세기가 강할수록 화력이 강할 수 있다. 따라서, 제어부(190)는 조리 용기(1)의 예측 온도에 기초하여 워킹 코일(150)에 공급하는 전류의 세기를 조절할 수 있다.
구체적으로, 제어부(190)는 조리 용기(1)의 예측 온도가 높을수록 워킹 코일(150)에 공급하는 전류의 세기를 감소시킬 수 있다. 조리 용기(1)의 예측 온도가 높을수록 조리 용기(1)가 끓어 넘칠 가능성이 높으므로, 화력을 감소시켜 조리 용기(1)가 끓어 넘치는 문제를 최소화할 수 있다.
한편, 조리기기(10)의 화력은 파워 레벨로 표현될 수 있다. 파워 레벨은 조리기기(10)의 화력을 단계적으로 구분하여 나타낸 레벨일 수 있다. 조리기기(10)의 파워 레벨이 높을수록 강한 화력을 의미할 수 있다.
이어, 제어부(190)가 조리기기(10)의 화력을 조절하는 동작과 관련하여, 도 13 내지 도 14를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기가 파워 레벨을 조절하는 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 13은 조리 용기(1)의 재질이 법랑이고, 부하의 양이 300cc 인 경우 제어부(190)가 시간에 따라 예측한 조리 용기(1)의 예측 온도, 예측한 조리 용기(1)의 온도에 따라 조절한 파워 레벨 및 조리 용기(1)의 실제 온도 정보를 포함하는 그래프이다.
제어부(190)는 조리 용기(1)의 예측 온도(Y pred)에 따라 파워 레벨을 조절할 수 있다. 제어부(190)는 가열을 시작한 시점부터 예측 온도가 높아짐에 따라 파워 레벨을 순차적으로 낮게 조절할 수 있다.
예를 들면, 제어부(190)는 조리 용기(1)의 가열을 시작하는 시점인 0초부터 가열 시작 후 45초까지 터보 모드(Turbo Mode)에 해당하는 화력으로 조리 용기(1)를 가열할 수 있다. 터보 모드는 평균 2000 와트(Watt)의 파워(InverterPowerRMS)로 조리 용기(1)를 가열하는 모드일 수 있다.
다음으로, 제어부(190)는 조리 용기(1)의 예측 온도가 39℃가 되는 시점인 가열 후 45초가 경과하는 시점에 파워 레벨을 9로 제어할 수 있다. 파워 레벨 9는 터보 모드의 파워보다 낮은 평균 1300 와트의 파워로 조리 용기(1)를 가열하는 레벨일 수 있다. 예측 온도가 39℃가 되는 시점은 부하가 급격하게 가열되는 구간을 지난 시점일 수 있다.
다음으로, 제어부(190)는 조리 용기(1)의 예측 온도가 57℃가 되는 시점인 가열 후 110초가 경과하는 시점에 파워 레벨을 8로 조절할 수 있다. 파워 레벨 8은 파워 레벨 9의 파워보다 낮은 평균 700 와트의 파워로 조리 용기(1)를 가열하는 레벨일 수 있다. 예측 온도가 57℃가 되는 시점은 부하가 가열되어 기포가 생성되기 시작하는 시점일 수 있다.
다음으로, 제어부(190)는 조리 용기(1)의 예측 온도가 83℃가 되는 시점인 가열 후 270초가 경과하는 시점에 파워 레벨을 7로 조절할 수 있다. 파워 레벨 7은 파워 레벨 8의 파워보다 낮은 평균 550 와트의 파워로 조리 용기(1)를 가열하는 레벨일 수 있다. 예측 온도가 83℃가 되는 시점은 부하가 끓는 시점일 수 있다.
도 13의 조리 용기(1)의 실제 온도를 살펴보면, 제어부(190)가 터보 모드에서 파워 레벨을 9로 조절하는 시점의 온도는 35℃, 파워 레벨 9에서 파워 레벨 8로 조절하는 시점의 온도는 75℃, 파워 레벨 8에서 파워 레벨 7로 조절하는 시점의 온도는 100℃인 것을 확인할 수 있다. 이로부터, 제어부(190)가 파워 레벨을 낮추는 시점마다 실제 온도 또한 증가하였음을 알 수 있다.
한편, 조리 용기(1)를 터보 모드로 가열하기 시작하는 시점인 0초부터 파워 레벨을 9로 조절하기 전의 시점까지 조리 용기(1)의 실제 온도(Y real)가 급격하게 증가하는 것을 확인할 수 있다. 조리 용기(1)의 온도가 급격하게 증가하는 경우, 사용자가 파워 레벨을 낮추어야 함을 인지하기 전 조리 용기(1)가 끓어 넘칠 수 있다. 이에 따라, 사용자는 조리 용기(1)의 온도가 급격하게 증가하는 터보 모드를 자주 사용하지 않을 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기(10)는 터보 모드로 조리 용기(1)를 가열하는 경우에도 조리 용기(1)가 끓어넘치기 전 파워 레벨을 자동으로 낮추어 조리 용기(1)의 끓어 넘침을 방지할 수 있으므로, 터보 모드 사용 비중을 높일 수 있다.
이에 따라, 최대 출력으로 조리 용기(1)를 가열하는 터보 모드 사용이 증가함에 따라 조리 시간을 단축할 수 있는 이점이 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기(10)는 조리 용기(1)의 재질을 고려하여 정확한 시점에 파워 레벨을 조절할 수 있다.
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기가 파워 레벨을 조절하는 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 14는 도 13과 조리 용기(1)의 재질이 상이하고, 부하량이 동일한 경우 제어부(190)가 파워 레벨을 조절하는 동작을 설명하기 위한 그래프이다. 구체적으로, 도 14는 조리 용기(1)의 재질이 클래드(Clad)이고, 부하량이 550cc인 경우 제어부(190)가 시간에 따라 예측한 조리 용기(1)의 예측 온도, 예측한 조리 용기(1)의 온도에 따라 조절한 파워 레벨 및 조리 용기(1)의 실제 온도 정보를 포함하는 그래프이다.
제어부(190)는 조리 용기(1)의 가열을 시작하는 시점인 0초부터 가열 시작 후 90초까지 터보 모드(Turbo Mode)에 해당하는 화력으로 조리 용기(1)를 가열할 수 있다.
다음으로, 제어부(190)는 조리 용기(1)의 예측 온도가 43℃가 되는 시점인 가열 후 90초가 경과하는 시점에 파워 레벨을 9로 제어할 수 있다.
다음으로, 제어부(190)는 조리 용기(1)의 예측 온도가 82℃가 되는 시점인 가열 후 190초가 경과하는 시점에 파워 레벨을 8로 조절할 수 있다.
다음으로, 제어부(190)는 조리 용기(1)의 예측 온도가 85℃가 되는 시점인 가열 후 230초가 경과하는 시점에 파워 레벨을 7로 조절할 수 있다.
도 13과 도 14를 비교하면 제어부(190)가 파워 레벨을 조절하는 각 시점이 상이한 것을 알 수 있다. 이로부터, 조리 용기(1)의 부하량이 동일한 경우, 가열을 시작하는 파워 레벨이 동일하더라도 조리 용기(1)의 재질에 따라 상이한 시점에 화력이 조절되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 제어부(190)가 파워 레벨을 조절하는 온도 또한 상이한 것을 알 수 있다. 이로부터, 조리 용기(1)의 부하량이 동일한 경우, 가열을 시작하는 파워 레벨이 동일하더라도 조리 용기(1)의 재질에 따라 상이한 온도에서 화력이 조절되는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 제어부(190)는 조리 용기(1)의 재질 또는 부하량 등 다양한 환경 변수가 상이한 경우에, 환경 변수를 고려하여 상이한 시점 또는 상이한 온도에서 화력을 조절할 수 있다.
예를 들면, 부하량이 많을수록 제어부(190)가 화력을 조절하는 복수의 시점 사이의 간격이 넓을 수 있다. 또는, 조리 용기(1)의 재질의 열전도율이 높을수록 제어부(190)가 화력을 조절하는 복수의 시점 사이의 간격이 좁을 수 있다.
도 7을 정리하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기(10)는 끓음 예측 모델이 출력하는 조리 용기(1)의 온도 분포에 기초하여 조리 용기(1)의 온도를 정확하게 예측할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기(10)는 획득한 예측 온도에 따라 화력을 자동으로 조절하거나, 끓음 알람을 출력하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
이에 따라, 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기(10)는 사용자의 조리 과정에 대한 개입을 최소화함과 동시에 조리 용기(1)가 끓어 넘치는 문제를 최소화하여, 사용자의 편의성이 증대될 수 있다.
한편, 제어부(190)는 조리 용기(1)의 끓음 여부에 기초하여 화력을 조절할 수 있다.
관련하여, 도 15를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기가 조리 용기의 화력을 조절하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 15는 도 7에서 설명한 단계 S40의 다른 실시 예일 수 있다.
제어부(190)는 제2 화력으로 조리 용기(1)를 가열할 수 있다(S41).
제2 화력은 사용자가 직접 설정한 화력 또는 제어부(190)가 자동으로 조절한 화력일 수 있다.
제어부(190)는 예측 온도가 기설정된 기준 온도를 초과하는지 여부를 획득할 수 있다(S43).
제어부(190)는 예측 온도를 기설정된 기준 온도와 비교하여 끓음 여부를 판단할 수 있다. 제어부(190)는 예측 온도가 기설정된 기준 온도 초과이면 조리 용기(1)의 끓음으로 획득할 수 있다.
기준 온도는 조리 용기(1)가 끓을 가능성을 고려하여 미리 설정된 값일 수 있다. 기준 온도는 95℃일 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하므로, 이에 제한되지 않음이 타당하다.
제어부(190)는 예측 온도가 기설정된 기준 온도 초과이면, 조리 용기(1)를 가열하기 위한 화력을 제1 화력으로 조절할 수 있다(S45).
제어부(190)는 제2 화력으로 조리 용기(1)를 가열 중 예측 온도가 기설정된 기준 온도 초과이면, 조리 용기(1)의 끓음으로 획득하여 조리 용기(1)를 조절하기 위한 화력을 제2 화력보다 낮은 제1 화력으로 조절할 수 있다. 이에 따라, 조리 용기(1)에 담긴 부하물이 끓어 넘치는 문제를 방지할 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기(10)는 조리 용기(1)의 끓음으로 획득하면 끓음 알람을 출력할 수 있다. 조리기기(10)는 조리 용기(1)의 예측 온도가 기설정된 기준 온도 초과하는 시점에 끓음 알람을 출력할 수 있다. 끓음 알람은 출력부(180)를 통해 출력될 수 있다. 출력부(180)는 조리 용기(1)의 끓음을 알리기 위한 정보를 청각적 또는 시작적으로 출력할 수 있다.
이에 따라, 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기(10)는 사용자에게 조리 용기(1)의 끓음 상태 또는 끓음에 따른 조리 단계의 진행을 알릴 수 있으며, 사용자는 끓음 알람이 출력되는 시점까지 조리 과정에 집중하지 않아도 되는 편의상의 이점이 있다.
한편, 제어부(190)는 예측 온도가 기설정된 기준 온도 이하이면, 계속해서 제2 화력으로 조리 용기를 가열할 수 있다. 제어부(190)는 계속해서 제2 화력으로 조리 용기를 가열하며 예측 온도가 기설정된 기준 온도 이하인지 판단할 수 있다. 이 때, 제어부(190)는 예측 온도가 기설정된 기준 온도를 초과할 때까지 계속해서 예측 온도를 기설정된 기준 온도와 비교할 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기(10)는 기능 키(미도시)를 선택하는 사용자 입력을 수신하면 입력 데이터를 산출하고, 화력을 자동으로 조절할 수도 있다.
기능 키(미도시)는 조리기기(10)가 조리 용기(1)의 온도와 관련된 기능을 제공하기 위한 모드에 진입하거나, 벗어나기 위한 키일 수 있다. 조리 용기(1)의 온도와 관련된 기능은 조리 용기(1)의 온도에 따라 화력을 자동으로 조절하는 기능 및 조리 용기(1)의 온도에 따라 끓음 알람을 출력하는 기능 등을 포함할 수 있다. 사용자는 별도의 장치를 구비할 필요 없이 기능 키(미도시)를 선택하는 입력만으로 조리 용기(1)의 온도와 관련된 기능을 손쉽게 제공받을 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기(10)는 사용자가 조리 용기(1)의 온도와 관련된 기능을 제공받기 위해 기능 키(미도시)를 선택한 경우에만 입력 데이터를 산출하여 조리기기(10)의 연산량을 최소화할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기(10)는 사용자가 조리 용기(1)의 온도와 관련된 기능을 제공받기 위해 기능 키(미도시)를 선택한 경우에만 해당 기능을 제공함에 따라 사용자의 의도와 관계없이 자동으로 화력이 조절되는 등의 문제를 최소화할 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.

Claims (10)

  1. 조리 용기가 놓이는 상판부;
    상기 조리 용기를 통과하는 자기장을 발생시키는 워킹 코일;
    상기 워킹 코일에 전류를 공급하는 인버터;
    상기 조리 용기의 온도를 감지하는 센서; 및
    상기 센서 및 상기 인버터 중 적어도 하나에서 획득된 입력 데이터를 끓음 예측 모델에 적용하고, 상기 끓음 예측 모델의 출력에 기초하여 상기 조리 용기의 끓음 여부를 획득하는 제어부;를 포함하고,
    상기 끓음 예측 모델의 출력은 상기 조리 용기의 온도 분포를 고려한 예측 온도인
    조리기기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 예측 온도가 기설정된 온도 초과이면 상기 조리 용기의 끓음으로 획득하는
    조리기기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 조리 용기의 예측 온도에 기초하여 상기 워킹 코일에 공급하는 전류의 세기를 조절하는
    조리기기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 조리 용기의 예측 온도가 높을수록 상기 워킹 코일에 공급하는 전류의 세기를 감소시키는
    조리기기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 조리 용기의 끓음으로 획득하면 상기 조리 용기의 끓음 알람을 출력하는
    조리기기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 조리 용기의 끓음 여부에 기초하여 상기 조리 용기를 가열하기 위한 화력을 조절하는
    조리기기.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는
    제2 화력으로 상기 조리 용기를 가열하는 중 상기 조리 용기의 끓음으로 획득하면 상기 화력을 상기 제2 화력보다 낮은 제1 화력으로 조절하는
    조리기기.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 입력 데이터는
    상기 센서가 센싱한 조리 용기의 온도, 상기 인버터의 공진 전류 및 입력 전력 중 적어도 하나와 관련된 데이터를 포함하는
    조리기기.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 끓음 예측 모델은
    시계열 모델링 및 분포 추정 모델링 중 적어도 하나에 기반한 모델인
    조리기기.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 끓음 예측 모델의 출력은
    상기 온도 분포의 대표값인
    조리기기.


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