KR0136055B1 - 전자레인지의 그릴요리시 팬모터 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자레인지에 관한 것으로, 특히 팬모터의 온,오프 듀티(Duty)비를 조절하여 히터의 복사열을 상승시킴과 아울러 가열실내의 온도를 적정수준으로 유지시키기에 적당하도록 한 전자레인지의 팬모터 제어방법에 관한 것이다.

종래의 전자레인지는 팬모터를 요리시작 시점부터 요리종료 시점까지 계속해서 구동시키므로 그릴 히터로 부터 발생된 열원이 배기구를 통해 외부로 배출되어 가열실내의 공기온도가 낮아 지며, 이로 인해 전체적인 요리시간이 지연되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 그릴기능이 입력되면 기설정된 요리시간 및 듀티비(D)를 계산하기 위한 비례상수(K), 바이어스값(a), 기준온도(Tref), 팬구동주기(t)를 내부메모리로 부터 인출하는 제 1과정과, 상기 인출한 요리시간동안 히터를 구동시키고 기준오도(Tref)와 감지온도(Ts)와의 차온도와 상기 비례상수(K) 및 바이어스값(a)을 연산하여 팬모터를 제어하기 위한 듀티비(D)를 산출하는 제 2과정과, 상기 산출한 듀티비(D)와 상기 팬구동주기(t)를 연산하여 팬모터의 구동시간 및 오프시간을 산출하여 팬모터를 제어하는 제 3과정을 순차실행시켜 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하였다.

Description

전자레인지의 그릴요리시 팬모터 제어방법

제1도는 일반적인 전자레인지의 사시도.

제2도는 종래 및 본 발명에 적용되는 전자레인지의 시스템 구성도.

제3도는 종래 그릴요리시 가열실내 온도변화 및 히터/팬 모터 구동팬턴도.

제4도는 본 발명 전자레인지의 그릴요리시 팬모터 제어과정 신호 흐름도.

제5도는 본 발명에 따른 그릴요리시 가열실내 온도변화 및 팬모터 구동팬턴도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

6 : 온도센서 9 : 마이컴

10 : 히터구동부11 : 팬구동부

본 발명은 전자레인지에 관한 것으로, 특히 팬모터의 온,오프 듀티(Duty)비를 조절하여 히터의 복사열을 상승시킴과 아울러 가열실내의 온도를 적정수준으로 유지시키기에 적당하도록 한 전자레인지의 팬모터 제어방법에 관한 것이다.

제1도는 그릴요리가 가능한 일반적인 전자레인지의 사시도로서, 도시된 바와 같이 캐비티의 상부에 형성되어 공기를 흡입하기 위한 흡입구(1)와, 상기 흡입구(1)를 통해 공기를 흡입하여 가열실(2)내로 순환시키기 위한 팬모터(3)와, 그릴요리를 위한 그릴히터(4)와, 상기 가열실(2)내에서 순환된 공기를 외부로 배출하기 위한 배기구(5)와, 상기 배기구(5)로 배출되는 공기의 온도를 감지하는 온도 센서(6)와, 전자레인지의 상태를 표시하기 위한 표시부(7)로 구성되었다.

제2도는 종래 및 본 고안에 적용되는 전자레인지의 시스템 구성도로서, 도시된 바와 같이 그릴요리 또는 자동요리등의 요리기능을 입력하기 위한 입력부(8)와, 상기 온도센서(6)로 검출한 온도와 상기 입력부(8)를 통한 요리기능에 따라 히터, 팬, 마그네트론을 제어하는 마이컴(9)과, 상기 마이컴(9)에서 출력되는 히터 제어신호에 따라 그릴 히터(4)를 구동하는 히터구동부(10)와, 상기 마이컴(9)에서 출력되는 팬제어신호에 따라 팬모터(3)를 제어하여 팬을 구동시키는 팬구동부(11)로 구성되었다.

이와 같이 구성된 전자레인지의 사시도 및 시스템을 참조하여 종래 전자레인지의 팬모터 제어동작을 첨부한 도면 제 3도에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 입력부(8)를 통해 그릴 요리가 입력되면 마이컴(9)은 히터 구동부(10) 및 팬구동부(11)를 구동시켜 그릴 히터(4)와 팬이 구동되도록 한다.

이후, 온도센서(6)를 통해 배기구(5)로 배출되는 공기의 온도를 검출하게 되며, 그 검출된 온도와 기설정된 기준온도(Tref)와를 대비하여 그릴 히터(4)를 제어한다

즉, 검출된 온도(T)가 기설정된 기준온도(Tref)보다 작으면 상기한 히터 구동부(10)를 계속 구동시켜 그릴 히터(4)를 구동시키고, 이와는 달리 검출된 온도(T)가 상기한 기준온도(Tref)보다 크게되면 상기한 히터 구동부(10)를 제어하여 그릴 히터(4)의 구동을 오프시킨다.

그리고 요리시작 시점부터 요리종료 시점까지 상기한 팬 구동부(11)를 구동시켜 흡입구(1)를 통해 외부로 부터 공기를 흡입하여 가열실(2)내의 공기를 순환토록 하며, 더불어 그 순환된 공기가 배기구(5)로 배출되도록 한다.

제3도의 상측 파형은 전술한 온도센서(6)에 의해 감지되는 온도의 변화도이며, 중측의 펄스형태의 파형은 그릴 히터(4)의 제어 패턴이며, 하측의 펄스 파형은 팬모터의 제어팬턴이다.

그러나 이와 같은 종래의 전자레인지는 팬모터를 요리시작 시점부터 요리종료 시점까지 계속해서 구동시키므로 그릴 히터로 부터 발생된 열원이 배기구를 통해 외부로 배출되어 가열실내의 공기온도가 낮아진다.

이로 인해 전체적인 요리시간이 지연되는 문제점이 있었다.

즉, 제3도에 도시한 가열실내의 온도변화 파형도에서 처럼 가열실내의 공기온도가 파도처럼 리플이 발생되어 요리시간을 지연시키게 된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 전자레인지의 제반문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 검출되는 온도와 기준온도와의 차에 비례상수를 승산하여 팬모터의 온,오프 듀티(Duty)비를 조절함으로써 히터의 복사열을 상승시킴과 아울러 가열실내의 온도를 적정수준으로 유지시키도록 전자레인지의 팬모터 제어방법을 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 방법은 그릴기능이 입력되면 기설정된 요리시간 및 듀티비(D)를 계산하기 위한 비례상수(K), 바이어스값(a), 기준온도(Tref), 팬구동주기(t)를 내부 메모리로 부터 인출하는 제 1과정과, 상기 인출한 요리시간동안 히터를 구동시키고 기준온도(Tref)와 감지온도(Ts)와의 차온도와 상기 비례상수(K) 및 바이어스값(a)을 연산하여 팬모터를 제어하기 위한 듀티비(D)를 산출하는 제 2과정과, 상기 산출한 듀티비(D)와 상기 팬구동주기(t)를 연산하여 팬모터의 구동시간 및 오프시간을 산출하여 팬모터를 제어하는 제 3과정으로 이루어진다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 적용되는 전자레인지의 스시템은 전술한 제2도의 종래 전자레인지의 시스템과 동일하므로 이를 참조하여 본 발명을 첨부한 도면 제4도 및 제5도에 의거 설명하면 다음과 같다.

먼저, 요리시간을 단축하기 위해서는 히터의 구동을 최대로 하여 가열실내의 온도가 고온으로 유지되도록 하여 음식물에 복사열이 전달되도록 하여야 한다.

이때 히터 구동을 많이 했을 경우 상대적으로 제품의 온도가 상승하여 제품의 성능에 영향을 미치므로 팬을 구동시켜 제품의 온도상승을 방지하게 된다.

그러나, 종래에는 팬구동을 요리시작 시점부터 요리완료 시점까지 계속구동시켜 요리에 필요한 열원을 외부로 유출시켰다.

이로 인해 요리시간이 지연되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 히터의 구동을 많이하면서도 제품의 성능에 영향을 미치지 않는 범위내에서 팬을 구동시켜 이를 방지하고자 한다.

즉, 제4도에 도시된 바와 같이, 그릴 요리가 입력부를 통해 입력되어 지면 마이컴은 기결정된 총요리시간 및 듀티비(D)를 구하기 위한 비례상수(K:실수값)와 바이어스값(a)및 히터를 제어하기 위한 기준온도(Tref), 팬구동 주기값(t)을 내부 메모리로 부터 인출한다.(S1)

다음단계로 상기 내부 메모리로 부터 인출한 총요리시간 만큼 히터를 구동시킨다.(S2)

이후, 매번 팬의 온,오프 주기(t)가 경과되면 새로운 듀티비(D)를 계산하기 위해 온도 센서를 통해 가열실내의 온도(Ts)를 감지 (S3)함과 아울러 팬을 구동시키기 위해 기결정한 팬주기(t)마다 온도 센서로 검출한 온도(Ts)와 그릴 요리를 행하기 위한 기준온도(Tref)와를 감산한다.

상기 감산한 차온도와 기결정된 비례상수(K)및 바이어스값(a)을 하기와 같이 연산하여 팬모터를 구동하기 위한 듀티비(D)를 연산한다. (S4)

D = K * (Ts - Tref ) +α -----------식(1)

그리하여 얻어진 듀티비(D)는 팬이 온하는 시간(ton)과 팬 구동주기(t)와의 비가되며, 팬구동주기(t)는 팬이 온되는 시간(ton)과 팬이 오프되는 시간(toff)과의 합이 된다.

이후 상기한 식(1)로 얻어진 듀티비(D)를 기설정된 최소 듀티비(0.3)와를 비교하여 최종적인 듀티비(D)를 결정한다.

즉, 상기 식(1)으로 얻어진 듀티비(D)와 최소 듀티비(0.3)와를 비교하여 산출한 듀티비(D)가 0.3보다 작거나 같으면 최소의 팬 듀티비인 0.3으로 듀티비를 결정하게 되며, 이와는 달리 산출한 듀티비(D)가 0.3보다 크게 되면 산출한 값을 듀티비(D)로 결정을 하게된다.(S5-S6).

이와 같이 최종적인 듀티비(D)를 결정하게 되면 다음단계로 기결정된 팬 온,오프 구동주기(t)와 상기 듀티비(D)를 연산하여 팬모터 온,오프 시간을 산출한다.(S7).

즉, 팬모터 구동시간(ton)은 기결정된 팬주기(t)와 듀티비(D)를 숭산하여 얻어지는 결과값을 팬모터 구동시간(ton)으로 설정하고, 팬모터 오프시간(toff)은 상기한 팬주기(t)에서 팬모터구동시간(ton)을 감산(t-ton)하여 그 결과값을 팬모터 오프시간(toff)으로 결정한다.

이와 같이 팬모터 구동시간(ton)과 팬모터 오프시간(toff)을 결정하게 되면 팬모터 구동시간 만큼 팬을 구동시키고(S8), 팬모터 구동시간이 경과되면(S9) 구동시킨 팬을 오프시킨다.(S10)

이후, 팬모터 오프시간도 경과되면(S11) 새로운 듀티비(D)를 산출하기 위해 이전에 산출한 듀티비(D)를 초기화 시키고(S12) 전체 요리시간의 경과 유무를 검색하여(S13) 전체 요리시간이 경과되지 않았으면 전술한 단계(S3)로 피이드백하여 이하의 단계(S4-S12)를 전체 요리시간이 경과될때까지 반복수행하여 팬모터를 제어함으로써 가열실내의 열손실이 없는 조건에서 팬모터를 제어한다.

그리고 상기와 같은 방법으로 팬모터를 제어하다가 전체 요리시간이 경과되면 상기 구동시킨 히터와 팬을 모두 오프시켜(S14)그릴 요리를 종료하게 되는 것이다.

다시말해 요리가 진행되는 동안 팬구동주기(t)마다 듀티비를 새롭게 산출함으로써 가열실내의 온도 변화에 따라 팬모터의 구동시간은 능동비례적으로 산출되므로 원하는 가열실내의 온도를 유지하면서 제품의 성능에 지장이 없도록 팬을 구동시켜 이상과열을 방지함과 아울러 요리시간을 단축시키게 되는 것이다.

제5도는 상기와 같은 제어방법으로 팬 모터를 제어하는 실시예로서, 도시된 바와 같이 히터를 온,오프 제어하기 위한 기준온도(Tref)를 150℃로 설정하고, 팬구동주기(t)를 20초, 듀티비 비례상수(K)를 0.1, 바이어스값(a)을 0.5로 결정하고, 히터는 최대의 복사열을 방출하기 위해 요리종료시 까지 항상 온시킨다고 가정하면 가열실내의 온도변화는 팬구동주기(t)인 20초 마다 A, B, C, D점에서 검출된다.

이때 팬을 온,오프하기 위한 듀티비(D)는 A, B, C, D점에서 연산되며 결국 팬모터의 구동시간 및 팬모터의 오프시간이 결정되어 각각의 팬구동주기(t)마다 가열실내의 온도변화와 비례하여 구동된다.

한편, 계산되는 팬구동 온,오프 듀티비(D)가 0.3보다 적을 경우에는 듀티비(D)를 최소 듀티비인 0.3으로 하여서 최소 30%의 팬이 온되게하여 제품의 이상과열을 방지하도록 한다.

제5도에 도시된 바와 같이 A점에서는 듀티비(D) = 0.1*(25℃-150℃) + 0.5 0.3이므로 듀티비(D)는 0.3이된다.

따라서 팬모터 구동시간(ton)은 t * 0.3 = 20초 * 0.3이므로 6초가되며, 팬모터 오프시간(toff)은 t-tton = 20초 -6초해서 14초가 된다.

마찬가지로 B점에서는 듀티비(D) = 0.1 * (170℃-150℃) + 0.5 = 0.2 + 0.5 = 0.7이므로 듀티비(D)는 0.7이된다.

따라서 팬모터 구동시간(ton)은 t * 0.7 = 20초 * 0.7이므로 14초가 되며, 팬모터 오프시간(toff)은 t-ton = 20초-14초해서 6초가 된다.

같은 방법으로 C점에서의 팬모터 구동시간(ton)은 6초가 되며, 팬모터 오프시간(toff)은 14초가 된다.

여기서 검출되는 가열실내의 온도(Ts)가 요구되는 기준온도(Tref)보다 큰 경우에는 팬듀티비(D)는 1에 가까운 값을 가지게되므로 결국 팬의 온시간을 길게하여 가열실내의 온도를 적정온도로 식히도록 행해지며, 검출되는 가열실내의 온도(Ts)가 기준온도(Tref)와 동일할 경우에는 팬 듀티비(D)는 0.5가 되므로 팬이 온,오프하는 시간이 팬주기(t)동안 같도록 하여 적정온도를 유지시키며 검출되는 가열실내의 온도(Ts)가 기준온도(Tref)보다 적을 경우에는 팬듀티비(D)는 0.3에 가까운 값이되는 팬이 온되는 시간을 적게하여 가열실내의 온도를 적정온도까지 상승시킬수 있도록 제어하게 되는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 가열실내의 온도변화와 기준온도와의 차에 비례상수를 승산하여 그 결과값으로 팬모터를 제어함으로써 히터의 복사열이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있어 복사열을 증가시킴과 아울러 요리시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 그릴기능이 입력되면 기설정된 요리시간 및 듀티비(D)를 계산하기 위한 비례상수(K), 바이어스값(a), 기준온도(Tref), 팬구동주기(t)를 내부메모리로 부터 인출하는 제 1과정과, 상기 인출한 요리시간동안 히터를 구동시키고 기준온도(Tref)와 감지온도(Ts)와의 차온도와 상기 비례상수(K) 및 바이어스값(a)을 연산하여 팬모터를 제어하기 위한 듀티비(D)를 산출하는 제 2과정과 상기 산출한 듀티비(D)와 상기 팬구동주기(t)를 연산하여 팬모터의 구동시간 및 오프시간을 산출하여 팬모터를 제어하는 제 3과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 전자레인지의 그릴요리시 팬모터 제어방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 2과정은 상기 인출한 요리시간동안 히터를 구동시키는 단계와, 가열실의 일측에 형성된 배기구로 배출되는 공기의 온도를 감지하는 단계와, 상기 기준온도(Tref)와 감지 온도(Ts)와의 차온도와 상기 비례상수(K) 및 바이어스값(a)을 연산하여 팬모터를 제어하기 위한 듀티비(D)를 계산하는 단계와, 상기 계산한 듀티비(D)를 설정된 최저 듀티비(0.3)와 비교하여 최종적인 듀티비를 설정하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 전자레인지의 그릴요리시 팬모터 제어방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 3과정은 상기 산출한 듀티비(D)와 상기 팬구동주기(t)를 연산하여 팬모터 구동시간(ton)을 산출하는 단계와, 상기 산출한 팬모터 구동시간(ton)과 팬 구동주기(t)를 연산하여 팬모터 오프시간(toff)을 산출하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 전자레인지의 그릴요리시 팬모터 제어방법.
4. 제 2항에 있어서, 상기 듀티비(D) 계산은 D = K * (Tref - Ts) +a 를 만족하는 것을 특징으로 하는 전자레인지의 그릴요리시 팬모터 제어방법.

   상기에서 K= 기설정된 비례상수(실수값)이고, Tref = 기설정된 기준온도이며, Ts = 감지되는 온도이고, a = 기설정된 바이어스값(실수값)이다.
5. 제 3항에서 있어서, 상기 팬모터 구동시간(ton)은 ton = t * D 를 만족하는 것을 특징으로 하는 전자레인지의 그릴요리시 팬모터 제어방법.

   상기에서 t = 기설정된 팬구동주기이며, D = 듀티비이다.
6. 제 3항에 있어서, 상기 팬모터 오프시간(toff)은 toff = t -ton을 만족하는 것을 특징으로 하는 전자레인지의 그릴요리시 팬모터 제어방법.

   상기에서 t = 기설정된 팬구동주기이며, ton = 팬모터 구동시간이다.
7. 제 2항에 있어서, 상기 최종적인 듀티비(D) 결정은 산출한 듀티비(D)가 0.3보다 작을 경우에는 듀티비(D)를 0.3으로 설정하고, 산출한 듀티비(D)가 0.3보다 클경우에는 산출한 듀티비(D)를 최종적인 듀티비(D)로 결정하는 것을 특징으로 하는 전자레인지의 그릴요리시 팬모터 제어방법.
8. 제 1항에 있어서, 상기 제 2과정의 듀티비(D)산출은 팬구동주기(t)마다 새롭게 산출하는 것을 특징으로 하는 전자레인지의 그릴요리시 팬모터 구동방법.