KR20200014636A - 히터의 온도를 제어하는 방법 및 그 방법을 수행하는 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

히터의 온도를 제어하는 방법 및 그 방법을 수행하는 에어로졸 생성 장치 Download PDF

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Abstract

에어로졸 생성 장치에 있어서, 장치에 수용되는 궐련을 가열하는 히터; 히터에 전력을 공급하는 배터리; 및 히터의 온도가 궐련으로부터 에어로졸이 적합하게 생성되도록 설정되는 기준 온도 이상이 되도록 히터에 공급되는 전력을 제어하고, 히터의 목표 온도를 설정하여 히터의 온도가 기준 온도로 유지되도록 히터에 공급되는 전력을 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 기준 온도 이하로 감소하는 히터의 온도를 보상하기 위해 목표 온도를 조정하는 장치가 제공된다.

Description

히터의 온도를 제어하는 방법 및 그 방법을 수행하는 에어로졸 생성 장치{Method for controlling heater temperature and aerosol generating device thereof}
본 개시는 히터의 온도를 보상하는 제어 방법 및 그 방법을 수행하는 에어로졸 생성 장치에 관한 것이다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하기 위한 대체 방법에 대한 수요가 증가하고 있다. 예를 들면, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성하는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 생성 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성되는 방법에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 가열식 궐련 또는 가열식 에어로졸 생성 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
에어로졸 생성 장치에 수용되는 궐련을 가열하는 히터의 온도를 제어하는 방법에 대한 연구도 진행되고 있다. 특히, 에어로졸 생성 장치로부터 사용자에게 균일한 에어로졸을 제공하기 위해 히터의 온도를 특정 온도로 유지하는 제어 방법이 개발되고 있다.
에어로졸 생성 장치가 사용자에게 에어로졸을 제공하기 위해서는 히터의 온도가 특정 온도 이상일 것이 요구되므로 사용자가 에어로졸 생성 장치를 통해 흡연을 하기 위해 대기해야 하는 시간이 발생한다. 따라서, 단시간 내에 히터의 온도를 특정 온도 이상으로 증가시키고 히터의 온도가 특정 온도로 유지되도록 제어하는 기술이 요구된다.
또한, 단시간 내에 특정 온도 이상으로 가열된 히터의 온도를 특정 온도로 유지하기 위해서는 히터의 온도를 하락시키는 방식의 제어가 수행되어야 한다는 점에서, 흡연이 진행됨에 따라 히터의 온도가 특정 온도 이하로 하락하게 되는 문제점이 발생하고, 그로 인한 흡연의 품질 저하가 발생한다. 따라서, 흡연의 품질 저하를 방지하기 위한 기술이 요구된다.
다양한 실시예들은 히터의 온도를 제어하는 방법 및 그 방법을 수행하는 에어로졸 생성 장치를 제공하는데 있다. 본 개시가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 개시의 일 측면에 따른 에어로졸 생성 장치는, 상기 장치에 수용되는 궐련을 가열하는 히터; 상기 히터에 전력을 공급하는 배터리; 및 상기 히터의 온도가 궐련으로부터 에어로졸이 적합하게 생성되도록 설정되는 기준 온도 이상이 되도록 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하고, 상기 히터의 목표 온도를 설정하여 상기 히터의 온도가 상기 기준 온도로 유지되도록 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 기준 온도 이하로 감소하는 상기 히터의 온도를 보상하기 위해 상기 목표 온도를 조정할 수 있다.
본 개시의 다른 측면에 따른 에어로졸을 생성하는 장치에 수용되는 궐련을 가열하는 히터의 온도를 제어하는 방법은, 상기 히터의 온도가 상기 궐련으로부터 에어로졸이 적합하게 생성되도록 설정되는 기준 온도 이상이 되도록 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 단계; 및 상기 히터의 목표 온도를 설정하여 상기 히터의 온도가 상기 기준 온도로 유지되도록 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 기준 온도로 유지되도록 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 단계는, 상기 기준 온도 이하로 감소하는 상기 히터의 온도를 보상하기 위해 상기 목표 온도를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 히터의 온도를 제어하는 방법에 의해 히터가 단기간 내에 기준 온도 이상으로 가열될 수 있어 사용자에게 에어로졸을 제공하기 위한 에어로졸 생성 장치의 준비에 소요되는 시간이 단축될 수 있고, 그에 따라 과도한 대기 시간 없이 흡연 초반부터 사용자에게 충분한 에어로졸이 제공될 수 있다.
또한, 히터를 과도하게 짧은 시간 내에 기준 온도 이상으로 가열함에 따라 히터의 온도가 하락하도록 히터의 온도를 제어하는 과정에서 발생되는 문제점으로서 흡연이 진행됨에 따라 히터의 온도가 기준 온도 이하로 하락하는 문제점을 해결할 수 있다. 따라서, 흡연이 진행되더라도 히터의 온도가 기준 온도로 유지될 수 있고, 에어로졸 생성 장치로부터 균일한 에어로졸이 제공될 수 있다.
도 1은 일부 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 예열 구간 및 유지 구간을 구분하여 히터의 온도를 제어하는 방식의 기존의 구간 구분 없이 제어하는 방식 대비 차이점 및 구간을 구분하여 제어하는 방식의 문제점을 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
도 3은 일부 실시예에 따른 목표 온도를 조정하는 일 예를 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
도 4는 일부 실시예에 따른 목표 온도를 조정하는 다른 예를 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
도 5는 일부 실시예에 따른 히터의 온도와 목표 온도의 차이값을 시간의 흐름에 따라 누적한 누적값을 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
도 6은 일부 실시예에 따른 누적값의 변화에 기초하여 목표 온도를 조정하는 일 예를 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
도 7은 일부 실시예에 따른 누적값의 변화에 기초하여 목표 온도를 조정하는 다른 예를 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
도 8은 일부 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치에 수용되는 궐련을 가열하는 히터의 온도를 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 오로지 예시를 위한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 하기 설명은 실시예들을 구체화하기 위한 것일 뿐 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 상세한 설명 및 실시예로부터 당해 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.
본 명세서에서 사용되는 '구성된다' 또는 '포함한다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 실시예들은 히터의 온도를 제어하는 방법 및 그 방법을 수행하는 에어로졸 생성 장치에 관한 것으로서 이하의 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서는 자세한 설명을 생략한다.
도 1은 일부 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)는 배터리(110), 제어부(120) 및 히터(130)을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 장치(100)에 더 포함될 수 있음은 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
장치(100)는 궐련(140)을 수용할 수 있다. 궐련(140)은 장치(100)에 삽입될 수 있고, 궐련(140)이 장치(100)에 삽입됨에 따라 히터(130)가 궐련(140)에 삽입될 수 있다. 도 1에서는 히터(130)가 궐련(140)의 내부에 삽입되는 봉형 또는 침형 히터인 것으로 예시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 히터(130)는 궐련(140)의 외부에 위치하여 외부에서 궐련(140)을 가열하는 히터일 수 있고, 봉형 또는 침형 히터가 아닌 고리형 또는 원통형 히터일 수 있다.배터리(110)는 장치(100)가 동작하기 위해 필요한 전력을 장치(100)에 포함되는 구성요소들에 공급할 수 있다. 배터리(110)는 히터(130)에 전류 펄스를 공급함으로써 히터(130)에 전력을 공급할 수 있다.
제어부(120)는 장치(100)에 포함되는 구성요소들의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(120)는 히터(130)에 전력이 공급되도록 배터리(110)를 제어할 수 있다.
제어부(120)는 배터리(110)가 히터(130)에 공급하는 전류 펄스의 주파수 및 듀티 사이클(duty cycle) 중 적어도 하나를 조정함으로써 히터(130)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(120)는 펄스 폭 변조(pulse width modulation)를 통해 전류 펄스의 주파수 및 듀티 사이클을 증가시켜 히터(130)에 공급되는 전력을 증가시킬 수 있다.
제어부(120)는 히터(130)의 온도에 대한 제어의 목표가 되는 목표 온도를 설정할 수 있고, 히터(130)의 온도 및 목표 온도의 차이값에 기초하여 히터(130)의 온도를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(120)는 히터(130)의 온도 및 목표 온도의 차이값, 차이값을 시간의 흐름에 따라 적분한 값 및 차이값을 시간의 흐름에 따라 미분한 값을 통한 피드백 제어 방식에 따라 히터(130)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.
예를 들면, 제어부(120)는 PID(Proportional-Integral-Derivative) 제어 방식으로 히터(130)의 온도를 제어할 수 있다. PID 제어의 계수는 히터(130)의 온도가 최적으로 제어될 수 있도록 실험적으로 미리 설정될 수 있다. 제어부(120)는 설정된 PID 제어의 계수에 따라 히터(130)의 온도가 목표 온도에 도달하도록 히터(130)의 온도를 제어할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, 제어부(120)는 PI 제어 방식 또는 PD 제어 방식으로 히터(130)의 온도를 제어할 수도 있다.
제어부(120)는 적어도 하나의 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 예를 들면, 제어부(120)는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 제어부(120)는 복수 개의 프로세싱 엘리먼트들(processing elements)로 구성될 수 있다.
장치(100)는 배터리(110), 제어부(120) 및 히터(130) 외에 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 센서는 장치(100) 내부에 배치되어 배치된 위치 근방의 온도를 측정할 수 있다. 센서는 측정된 온도를 제어부(120)에 전송할 수 있다. 예를 들면, 센서는 히터(130)의 내부 또는 히터(130)의 표면에 위치할 수 있고, 히터(130)의 온도를 측정하여 제어부(120)에 전송할 수 있다.
도 2는 예열 구간 및 유지 구간을 구분하여 히터의 온도를 제어하는 방식의 기존의 구간 구분 없이 제어하는 방식 대비 차이점 및 구간을 구분하여 제어하는 방식의 문제점을 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 예열 구간과 유지 구간을 구분하여 히터(130)의 온도를 제어하는 방식 및 예열 구간과 유지 구간을 구분하지 않고 전체 구간에 대해 히터(130)의 온도를 제어하는 방식에서 시간의 흐름에 따른 히터(130)의 온도 변화를 나타내는 그래프가 도시되어 있다. 또한, 예열 구간과 유지 구간을 구분하여 히터의 온도를 제어하는 경우 일정한 값으로 설정된 히터(130) 제어의 목표 온도가 도시되어 있다.
제어부(120)는 히터(130)의 온도를 기준 온도로 유지되도록 제어할 수 있다. 기준 온도는 궐련(140)으로부터 에어로졸이 생성되기에 가장 적합한 온도를 의미할 수 있다. 기준 온도는 궐련(140)의 종류에 따라 다른 값으로 설정될 수 있다. 예를 들면, 기준 온도는 240 ℃ 이상 360 ℃ 이하로 설정될 수 있다.
제어부(120)는 목표 온도를 설정할 수 있고, 히터(130)의 온도가 목표 온도에 도달하도록 히터(130)의 온도를 제어할 수 있다. 목표 온도는 기준 온도와 동일한 값으로 설정될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, 히터(130)의 온도를 보다 적절히 제어하기 위해 목표 온도는 기준 온도와 상이한 값으로 설정될 수도 있다.
예열 구간과 유지 구간을 구분하여 히터(130)의 온도를 제어하는 방식의 경우, 예열 구간에서 제어부(120)는 히터(130)의 온도가 기준 온도 이상이 되도록 히터(130)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 예열 구간은 히터(130)의 온도가 기준 온도 이상이 되도록 가열되는 구간을 의미할 수 있다. 도 2에 도시되어 있는 예시를 참조하면, 기준 온도는 300 ℃로 설정되었고, 히터(130)의 온도가 기준 온도보다 높아지는 시점 전까지의 구간이 예열 구간에 해당할 수 있다.
예열 구간에서, 제어부(120)는 히터(130)의 온도가 단시간 내에 기준 온도 이상이 되도록 히터(130)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(120)는 펄스 폭 변조를 통해 배터리(110)가 히터(130)에 공급하는 전류 펄스의 주파수 및 듀티 사이클을 각각의 최대치로 설정할 수 있다.
예열 구간과 유지 구간을 구분하여 히터(130)의 온도를 제어하는 방식의 경우, 유지 구간에서 제어부(120)는 히터(130)의 목표 온도를 설정하여 히터(130)의 온도가 기준 온도로 유지되도록 히터(130)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 유지 구간은 히터(130)의 온도가 기준 온도 이상이 되도록 가열되어 예열 구간이 종료된 시점 이후를 의미할 수 있다. 도 2에 도시되어 있는 예시를 참조하면, 히터(130)의 온도가 300 ℃로 설정된 기준 온도보다 높아지는 시점 이후의 구간이 유지 구간에 해당할 수 있다.
유지 구간에서, 제어부(120)는 목표 온도를 설정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(120)는 예열 구간이 종료되는 시점 또는 유지 구간이 시작되는 시점에서 목표 온도를 설정할 수 있다. 도 2에 도시된 예시를 참조하면, 예열 구간이 종료되는 시점이자 유지 구간이 시작되는 시점에서 설정되고, 일정한 값으로 유지되는 목표 온도가 도시되어 있다. 또한, 목표 온도가 300 ℃로 설정된 기준 온도와 동일한 값으로 설정되었음이 도시되어 있다.
유지 구간에서, 제어부(120)는 단시간 내에 기준 온도 이상으로 상승된 히터(130)의 온도를 기준 온도로 유지시키기 위해 히터(130)의 온도가 하락하도록 히터(130)에 공급되는 전력을 제어할 수 있다. 구체적으로, 히터(130)의 온도를 기준 온도로 유지하기 위해 히터(130)의 온도를 감소시키는 제어가 수행되도록 하는 PID 제어의 계수가 설정될 수 있다. 도 2에 도시된 예시를 참조하면, 예열 구간을 통해 기준 온도 이상으로 상승된 히터(130)의 온도가 유지 구간에서 감소하도록 하는 제어 결과가 도시되어 있다.
유지 구간에서, 히터(130)의 온도가 감소되도록 하는 PID 제어의 계수가 설정됨에 따라 히터(130)의 온도가 하락하여 기준 온도 이하가 될 수 있다. 예열 구간에서 단시간 내에 히터(130)를 기준 온도 이상으로 가열하기 때문에, 히터(130)의 온도가 기준 온도 이상으로 도달하는 시간이 단축될 수 있지만, 유지 구간에서 히터(130)의 온도를 기준 온도로 유지하기 어렵다는 문제점이 수반될 수 있다.
도 2에 도시된 예시를 참조하면, 흡연이 진행됨에 따라 히터(130)의 온도는 점차 감소하여 기준 온도 이하가 될 수 있음이 도시되어 있다. 궐련(140)은 기준 온도에서 가장 적합하게 에어로졸을 발생시킬 수 있다는 점에서 히터(130)의 온도의 기준 온도 이하로의 하락은 흡연 품질의 저하를 초래할 수 있다.
제어부(120)는 기준 온도 이하로 감소하는 히터(130)의 온도를 보상하기 위해 목표 온도를 조정할 수 있다. 히터(130)의 온도의 보상은 히터(130)의 온도가 기준 온도 이하로 감소하는 정도만큼 히터(130)의 온도를 증가시키는 방식으로 수행될 수 있다.
목표 온도를 조정하지 않고 일정한 값으로 유지하는 경우에 발생하는 히터(130)의 온도가 기준 온도 이하로 하락하는 문제점을 해결하기 위해 제어부(120)는 다양한 방식으로 목표 온도를 조정할 수 있다. 그에 따라, 제어부(120)는 기준 온도 이하로 하락하는 히터(130)의 온도를 보상하여 히터(130)의 온도를 기준 온도에 근접하도록 유지할 수 있다.
제어부(120)는 히터(130)의 온도가 기준 온도 이하로 하락하는 온도 하락 구간에서 목표 온도를 조정할 수 있다. 제어부(120)는 히터(130)의 온도가 기준 온도 이하로 하락하여 온도 하락 구간이 시작되는 시점에서 목표 온도를 조정할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 온도 하락 구간이 시작되는 시점보다 이른 시점 또는 늦은 시점에서 목표 온도를 조정할 수도 있다.
제어부(120)는 목표 온도를 실시간으로 조정할 수 있다. 제어부(120)는 히터(130)의 온도 변화 등에 기초하여 목표 온도를 어떻게 조정할 것인지를 실시간으로 판단할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, 제어부(120)는 목표 온도를 1회에 한하여 다른 값으로 변경할 수도 있다.
제어부(120)가 목표 온도를 조정하여 히터(130)의 온도를 보상함에 따라 히터(130)의 온도가 기준 온도 근방으로 유지될 수 있고, 그에 따라 온도 하락에 의한 흡연 품질의 저하를 방지할 수 있다. 따라서, 예열 구간 및 유지 구간이 분리됨에 따라 사용자에게 에어로졸을 제공하기 위해 장치(100)가 준비되는 시간이 단축될 수 있음과 동시에, 예열 구간에서 단시간 내에 히터(130)가 가열됨에 따라 유지 구간에서 히터(130)의 온도가 하락하는 문제점이 해결될 수 있다.
도 2를 참조하면, 예열 구간과 유지 구간을 구분하지 않고 전체 구간에 대해 히터(130)의 온도를 제어하는 방식 또한 도시되어 있다. 예열 구간과 유지 구간을 구분하지 않는 경우 흡연이 진행됨에 따라 히터(130)의 온도가 하락하는 문제점은 발생하지 않으나, 히터(130)의 온도가 기준 온도에 도달하기까지 소요되는 시간이 예열 구간과 유지 구간을 구분하는 경우에 비해 길어지고, 그에 따라 사용자에게 에어로졸을 제공하기 위해 장치(100)가 준비되는 시간이 길어질 수 있다. 도 2에 도시된 예시를 참조하면, 예열 구간과 유지 구간을 구분하는 경우에 비해 예열 구간과 유지 구간을 구분하지 않는 경우 히터(130)의 온도가 기준 온도에 도달하기 위해 보다 오랜 시간이 소요된다는 점이 도시되어 있다.
도 3은 일부 실시예에 따른 목표 온도를 조정하는 일 예를 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
제어부(120)는 목표 온도를 1회 변경시킴으로써 목표 온도를 조정할 수 있다. 도 3에 도시된 예시를 참조하면, 온도 하락 구간이 시작되는 시점에서 목표 온도가 기존의 값보다 큰 값으로 변경되어 유지되고, 그에 따라 히터(130)의 온도가 제어되는 태양이 도시되어 있다.
목표 온도를 1회 변경시킴으로써 목표 온도가 조정되는 경우, 목표 온도가 조정되지 않는 경우에 비해 히터(130)의 온도가 기준 온도에 보다 가깝게 유지될 수 있다. 또한, 제어부(120)가 목표 온도를 조정하는 방식이 간단하다는 점에서 소비 전력이 감소하고, 제어부(120)의 회로 구조가 단순해지는 등의 이점이 있을 수 있다.
도 4는 일부 실시예에 따른 목표 온도를 조정하는 다른 예를 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
제어부(120)는 목표 온도를 선형적으로 변경시킴으로써 목표 온도를 조정할 수 있다. 도 4에 도시된 예시를 참조하면, 온도 하락 구간이 시작되는 시점에서 목표 온도가 선형적으로 증가하고, 그에 따라 히터(130)의 온도가 제어되는 태양이 도시되어 있다.
목표 온도를 선형적으로 변경시킴으로써 목표 온도가 조정되는 경우, 목표 온도가 조정되지 않는 경우에 비해 히터(130)의 온도가 기준 온도에 보다 가깝게 유지될 수 있다. 또한, 제어부(120)가 목표 온도를 조정하는 방식도 비교적 복잡하지 않다는 점에서 소비 전력 감소 및 회로 설계 용이 등의 이점이 있을 수 있다.
도 3 및 도 4에 예시된 방식을 통해 비교적 간단하게 목표 온도를 조정하여 히터(130)의 온도를 보상할 수 있으나, 흡연이 오랜 시간 지속되는 경우 히터(130)의 온도 및 기준 온도의 차이가 생긴다는 점에서, 보다 정교하게 목표 온도를 조정하는 방식 또한 제안될 수 있다. 본 개시에 따른 제어 방법 및 장치(100)가 고안되는 과정에서, 도 5에 예시로서 도시된 값을 활용하여 목표 온도가 조정될 수 있음이 제시되었다.
도 5는 일부 실시예에 따른 히터의 온도와 목표 온도의 차이값을 시간의 흐름에 따라 누적한 누적값을 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 히터(130)의 온도 및 목표 온도의 차이값을 시간의 흐름에 따라 누적한 누적값이 도시되어 있다. 목표 온도보다 히터(130)의 온도가 더 높은 구간에서는 차이값이 양의 값을 가지므로 차이값을 누적한 누적값은 증가할 수 있다. 목표 온도보다 히터(130)의 온도가 더 낮은 구간에서는 차이값이 음의 값을 가지므로 누적값은 감소할 수 있다. 따라서, 도 5에 도시된 누적값이 최대가 되는 시점은 히터(130)의 온도가 목표 온도 이하로 하락하는 시점일 수 있다.
제어부(120)는 히터(130)의 온도 및 목표 온도의 차이값을 시간의 흐름에 따라 누적한 누적값에 기초하여 목표 온도를 조정할 수 있다. 제어부(120)는 실시간으로 측정되는 히터(130)의 온도 및 목표 온도의 차이값을 계산할 수 있고, 차이값을 누적하여 누적값을 계산할 수 있으며, 누적값으로부터 목표 온도를 조정할 수 있다. 따라서, 차이값, 누적값 및 목표 온도는 상호간에 영향을 미치며, 제어부(120)에 의해 실시간으로 계산되어 변경될 수 있다.
예를 들면, 제어부(120)는 누적값이 누적값의 최대치로부터 감소하는 정도를 계산할 수 있고, 감소하는 정도를 상수배하여 감소시킨 값을 초기값에 더하는 방식으로 목표 온도를 조정할 수 있다. 초기값은 유지 구간에서 제어부(120)에 의해 설정된 목표 온도와 동일한 값일 수 있다. 목표 온도는 도 5에 도시된 누적값이 감소하는 부분이 상하로 반전된 형태로 증가하도록 조정될 수 있다. 구체적인 목표 온도의 조정 방식 및 목표 온도가 조정됨에 따라 보상되는 히터(130)의 온도는 도 6에 도시되어 있다.
도 6은 일부 실시예에 따른 누적값의 변화에 기초하여 목표 온도를 조정하는 일 예를 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
제어부(120)는 누적값의 변화에 기초하여 목표 온도를 연속적으로 조정할 수 있다. 도 6을 참조하면, 누적값의 변화에 기초하여 목표 온도가 조정되는 경우의 히터(130)의 온도 변화 및 목표 온도가 조정되지 않고 일정한 값으로 유지되는 경우의 히터(130)의 온도 변화가 도시되어 있다.
제어부(120)가 누적값의 변화에 기초하여 목표 온도를 조정함에 따라 흡연이 진행되는 경우에도 히터(130)의 온도가 기준 온도에 가깝게 유지될 수 있다. 따라서, 장치(100)는 시간이 흐르더라도 흡연 품질의 저하 없이 궐련(140)으로부터 균일한 에어로졸을 발생시킬 수 있다.
도 7은 일부 실시예에 따른 누적값의 변화에 기초하여 목표 온도를 조정하는 다른 예를 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 누적값의 변화에 기초하여 목표 온도가 조정되는 다른 예시가 도시되어 있다. 도 6의 경우와 같이 제어부(120)는 히터(130)의 온도 및 목표 온도의 차이값을 시간의 흐름에 따라 누적한 누적값을 계산할 수 있고, 누적값의 변화에 기초하여 목표 온도를 조정할 수 있다.
다만, 제어부(120)가 누적값의 변화에 기초하여 목표 온도를 연속적으로 조정하는 도 6의 경우와 달리, 제어부(120)는 누적값의 변화에 기초하여 목표 온도를 불연속적으로 조정할 수도 있다. 불연속적으로 조정된 목표 온도에 의하는 경우에도 히터(130)의 온도는 기준 온도에 가깝게 유지될 수 있다.
제어부(120)가 누적값의 변화에 기초하여 목표 온도를 연속적으로 조정하는 방식이 불연속적으로 조정하는 방식보다 정밀한 히터(130)의 온도 보상을 제공할 수 있다. 다만, 제어부(120)가 누적값의 변화에 기초하여 목표 온도를 불연속적으로 조정하는 경우, 연속적으로 조정하는 경우에 비해 제어부(120)의 연산량이 감소하면서도 히터(130)의 온도가 적절히 보상될 수 있다.
도 8은 일부 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치에 수용되는 궐련을 가열하는 히터의 온도를 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(100)에 수용되는 궐련을 가열하는 히터의 온도를 제어하는 방법은 도 1에 도시된 장치(100)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 도 1의 장치(100)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 8의 에어로졸 생성 장치(100)에 수용되는 궐련을 가열하는 히터의 온도를 제어하는 방법에도 적용될 수 있다.
단계 s810에서, 장치(100)는 히터의 온도가 궐련으로부터 에어로졸이 적합하게 생성되도록 설정되는 기준 온도 이상이 되도록 히터에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.
단계 s820에서, 장치(100)는 히터의 목표 온도를 설정하여 히터의 온도가 기준 온도로 유지되도록 히터에 공급되는 전력을 제어할 수 있다.
단계 s820에서, 장치(100)는 히터의 온도가 기준 온도 이하로 감소하는 경우 히터의 온도를 보상하기 위해 목표 온도를 조정할 수 있다.
한편, 에어로졸 생성 장치(100)에 수용되는 궐련을 가열하는 히터의 온도를 제어하는 방법은 그 방법을 실행하는 명령어들을 포함하는 하나 이상의 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상에서 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
100: 에어로졸 생성 장치
110: 배터리
120: 제어부
130: 히터
140: 궐련

Claims (14)

  1. 에어로졸 생성 장치에 있어서,
    상기 장치에 수용되는 궐련을 가열하는 히터;
    상기 히터에 전력을 공급하는 배터리; 및
    상기 히터의 온도가 궐련으로부터 에어로졸이 적합하게 생성되도록 설정되는 기준 온도 이상이 되도록 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하고,
    상기 히터의 목표 온도를 설정하여 상기 히터의 온도가 상기 기준 온도로 유지되도록 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 기준 온도 이하로 감소하는 상기 히터의 온도를 보상하기 위해 상기 목표 온도를 조정하는, 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 히터의 온도 및 상기 목표 온도의 차이값을 시간의 흐름에 따라 누적한 누적값에 기초하여 상기 목표 온도를 조정하는, 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 누적값이 상기 누적값의 최대치로부터 감소하는 정도에 기초하여 상기 목표 온도를 조정하는, 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 누적값이 상기 누적값의 최대치로부터 감소하는 정도를 상수배하여 감소시킨 값을 초기값에 더하는 방식으로 상기 목표 온도를 조정하는, 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 목표 온도를 불연속적으로 조정하는, 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 목표 온도를 1회 변경시킴으로써 상기 목표 온도를 조정하는, 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 목표 온도를 선형적으로 변경시킴으로써 상기 목표 온도를 조정하는, 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 히터의 온도가 상기 기준 온도보다 높아지는 시점에서 상기 목표 온도를 설정하는, 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 히터의 온도가 상기 기준 온도 이하로 감소하는 시점에서 상기 목표 온도를 조정하는, 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 목표 온도를 상기 기준 온도와 동일한 값으로 설정하는, 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배터리가 상기 히터에 공급하는 전류 펄스의 주파수 및 듀티 사이클(duty cycle) 중 적어도 하나를 조정함으로써 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는, 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 기준 온도는 240 ℃ 이상 360 ℃ 이하인, 장치.
  13. 에어로졸 생성 장치에 수용되는 궐련을 가열하는 히터의 온도를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 히터의 온도가 상기 궐련으로부터 에어로졸이 적합하게 생성되도록 설정되는 기준 온도 이상이 되도록 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 단계; 및
    상기 히터의 목표 온도를 설정하여 상기 히터의 온도가 상기 기준 온도로 유지되도록 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 기준 온도로 유지되도록 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 단계는,
    상기 기준 온도 이하로 감소하는 상기 히터의 온도를 보상하기 위해 상기 목표 온도를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 에어로졸을 생성하는 장치에 수용되는 궐련을 가열하는 히터의 온도를 제어하는 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 히터의 온도가 상기 궐련으로부터 에어로졸이 적합하게 생성되도록 설정되는 기준 온도 이상이 되도록 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 단계; 및
    상기 히터의 목표 온도를 설정하여 상기 히터의 온도가 상기 기준 온도로 유지되도록 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 기준 온도로 유지되도록 상기 히터에 공급되는 전력을 제어하는 단계는,
    상기 기준 온도 이하로 감소하는 상기 히터의 온도를 보상하기 위해 상기 목표 온도를 조정하는 단계를 포함하는, 기록 매체.
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