KR100272750B1 - 철도차량용 브레이크 제어장치 - Google Patents

철도차량용 브레이크 제어장치 Download PDF

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Abstract

(과제) 승차감을 손상하지 않고 전기 브레이크로부터 유체브레이크로의 이행을 행할 수 있는 철도차량용 브레이크 제어장치를 제공한다.
(해결수단) 전기 브레이크력의 감쇠를 모터차와 트레일러차에 소정비로 분배하여 연산처리함으로써, 전기 브레이크력의 감쇠를 보충하도록 발생시키는 유체브레이크력을, 모터차와 트레일러차에 분배하여 동일한 타이밍으로 시작한다.

Description

철도차량용 브레이크 제어장치
본 발명은, 철도차량용 브레이크 제어장치에 관한 것이다.
종래, 전기브레이크와 유체브레이크 (예컨대 공기브레이크)를 병용한 철도차량의 브레이크 제어장치에서는, 브레이크력 지령신호에 대하여 전기브레이크력을 최대한으로 이용함과 동시에, 전기브레이크력만으로는 지령된 브레이크력에 부족한 경우에, 그 부족분을 유체브레이크력에 의해 보충하는 제어를 행하고 있다. 이러한 전기브레이크는, 열차의 속도가 예컨대 시속 10km 정도까지 저하하면, 그 브레이크력이 감쇠한다. 따라서, 전기브레이크력의 감쇠를 유체브레이크력에 의해 보충할 필요가 있다. 이러한 전기브레이크로부터 유체브레이크로의 이행시는, 전기브레이크장치로부터 피드백하여 얻어진 전기브레이크력 등가신호에 의해서, 해당 전기브레이크력 등가신호의 저하를 보상하도록 유체브레이크력 지령신호를 출력시킨다. 그렇지만, 이론상은 완전히 보상이 이루어질 수 있도록 유체브레이크력 지령신호를 출력하더라도, 실제로는 유체브레이크장치 등의 응답 지연에 의해, 유체브레이크압에 의한 보충이 지연되어 일시적으로 전브레이크력의 저하가 발생한다. 전브레이크력의 일시적인 저하는 열차의 승차감을 손상함과 동시에, 제동거리도 증대시킨다.
그래서, 유체브레이크로의 이행을, 바른 전기브레이크력 등가신호에 의해서 행하게 하는 것이 아니고, 바른 전기브레이크력 등가신호에서 신호레벨을 일정한 관계로 내린 더미 신호에 의해서 유체브레이크력 지령신호를 출력한다. 이에 따라, 유체브레이크력에 의한 보충 타이밍을 빠르게 하여 응답 지연에 의한 영향을 봉쇄하여, 전브레이크력의 일시적인 저하를 방지하는 브레이크 제어장치가 제안되어 있다 (일본실공소 63-9477호 참조).
상기와 같은 종래의 브레이크 제어장치에 의하면, 전기브레이크로부터 유체브레이크로의 이행시의 전브레이크력의 일시적인 저하를, 어느 정도까지 방지할 수 있다. 그렇지만, 모터를 탑재한 모터차와, 모터를 탑재하지않은 트레일러차를 포함하여 편성된 철도차량용 브레이크 제어장치에는, 아래와 같은 문제점이 남아 있다. 도 6은, 이러한 브레이크 제어장치에서의, 전기브레이크로부터 유체브레이크로의 이행과정을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 6에서, 높이방향은 브레이크력 신호를 표시하고, 폭방향은 시간을 나타낸다. 높이방향의 최대치수는, 모터차와 트레일러차의 총브레이크력에 해당하는 편성브레이크력 지령신호(F)이고, 도시한 장방형 전영역을 상하로 분할한 각각의 높이가 트레일러차 브레이크력 지령신호(FT) 및 모터차 브레이크력 지령신호(FM)이다. 해칭을 설치한 영역은 전기브레이크의 부담범위를 나타내고, 그 이외의 영역은 유체브레이크의 부담범위를 나타내고 있다. 시간(t1)까지는 일정한 전기브레이크력이 발생하고 있고, 전기브레이크장치로부터 피드백하여 얻어진 전기브레이크력 등가신호는 FEO이다. 이것은, 모터차의 브레이크력 지령신호(FM)에 상당하는 브레이크력을 부담할 뿐 만 아니라, 트레일러차의 브레이크력 지령신호 FT의 일부에 상당하는 브레이크력도 부담하고 있다. 그리고 부족분(F-FEO)이 트레일러차의 유체브레이크에 의해 부담되어 있다. 이와 같이 하여, 모터차의 전기브레이크력을 최대한으로 활용하여, 부족분을 우선 트레일러차의 유체브레이크에 의해 부담시키는 제어방식을, 트레일러차 우선 지연해소방식이라고 한다.
상기와 같은 제어방식에서, 브레이크가 작용함으로써 열차의 속도가 저하하면, 전기브레이크력 등가신호(FE)는 시간(t1) 이후에 도면의 점선으로 도시한 바와 같이 저하한다. 여기서, 전술했듯이, 전기브레이크력 등가신호보다 신호레벨을 20% 정도 내린 더미 신호 (점선부분과 평행한 실선부분)를 생기게하고, 이 더미 신호에 의해서 유체브레이크력을 증가시킨다. 이 결과, 비해칭영역에 주목하면 명백하듯이, 시간(t1)에서 트레일러차의 브레이크부담이 급격히 증가하고, 그 후는 실선부분에 따라서 트레일러차의 유체브레이크 지령신호가 증가한다. 시간(t2)에서, 트레일러차의 브레이크부담은 100%에 달하여, 그 후 모터차의 유체브레이크력이 발생하고, 또한, 증가해 간다.
도 7은, 열차속도와 브레이크력의 여러가지 양을 개별로 나타낸 그래프이다. (a)에 나타내는 열차속도가 시간(t1)에서 V1 (예컨대 시속 9∼10km 정도)으로 까지 감속하면, 그 이후는 (b)의 점선으로 도시한 바와 같이, 전기브레이크력에 해당하는 전기브레이크력 등가신호가 저하한다. 여기서, 더미 신호(FDE)를 생기게한다. 따라서, 이론상 생겨야되는 유체브레이크력은 (c)의 실선에 도시한 바와 같이, (b)의 실선부분의 특성과 상보적인 특성이 된다. (c)의 실선에 나타내는 유체브레이크력은, (d)의 실선에 나타내는 M차 (모터차)의 유체브레이크력과 (e)의 실선에 나타내는 T차 (트레일러차)의 유체브레이크력에 의해 구성되어 있다.
그렇지만, (d) 및 (e)에 도시한 바와 같이, 유체브레이크력의 상승은 모터차와 트레일러차에서 타이밍이 다르고, 게다가 그 변화는 비교적 심하다. 특히, 트레일러차의 유체브레이크력은, 더미 신호 출력개시 시점의 신호의 단차에 의해 변화가 극히 심하다. 이 때문에, 실제로는 유체브레이크장치 등의 응답이 늦고, 이론대로의 특성은 얻기 어렵다. 따라서, 실제의 모터차 및 트레일러차의 유체브레이크의 상승은, 각각 점선으로 도시한 바와 같이 지연을 따른, 종합 유체브레이크력은, (c)의 점선으로 도시한 바와 같이 상승한다. 따라서, 이것은 (b)에 나타내는 전기브레이크력 신호와 정확하게 상보적인 특성이 될 수 없었다. 이 때문에, 열차의 전브레이크력에 일시적인 변동이 생겨, 승차감이 손상된다는 문제점이 있었다.
상기와 같은 종래의 문제점에 감안하여, 본 발명은, 승차감을 손상하지 않고 전기브레이크로부터 유체브레이크로의 이행을 행할 수 있는 브레이크 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1는 본 발명의 제1실시형태에 의한 철도차량용 브레이크 제어장치를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 상기 브레이크 제어장치에서의 전기 브레이크로부터 유체브레이크로의 이행과정의 신호변화를 나타내는 그래프이다.
도 3는 상기 이행과정에서의 브레이크력의 구성의 변화를 도시한 도면이다.
도 4는 다른 조건하의 이행과정에서의 브레이크력의 구성의 변화를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2실시형태에 의한 철도차량용 브레이크 제어장치에서의 전기 브레이크로부터 유체브레이크로의 이행과정의 신호변화를 나타내는 그래프이다.
도 6는 종래의 브레이크 제어장치에서의 전기 브레이크로부터 유체브레이크로의 이행과정의 브레이크력의 구성의 변화를 도시한 도면이다.
도 7는 종래의 브레이크 제어장치에서의 전기 브레이크로부터 유체브레이크로의 이행과정의 신호변화를 나타내는 그래프이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1: 편성브레이크력 지령부 2: M차 브레이크력 설정기
3: T차 브레이크력 설정기 4: 전기브레이크력 지령부
5: 전기브레이크장치 6: 전환스위치
7: 전기브레이크력 검출기 8: 죄임신호발생기
9, 12, 14, 19: 연산기 11: M차 유체브레이크장치
15: T차 유체브레이크장치 16: 더미 신호발생기
17: M차 전제부담결정부 18: T차 전제부담결정부
본 발명에 의한 철도차량용 브레이크 제어장치는, 모터차 및 트레일러차를 포함하여 편성된 열차의 전기브레이크장치 및 유체브레이크장치를, 트레일러차 우선의 지연해소 방식으로 제어하는 브레이크 제어장치로서, 모터차가 부담하는 브레이크력(FM)을 설정하는 모터차 브레이크력 설정수단과, 트레일러차가 부담하는 브레이크력(FT)을 설정하는 트레일러차 브레이크력 설정수단과, 상기 전기브레이크장치에 의해 발생하는 전기브레이크력 등가신호(FE)를 검출하는 전기브레이크력 검출수단과, 열차속도의 저하에 따른 전기브레이크로부터 유체브레이크로의 이행을 지시하는 전제(電制)죄임신호를 발생하는 죄임신호발생수단과, 전기전제죄임신호를 받은 경우에서, 해당 전제죄임신호를 받기 전의 전기브레이크력 등가신호를 FEO로 하고, 그 중 T차 해당의 전기브레이크력 등가신호(FBT) 및 M차 해당의 전기브레이크력 등가신호(FBM)을 각각,
FBT= FEO- FM(단, FEO> FM으로 한다. ), 및, FBM= FEO- FBT으로 하고, 또한, 해당 전제죄임신호를 받은 후의 전기브레이크력 등가신호(FE)에 근거하여 설정되는 전기브레이크력 신호를(FDE)로 할 때, 모터차의 유체브레이크력 지령신호(FAM) 및 트레일러차의 유체브레이크력 지령신호(FAT)를,
FAM= FM- (FBM/ (FBM+ FBT))·FDE, 및,
FAT= FT- (FBT/ (FBM+ FBT))·FDE
로 하는 유체브레이크력 제어수단을 구비한 것이다 (청구항1).
이와 같이 구성된 브레이크 제어장치에서는, 전기브레이크력의 감쇠를 모터차와 트레일러차로 분배하여 연산처리하는 것으로, 전기브레이크력의 감쇠를 보충하도록 발생시키는 유체브레이크력을, 모터차와 트레일러차로 분배하여 동일한 타이밍으로 상승한다. 이것에 의해서, 유체브레이크력은 모터차와 트레일러차에 동시 분산되어 상승하므로, 개개의 상승변화는 작아지고, 상승분배도 완만하게 된다. 따라서, 유체브레이크장치 등에서의 실제 출력의 추종성이 좋게 된다.
상기 브레이크 제어장치(청구항1)에서, 전기브레이크력 신호(FDE)는, 전기브레이크력 등가신호(FE)와 일정한 관계를 가지고 해당 전기브레이크력 등가신호(FE)보다도 신호레벨을 내린 더미 신호이더라도 좋다 (청구항2).
더미 신호를 사용함에 따라 유체브레이크력을 빨리 상승하도록 하면, 유체브레이크장치 등의 응답 지연을 보상할 수 있다.
상기 브레이크 제어장치 (청구항1)에서, 죄임신호발생수단은, 전기브레이크력 등가신호(FE)가 저하하기 시작하는 시점보다 소정시간 빠르고 전제죄임신호를 발생하는 것이라도 좋다 (청구항3).
이 경우, 전제죄임신호에 따라서 유체브레이크력을 빨리 상승하도록 하면 유체브레이크장치 등의 응답 지연이 있더라도, 실제 전기브레이크력의 저하를 유체브레이크에 의해 적시에 보충하여 전브레이크력의 변동을 방지할 수 있다.
상기 브레이크 제어장치 (청구항1)에서, 죄임신호발생수단은, 전기브레이크력 등가신호(FE)가 저하하기 시작하는 시점보다 소정시간 빠르고 전제죄임신호를 발생하여, 유체브레이크력 제어수단은, 전기브레이크력 등가신호(FE)가 저하하기 시작하는 시점보다 소정시간 빠르고, 전기브레이크력 등가신호(FE)보다 신호레벨을 내린 더미 신호를 상기 전기브레이크력 신호(FDE)로서 제공하는 것이라도 좋다 (청구항4).
이 경우, 전기브레이크로부터 유체브레이크로의 이행이 빨리 진행하기 때문에, 유체브레이크장치 등의 응답 지연이 있더라도, 실제 전기브레이크력의 저하를 유체브레이크에 의해 적시에 보충하여 전브레이크력의 변동을 방지할 수 있다.
(발명의 실시의 형태)
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 철도차량용 브레이크 제어장치를 나타내는 블럭도이다. 해당 철도차량은 모터를 탑재한 모터차(이하, M차라고 한다)와 모터를 탑재하지 않은 트레일러차(이하, T차라고 한다)에 의해 편성되어 있다. 도면에서, 편성브레이크력 지령부(1)는, 운전사의 브레이크조작에 따라서, 열차전체에서 필요로 하는 편성브레이크력 지령신호(F)를 M차 브레이크력 설정기(2), T차 브레이크력 설정기(3), 및 전기브레이크력 지령부(4)에 전달한다. 전기브레이크력 지령부(4)에는, M차의 모터를 이용한 전기브레이크장치(5)가 접속되어 있다. 전기브레이크력 지령부(4)는 리미터 특성을 가지고, 그 출력인 전기브레이크력 지령신호(E)는, 편성브레이크력 지령신호(F)가 M차의 최대점착 브레이크력 등가신호(H) 미만일 때 E = F이고, 편성브레이크력 지령신호(F)가 최대점착 브레이크력 등가신호(H) 이상일 때 E = H가 된다.
전기브레이크장치(5)에는 전기브레이크력 검출기(7) 및 죄임신호발생기(8)가 접속되어 있다. 전기브레이크력 검출기(7)는, 전기브레이크장치(5)에서 실제로 발생하고 있는 전기브레이크력에 해당하는 전기브레이크력 등가신호(FE)를 검출한다. 죄임신호발생기(8)는, 전기브레이크장치(5)에서 실제로 발생하고 있는 전기브레이크력으로부터 열차의 속도를 검지하여, 전기브레이크로부터 유체브레이크로의 이행을 해야 할 소정의 속도범위에서 전기제동죄임신호(이하, 전제죄임신호라고 한다)를 발생한다. 또, 본 실시형태에서 죄임신호발생기(8)는 전기브레이크장치(5)와는 별개로 설치되지만, 전기브레이크장치(5)에 내장하여 설치할 수도 있다.
한편, M차 브레이크력 설정기(2) 및 T차 브레이크력 설정기(3)는, 각각, M차가 부담해야 할 브레이크력에 해당하는 브레이크력 지령신호(FM) 및 T차가 부담해야 할 브레이크력에 해당하는 브레이크력 지령신호(FT)를 아래의 식에 의해 결정한다.
FM= WM· F / (WM+ WT)
FT= WT· F / (WM+ WT)
단, WM및 WT는 각각 M 차의 중량 및 T 차의 중량이다.
M차 브레이크력 설정기(2) 및 전기브레이크력 검출기(7)는, 각각 전환스위치(6)를 통해 연산기(9)의 플러스의 입력단자 및 마이너스의 입력단자에 접속되어 있다. 또한, M차 브레이크력 설정기(2) 및 전기브레이크력 검출기(7)는, 각각 전환스위치(6)를 통해 연산기(12)의 마이너스의 입력단자 및 플러스의 입력단자에 접속되어 있다.
전환스위치(6)는 도면중의 4군데에 설정되어 있고, 모든 전환스위치(6)가 동시에 동작한다. 전환스위치(6)는 죄임신호발생기(8)에 의해서 구동되고, 구동되지 않는 도시의 상태에서는 접점(6b) 측에 전기회로를 개방하여, 구동되면 접점(6a) 측에 전기회로를 개방한다.
연산기(9)는 다이오드(10) 및 전환스위치(6)를 통해 M차 유체브레이크장치(11)에 접속되어 있다. M차 유체브레이크장치(11)는, M차에 탑재된 유체브레이크장치이다. 한편, 연산기(12)는 다이오드(13) 및 전환스위치(6)를 통해 연산기(14)의 마이너스의 입력단자에 접속되어 있다. 이 연산기(14)의 플러스 입력단자는 T차 브레이크력 설정기(3)와 접속되어 있다. 그리고, 연산기(14)는 T차 유체브레이크장치(15)와 접속되어 있다. T차 유체브레이크장치(15)는, T차에 탑재된 유체브레이크장치이다.
더미 신호발생기(16)의 입력측은, 전환스위치(6)의 접점(6a) 및 죄임신호발생기(8)와 접속되어 있다. 더미 신호발생기(16)의 출력측은, M차 전제부담결정부(17) 및 T차 전제부담결정부(18)와 접속되어 있다. 해당 더미 신호발생기(16)는 전기브레이크력 검출기(7)로부터 받은 신호에 대하여 후술하는 일정한 관계를 가지는 더미의 출력신호를 M차 전제부담결정부(17) 및 T차 전제부담결정부(18)에 제공한다.
연산기(19)의 플러스의 입력단자는 전환스위치(6)의 접점(6a)과 접속되고, 마이너스 입력단자는 M차 전제부담결정부(17)의 출력측과 접속되어 있다. 또한, 연산기(19)의 출력단자는 전환스위치(6)의 접점(6a)과 접속되어 있다. T차 전제부담결정부(18)의 출력측은 전환스위치(6)의 접점(6a)과 접속되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된 브레이크 제어장치에서, 열차의 역행중에 편성브레이크력 지령부(1)로부터 편성브레이크 지령신호(F)가 출력되었을 때, 같은 신호(F)가 M차의 최대점착 브레이크력(H) 미만인 경우는, 전기브레이크력 지령부(4)로부터 전기브레이크력 지령신호 E (= F)가 출력된다. 전기브레이크장치(5)는 이것을 받아, 전기브레이크를 작용시킨다. 전기브레이크의 작용개시 당초로서 열차의 속도가 소정치 이상인 경우에는, 죄임신호발생기(8)는 전제죄임신호를 발생하지 않기 때문에, 전환스위치(6)는 접점(6b) 측에 개방되어 있다. 따라서, 전기브레이크력 검출기(7)로부터 연산기(9)에 대하여, 전기브레이크장치(5)에서 실제로 발생하고 있는 전기브레이크력에 해당하는 전기브레이크력 등가신호(FE)가 부여된다. 연산기(9)에서는, M차가 부담해야 할 브레이크력 지령신호(FM)에서 상기 전기브레이크력 등가신호(FE)를 감하는 연산이 이루어진다.
전기브레이크작용 개시당초로서 열차의 속도가 소정치 이상인 경우에는, M차의 브레이크력 지령신호(FM)보다 전기브레이크력 등가신호(FE) 쪽이 크기 때문에, 연산기(9)의 출력은 마이너스 값이 된다. 따라서 다이오드(10)의 출력은 0이고,M차 유체브레이크장치(11)에는 유체브레이크 지령신호가 부여되지 않는다. 한편, 연산기(12)에서는, M차의 브레이크력 지령신호(FM) 보다 전기브레이크력 등가신호(FE)의 쪽이 크기 때문에, 출력은 플러스 값이 된다. 이 플러스 값은 다이오드(13) 및 전환스위치(6)를 통해 연산기(14)에 입력된다. 그리고, 연산기(14)에서는, T차가 부담해야 할 브레이크력에 해당하는 브레이크력 지령신호(FT)로부터 상기 플러스 값이 감산되어 출력된다. T차 유체브레이크장치(15)는 이것을 받아 T차에 유체브레이크를 작용시킨다.
이 결과, 전기브레이크가 M차에 작용하고, 또한, M차의 브레이크 부담량을 넘어 발생하고 있는 전기브레이크의 양을 T차의 브레이크 부담량에서 뺀 양의 유체브레이크가 T차에 작용한다.
다음에, 열차의 속도가 저하하여, 전기브레이크로부터 유체브레이크로의 이행이 행해질 때의 동작에 관하여 도 2의 그래프를 참조하면서 설명한다.
열차속도가 시속(V1)(예컨대 9∼10km)까지 저하하면, 죄임신호발생기(8)는 전제죄임신호(도 2b)를 출력한다. 전제죄임신호는 열차속도가 V2로 저하하는 시간(T2)까지 유지된다. 전제죄임신호의 출력과 동시에, 전환스위치(6)는 접점(6a) 측에 개방된다. 또한, 전제죄임신호를 받은 더미 신호발생기(16)는, 전기브레이크력 검출기(7)에 의해서 추출된 전기브레이크력 등가신호(FE)를 기초로 하여 더미 신호(FDE)를 발생시킨다 (도 2c). 구체적으로는, 전제죄임신호를 받기 전의 전기브레이크력 등가신호(FEO)를 20% 감한 값을 초기치로 하고, 이후, 실제 전기브레이크 등가신호(FE)와 동일구배로 하강하는 특성을 더미 신호(FDE)로 한다. 이 더미 신호(FDE)는, M차 전제부담결정부(17) 및 T차 전제부담결정부(18)에 부여되고, 각각에서의 부담분이 결정된다. 도 3은, 이 부담결정의 개념을 나타내는 도면이다.
도 3에서, 높이방향은 브레이크력 신호를 표시하고, 폭방향은 시간을 나타낸다. 높이방향의 최대치수는 편성브레이크력 지령신호(F)이고, 도시한 장방형 전영역을 상하로 분할한 각각의 높이가 T차 브레이크력 지령신호(FT) 및 M차 브레이크력 지령신호(FM)이다. 해칭을 설치한 영역은 전기브레이크의 부담범위를 나타내고, 그것 이외의 영역은 유체브레이크의 부담범위를 나타내고 있다. 도시한 경우는, 전기브레이크의 감쇠개시전의 값이 전술의 FEO이고, 이것은 M차의 브레이크력 지령신호(FM)에 상당하는 브레이크력을 부담할 뿐만 아니라, T차의 브레이크력 지령신호(FT)의 일부에 상당하는 브레이크력도 부담하고 있다. 그리고 부족분 (F-FEO)이 T차의 유체브레이크에 의해 부담되어 있다. 이와 같이 하여, M차의 전기브레이크력을 최대한으로 활용하고, 부족분을, 우선 T차의 유체브레이크에 의해서 부담하는 제어방식, 즉 T차 우선 지연해소방식을 취하고 있다.
상기 전기브레이크력 등가신호(FEO)는, M차의 원래의 브레이크 부담량에 대하여 100%의 값인 전기브레이크력 등가신호(FBM)(즉, FBM= FM)와, T차의 브레이크 부담량의 몇%인지를 차지하는 전기브레이크력 등가신호(FBT)와의 합에 의해 성립되어 있다. 즉, FBT는, FBT= FEO- FM의 관계에 있다.
따라서, 전기브레이크력 등가신호(FBM)는 M차의 브레이크력 신호로서 사용되고, 전기브레이크력 등가신호(FBT)는 T차의 브레이크력 신호로서 사용되고 있다.
즉, 실제로 전기브레이크력을 제공하고 있는 것은 M차 뿐 이지만, 외견상은, FBM은 M차 상당의 전기브레이크력 등가신호이고, FBT는 T차 해당의 전기브레이크력 등가신호이다. 그래서, FBM및 FBT를 기준으로서, 그 후의 전기브레이크력의 감쇠를 M차 및 T차로서 분배하여 연산처리함으로써 M차 및 T차에서 동일한 타이밍으로 유체브레이크에 의한 보충을 행하는 「균일보충」의 수법을 도입한다.
전술했듯이, 시간(T1) 이후의 전기브레이크력 신호는, 전기브레이크력 등가신호(FE) 그 자체가 아니고, 더미 신호(FDE)에 따라서 부여되지만, 이 더미 신호(FDE)를, M차 상당분(FEM)과 T차 상당분(FET)으로 분배한다. 분배비는, 감쇠전의 전기브레이크력 등가신호(FBM및 FBT)에 의한다. 즉,
FEM= (FBM/ (FBM+ FBT))·FDE··(1)
FET= (FBT/ (FBM+ FBT))·FDE··(2)
이고, 이것들은 각각 도 3의 실선에 도시한 바와 같이 감쇠한다. 또, 도면중의 점선은, 가령, 더미 신호(FDE)가 아니고 전기브레이크력 등가신호(FE)를 상기 식 (1) 및 (2)의 분배비로 분배한 경우의 특성을, 참고를 위해 나타낸 것이다.
따라서, 전기브레이크로부터 유체브레이크로의 이행중의 임의의 FDE에 대한 M차의 유체브레이크력 지령신호(FAM) 및 T차의 유체브레이크력 지령신호(FAT)는,
FAM= FM- (FBM/ (FBM+ FBT))·FDE··(3), 및,
FAT= FT- (FBT/ (FBM+ FBT))·FDE··(4)
가 되고, 도 3의 비해칭영역에 도시한 바와 같이 시간의 경과과 함께 증대한다.
상기 유체브레이크력 지령신호(FAM및 FAT)에 따라서 생기는 M차 및 T차의 이론상의 유체브레이크력은, 각각 도 2의 (e) 및 (f)에 나타내는 특성이 된다. 이것들의 특성은, 더미 신호(FDE)가 M차와 T차에 동일 타이밍으로 분배됨으로써, 개개로는 상승의 변화량이 작아지고, 또한, 그 후의 유체브레이크력의 상승의 구배가 작다. 따라서, 유체브레이크장치 등의 응답 지연에 의한 영향이 거의 나타나지 않고, 실제로 얻어진 유체브레이크력도 이것들의 이론상의 특성과 거의 변하지 않는다. 따라서, (d)에 나타내는 양자의 합산특성에 관해서도, 실제로 생기는 보충력(점선)이 이론상의 보충력(실선)에 대하여 아주 약간 늦는 정도이고, 실질적으로 이론상의 특성과 동일하게 인지되는 유체브레이크력을 실제로 제공할 수 있다.
이렇게 해서, 전브레이크력의 변동을 방지해야만 하고 적절히 설정된 더미 신호를 포함하는 특성(c)에 대하여, 정확하게 상보적인 특성(d)을 제공할 수 있기 때문에, 전브레이크력의 변동을 방지할 수 있다. 이것에 의해서, 열차의 승차감을 손상하지 않고, 전기브레이크로부터 유체브레이크로의 이행을 행할 수 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 편성브레이크 지령신호(F)가 M차의 최대점착 브레이크력(H) 미만인 경우에 관하여 설명하였지만, 같은 신호(F)가 M차의 최대점착 브레이크력(H) 이상인 경우는 아래와 같이 된다.
즉, 이 경우는, 전기브레이크력 지령부(4)로부터 전기브레이크력 지령신호 E (=H)가 출력된다. 전기브레이크장치(5)는 이것을 받아, 전기브레이크를 작용시킨다. 전기브레이크의 작용개시 당초로서 열차의 속도가 소정치 이상인 경우에는, 죄임신호발생기(8)는 전제죄임신호를 발생하지 않기 때문에, 전환스위치(6)는 접점(6b) 측에 개방되어 있다. 따라서, 전기브레이크력 검출기(7)로부터 연산기(9)에 대하여, 전기브레이크장치(5)에서 실제로 발생하고 있는 전기브레이크력에 상당하는 전기브레이크력 등가신호(FE)가 부여된다. 연산기(9)에서는, M차가 부담해야 할 브레이크력 지령신호(FM)에서 상기 전기브레이크력 등가신호(FE)를 감하는 연산이 이루어진다.
여기서, M차의 브레이크력 지령신호(FM)는 전기브레이크력 등가신호(FE)보다 크기 때문에, 연산기(9)의 출력은 플러스 값이 된다. 따라서 다이오드(10) 및 전환스위치(6)를 통해, M차 유체브레이크장치(11)에 유체브레이크 지령신호가 부여된다. 한편, 연산기(12)에서는, M차의 브레이크력 지령신호(FM)가 전기브레이크력 등가신호(FE) 보다 크기 때문에, 출력은 마이너스 값이 된다. 따라서 다이오드(13)의 출력은 0이 되고, 연산기(14)의 마이너스의 입력단자에 부여되는 신호는 0이다. 그리고, 연산기(14)에서는, T차가 부담해야 할 브레이크력에 상당하는 브레이크력 지령신호(FT)를 그대로 출력할 수 있다. T차 유체브레이크장치(15)는 이것을 받아 T차에 유체브레이크를 작용시킨다.
이 결과, 전기브레이크 및, M차의 브레이크 부담량으로부터 전기브레이크량을 뺀 만큼의 유체브레이크량이 M차에 작용하고, 또한, T차가 부담해야 할 유체브레이크의 전량이 T차에 작용한다.
도 4는 상기한 상태에서 이행과정의 브레이크력의 구성의 변화를 도시한 도면이다. 즉, 이 구성은, 도 3에 나타내는 FBT가 0인 경우에 해당한다. 이 경우, 전술의 식 (3) 및 (4)가, 각각
FAM= FM- FDE··(3′), 및,
FAT= FT··(4′)
로 된다. 따라서, 전기브레이크력의 감쇠분은 모터차의 유체브레이크력의 증가만에 의해 보충된다. 그렇지만, 이 경우는, 전브레이크력에 차지하는 전기브레이크력의 부담 비율이 원래 적기 때문에, 시간(T1) 후의 유체브레이크의 상승구배가 비교적 적다. 따라서, 유체브레이크장치 등의 응답 지연에 의한 영향이 적다.
도 5는, 제2실시형태에 의한 브레이크 제어장치에서의 전기브레이크로부터 유체브레이크로의 이행과정을 나타내는 그래프이다. 또, 브레이크 제어장치의 외견상의 구성은 제1실시형태와 마찬가지이므로 도 1을 참조하는 것으로 한다.
제1실시형태와의 차이는, 전제죄임신호를, 실제의 전기브레이크력이 저하하기 시작하는 시간(T1) 보다 전에 출력함으로써, 전기브레이크의 실효를 예고하는 것에 있다 (도 5a 및 5b 참조). 도 1에서, 죄임신호발생기(8)는, 전기브레이크장치(5)로부터의 전기브레이크력 등가신호를 받아, 열차 속도의 하강특성의 기울기(감속도)를 파악하고 있다. 그래서, 그 하강특성의 기울기로부터, 전기브레이크가 감쇠하기 시작하는 속도(V1)에 달하는 시간(T1)에서 소정시간 (예컨대 0.5초)전의 시간(Ta)을 구하여, 이 시간(Ta)에서 전제죄임신호를 출력한다. 또, 이와 같이 속도의 하강특성의 기울기를 기초로 시간(Ta)을 구하는 방법 이외에, 속도가 소정치 (예컨대 시속 11km)에 달함으로써 전제죄임신호를 출력하더라도 좋다.
더미 신호발생기(16)는, 도 5c에 도시한 바와 같이, 시간(Ta) 보다 나중의 시간(Tb)에서 더미 신호의 출력을 개시한다. 또한, 이 때 전환스위치(6)가 동작하여 접점(6a) 측에 전기회로를 개방한다. 단, 이 시간(Tb)에서는 아직 실제의 전기브레이크력 등가신호의 감쇠는 생기지 않는다. 즉, 실제로 전기브레이크력 등가신호가 감쇠하는 것은 시간(T1)이후이다. 그래서, 시간(Tb)에서 시간(T1)까지의 사이에서는, 시간(T1)의 시점에서 더미 신호가 전기브레이크력 등가신호보다 20% 다운한 값으로 되는 것 같은 소정의 기울기로 하강하는 더미 신호를 출력한다. 그리고, 시간(T1) 이후는, 제1실시형태와 같이, 실제의 전기브레이크력 등가신호와 동일구배로 하강하는 더미 신호를 출력한다.
이와 같이 하여 출력할 수 있는 더미 신호에서는, 제1실시형태와 같이 M차 전제부담 및 T차 전제부담이 결정되고, 유체브레이크에 의한 보충력이 결정된다. 도 5e는 M차의 유체브레이크에 의한 보충력을, (f)는 T차의 유체브레이크에 의한 보충력을, 각각 나타내고 있다. 따라서, 유체브레이크에 의한 전보충력은 (d)에 나타내는 것 같은 특성이 된다. 이것은, (c)에 나타내는 더미 신호를 보상하는 특성이다. 이 (d)∼(f)에 나타내는 특성은, 도 2의 (d)∼(f)와의 비교에 따라 명백하듯이, 변화가 더욱 완만한 것으로 되어 있다. 따라서, 실제 유체브레이크력이 추종하기 쉽다. 또한, 이와 같이 하여 실제의 전기브레이크력 등가신호의 저하가 시작되기 전에 유체브레이크에 의한 보충력을 상승하기 시작하는 것으로써, 유체브레이크장치 등의 응답 지연이 표면화하는 것을 거의 완전히 방지할 수 있다. 따라서, 전브레이크력에 생기는 변동을 더욱 극소화할 수 있다. 이 결과, 전기브레이크로부터 유체브레이크로의 이행에서, 열차의 승차감을 손상하지 않는다.
이상과 같이 구성된 본 발명은 아래의 효과를 발휘한다.
청구항 1의 철도차량용 브레이크 제어장치에 의하면, 전기브레이크력의 감쇠를 보충하도록 발생시키는 유체브레이크력을, 모터차와 트레일러차에 분배하여 동일한 타이밍으로 상승시키는 것으로써, 유체브레이크력은 모터차와 트레일러차와 동시분산되어 상승시키므로, 개개의 상승변화는 작아지고, 상승구배도 완만하게 된다. 따라서, 유체브레이크장치 등의 응답 지연은 거의 무시할 수 있을 정도로 작아지고, 전브레이크력에 변동이 생기지 않고 전기브레이크로부터 유체브레이크로의 이행을 행할 수 있다. 이 결과, 승차감이 손상되지 않고, 제동거리도 줄어든다.
청구항 2의 철도차량용 브레이크 제어장치에 의하면, 더미 신호를 사용함으로써 유체브레이크력을 빨리 상승하도록 하면, 유체브레이크장치 등의 응답 지연을 보상할 수 있다.
청구항 3의 철도차량용 브레이크 제어장치에 의하면, 전제죄임신호에 따라서 유체브레이크력을 빨리 상승하도록 하면, 유체브레이크장치 등의 응답 지연이 있더라도, 실제의 전기브레이크력의 저하를 유체브레이크에 의해 적시에 보충하여 전브레이크력의 변동을 방지할 수 있다.
청구항 4의 철도차량용 브레이크 제어장치에 의하면, 전기브레이크로부터 유체브레이크로의 이행이 빨리 진행하기 때문에, 유체브레이크장치 등의 응답 지연이 있더라도, 실제의 전기브레이크력의 저하를 유체브레이크에 의해 적시에 보충하여 전브레이크력의 변동을 방지할 수 있다.

Claims (4)

  1. 모터차 및 트레일러차를 포함하여 편성된 열차의 전기브레이크장치 및 유체브레이크장치를, 트레일러차 우선의 지연해소방식으로 제어하는 브레이크 제어장치로서,
    모터차가 부담하는 브레이크력(FM)을 설정하는 모터차 브레이크력 설정수단과,
    트레일러차가 부담하는 브레이크력(FT)을 설정하는 트레일러차 브레이크력 설정수단과,
    상기 전기브레이크장치에 의해 발생하는 전기브레이크력 등가신호(FE)를 검출하는 전기브레이크력 검출수단과,
    열차속도의 저하에 따라 전기브레이크로부터 유체브레이크로의 이행을 지시하는 전제죄임신호를 발생하는 죄임신호발생수단과,
    상기 전제죄임신호를 받은 경우에서, 해당 전제죄임신호를 받기 전의 전기브레이크력 등가신호를 FEO로 하고, 그 중 T차 상당의 전기브레이크력 등가신호(FBT) 및 M차 상당의 전기브레이크력 등가신호(FBM)를 각각,
    FBT= FEO- FM(단, FEO> FM으로 한다), 및, FBM= FEO- FBT로 하고, 또한, 해당 전제죄임신호을 받은 후의 전기브레이크력 등가신호(FE)에 근거하여 설정되는 전기브레이크력 신호를 FDE로 할 때, 모터차의 유체브레이크력 지령신호(FAM) 및 트레일러차의 유체브레이크력 지령신호(FAT)를,
    FAM= FM- (FBM/ (FBM+ FBT))·FDE, 및,
    FAT= FT- (FBT/ (FBM+ FBT)) FED
    로 하는 유체브레이크력 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 철도차량용 브레이크 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전기브레이크력 신호(FDE)는, 상기 전기브레이크력 등가신호(FE)와 일정한 관계를 가지고 해당 전기브레이크력 등가신호(FE)보다도 신호레벨을 내린 더미신호인 것을 특징으로 하는 철도차량용 브레이크 제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 죄임신호발생수단은, 상기 전기브레이크력 등가신호(FE)가 저하하기 시작하는 시점보다 소정시간 빨리 상기 전제죄임신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 브레이크 제어장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 죄임신호발생수단은, 상기 전기브레이크력 등가신호(FE)가 저하하기 시작하는 시점보다 소정시간 빨리 상기 전제죄임신호를 발생하고,
    상기 유체브레이크력 제어수단은, 상기 전기브레이크력 등가신호(FE)가 저하하기 시작하는 시점보다 소정시간 빨리, 상기 전기브레이크력 등가신호(FE)보다 신호레벨을 내린 더미 신호를 상기 전기브레이크력 신호(FDE)로서 제공하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 브레이크 제어장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101472777B (zh) * 2007-05-30 2012-11-28 三菱电机株式会社 电车的制动控制装置

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