KR101026217B1 - 고속철도의 조명 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유도전동기 방식을 채택한 한국형 고속철도(일명 HSR-350X)의 중추적인 역할을 담당하는 차량자동제어시스템에 있어 조명 제어기술에 관한 것이다.
이 같은 본 발명은, 고속철도의 고속주행에 따른 동력차이와 배터리 충전의 동작상태에 따라 고속철도의 테일라이트와 헤드라이트는 물론 객실내의 조명을 효율적으로 제어함으로써, 터널구간과 비터널구간에서의 전력소모량을 최적화하고, 이와동시에 최고운행속도를 가진 한국형 고속철도의 유지비를 보다 절감할 수 있도록 하는 고속철도의 조명 제어방법을 제공한다.
한국형 고속철도, 테일라이트, 헤드라이트, 객실 조명
Description
도 1은 본 발명의 일실시예로 고속철도의 조명 제어시스템에 대한 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예로 고속철도의 헤드라이트와 테일라이트에 대한 제어 흐름도.
도 3은 본 발명의 일실시예로 고속철도의 객실 조명에 대한 제어 흐름도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
20; ACU 30; SCU
40; VCU 50; 객실조명장치
60; 위치검지부 70; 전원공급부
80; 배터리 90; 상태감지부
H/L; 헤드라이트 T/L; 테일라이트
본 발명은 유도전동기 방식을 채택한 한국형 고속철도(일명 HSR-350X)의 중 추적인 역할을 담당하는 차량자동제어시스템의 제어 알고리즘 중 하나인 조명제어 방법에 관한 것이다.
주지된 바와같이, 고속철도는 300∼400㎞/h까지 고속주행이 가능할 뿐만아니라, 전기에너지를 사용하므로 환경친화적이며 에너지를 보존할 수 있는 것으로, 현재 국내에서 운행되는 고속철도로는 프랑스의 TGV에서 수입된 고속철도(이하 KTX 이라고 함)가 있다.
상기의 KTX는 동기전동기를 채택한 것으로 300㎞/h까지 그 고속주행이 제한된 관계로, 현재 국내에서는 상기의 KTX보다 350∼400㎞/h까지 고속 주행이 가능하도록 유도전동기를 채택한 한국형 고속철도를 개발하여 시험운행하고 있다.
그러나, 상기와 같이 고속주행을 위해서는 고속철도의 다른 부분에서의 전력소모를 최소화할 필요가 있는데, 본 발명은 이러한 점을 감안하여 한국형 고속철도의 조명을 보다 효율적으로 제어할 수 있도록 한 것이다.
즉, 본 발명은 고속철도의 고속주행에 따른 동력차이와 배터리 충전(battery charger)의 동작상태에 따라 고속철도의 테일라이트(tail light)와 헤드라이트(head light)는 물론 객실내의 조명을 효율적으로 제어하여, 터널구간과 비터널구간에서의 전력소모량을 최적화시킬 수 있도록 하는 고속철도의 조명 제어방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명 고속철도의 조명 제어방법은,
고속철도의 주행모드시 객실내의 조명에 대한 온/오프와 그 밝기를 조절하는 제 1 단계;
상기 객실내의 조명이 온 된 상태에서 고속철도가 터널구간 또는 비터널구간을 주행하는 가를 판단하는 제 2 단계;
상기 판단결과 비터널구간이면 헤드라이트와 테일라이트를 소등하고, 터널구간이면 헤드라이트와 테일라이트를 점등시킨 후 터널구간의 제어신호 인가여부를 판단하는 제 3 단계;
상기 판단결과 터널구간의 제어신호가 인가되면 반대편 동력차의 열차감시 제어장치로 로우 테일 라이트신호를 전송하여 테일라이트를 감광시키는 제 4 단계; 를 포함하여 진행함을 특징으로 한다.
다른 일면에 따라, 상기 제 1 단계는,
객실조명에 대한 차단스위치의 정상작동여부를 전송받음과 동시에 입력전압의 정상검지여부를 판단하여 객실내의 조명 온/오프를 제어하는 제 5 단계; 및,
상기 객실내의 조명 제어와 동시에 배터리의 충전량 체크하고 그 체크결과에 따라 온 동작된 객실내의 조명 밝기를 단계적으로 조절하는 제 6 단계; 를 더 포함함을 특징으로 한다.
또 다른 일면에 따라, 상기 제 5 단계는,
객실조명 차단스위치가 정상작동위치 또는 차단위치인가를 판단하는 단계;
상기 판단결과 정상작동위치이면 객차감시 제어장치(SCU)를 조명 제공 모드(service retention)로 전환하고, 차단위치이면 객차감시 제어장치(SCU)의 조명 제 공 모드를 해제하는 단계;
상기 조명 제공 모드시 입력전압(670VDC)이 정상적으로 검지되는 가를 판단하여, 정상적으로 검지되면 객실내의 조명 온 신호를 전송하여 객실내의 조명을 점등시키는 단계; 및,
상기 객실조명 차단스위치가 차단위치인 상태이거나, 상기 단계의 판단결과로부터 입력전압이 비정상적으로 검지되면 객실내의 조명 오프 신호를 전송하여 객실내의 조명을 소등시키는 단계; 를 더 포함하여 진행함을 특징으로 한다.
또 다른 일면에 따라, 상기 제 6 단계는,
고속철도의 객실내 조명 온시 배터리의 충/방전상태를 검지하는 단계;
상기 검지결과 배터리의 방전량이 적을 경우 객차제어유닛(VCU)으로 정상동작신호를 인가하여 객실내의 조명을 최대밝기(Maximum)로 조절하는 단계;
상기 검지결과 배터리의 방전량이 많을 경우 객차제어유닛(VCU)으로 절전모드(Degraded)의 동작신호를 인가하여 객실내의 조명 밝기를 단계적으로 낮게 조절하는 단계; 를 포함하여 진행함을 특징으로 한다.
또 다른 일면에 따라, 상기 제 6 단계는,
객실내의 조명이 최대밝기로 조절될 때 배터리의 충전 고장신호가 인가되거나 또는 입력전압의 정상적인 검지신호가 인가되지 않을 경우 객실 조명의 최대밝기 조절모드를 차단한 후 객실내의 조명장치를 안전모드로 전환시키는 단계; 를 더 포함하여 진행함을 특징으로 한다.
또 다른 일면에 따라, 상기 제 6 단계는,
객실내의 조명밝기가 단계적으로 낮게 조절될 때 배터리의 충전 고장신호가 인가되거나 또는 입력전압의 정상적인 검지신호가 인가되지 않을 경우 객실 조명밝기의 단계적인 조절모드를 차단한 후 객실내의 조명장치를 안전모드로 전환시키는 단계; 를 더 포함하여 진행함을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 고속철도의 조명 제어 시스템에 대한 개략적인 구성도로서, 이러한 조명 제어시스템의 구성도를 통해 본 발명의 일실시예인 고속철도의 조명 제어방법이 달성된다.
즉, 고속철도의 조명제어시스템은,
고속철도가 터널구간으로 진입시 그 터널구간에 대한 제어신호를 발생하는 운전실 에어컨 제어장치(ACU)(20),
동력차에 구비되어 고속철도의 객차에 설치된 각종 장비를 감시 및 제어하는 객차감시 제어장치(SCU)(30),
객차마다 구비되고, 상기 객차감시 객차제어유닛(SCU)(30)에 의해 제어되는 객차제어유닛(VCU)(40),
상기 객차제어유닛(40)에 의해 제어되는 객실조명장치(50),
상기 객실조명장치(50)의 온/오프를 위한 차단스위치(SW)의 동작위치를 체크한 후 이를 객차감시 제어장치(30)로 전달하는 위치검지부(60),
전력선을 통해 전원을 공급받는 전원공급부(70),
상기 전원공급부(70)로부터 전원공급받아 충/방전이 이루어지는 배터리(80),
상기 배터리(80)의 충/방전 상태를 감지한 후 이를 객차제어유닛(40)으로 전달하는 상태감지부(90),
그리고, 고속철도의 동력차에 각각 구비되어 차량의 주행방향에 따라 헤드라이트와 테일라이트 기능을 선택적으로 수행하도록 상기 객차감시 제어장치(30)에 의해 제어되는 헤드라이트(H/L) 및 테일라이트(T/L)를 포함한다.
그리고, 도 2 및 도 3은 상기 조명 제어시스템에 의해 구현되는 고속철도의 조명 제어방법을 보인 흐름도를 도시한 것으로, 그 진행은 다음과 같다.
먼저, 첨부된 도 1과 같이 고속철도가 저속 또는 고속주행모드로 전환되는 경우, 객차감시제어장치(30)는 객차제어유닛(40)을 통해 객실내의 조명장치(50)에 대한 온/오프와 그 밝기를 조절하는 제어동작을 수행한다.
즉, 도 1,3에서와 같이 SCU(30)는 먼저 객실조명장치(50)의 차단스위치(SW)가 정상작동위치인지, 아니면 차단위치인지를 위치검지부(60)로부터 전송받는다.
그러면, 상기 SCU(30)는 차단스위치(SW)가 정상작동위치인 경우, 조명 제공 모드로 전환하는 제어신호를 상기 VCU(40)로 전송한다.
이때, 상기 SCU(30)는 상기와 같이 조명 제공 모드가 전환된 상태에서 전력선을 통해 전원공급부(70)로 전원이 공급되고 있는 입력전압(670VDC)이 정상적으로 검지되고 있는가를 체크하고, 그 체크결과 정상적으로 검지되면 객차마다 구비된 VCU(40)에 객실내의 조명을 온 시키기 위한 제어신호를 전송한다.
그러면, 상기 VCU(40)는 객실내의 조명장치(50)를 제어하여, 상기 객실조명 장치(50)를 온 시킬 수 있게 되는 것이다.
여기서, 상기 차단스위치(SW)가 차단위치인 경우, 상기 SCU(30)는 조명 제공 모드를 해제하도록 하였으며, 더불어 입력전압(670VDC)이 비정상적으로 검지되는 경우, 상기 VCU(40)는 객실내의 조명장치(50)를 제어하여, 상기 객실조명장치(50)를 오프시켰으며, 이를 통해 불필요한 전력이 소모되는 방지하도록 하였다.
한편, 상기에서 VCU(40)는 객실조명장치(50)에 대한 온 제어가 이루어짐과 동시에, 배터리(80)의 충/방전 상태를 상태감지부(90)로부터 전송받게 되는데, 이는 고속철도가 터널구간을 통과하거나 또는 외부의 조도변화에 따라 상기 객실조명장치(50)의 밝기를 단계적으로 조절함으로써 불필요한 조명 밝기에 의한 전력소모량을 최소화하기 위함이다.
일예로, 고속철도가 터널구간을 통과한다고 가정할 때, 상기 객실조명장치(50)가 온 동작된 상태에서, 상기 객실조명장치(50)로 전원을 공급하는 배터리(80)의 충/방전상태는 상태감지부(90)에 의해 감지된 후 VCU(40)로 전송된다.
이때, 상기의 감지신호로부터 배터리(80)의 방전량이 적을 경우, 상기 VCU(40)는 객실조명장치(50)에 의한 객실내의 조명이 최대밝기(Maximum)로 유지하게 되는 것이다.
여기서, 상기 VCU(40)에 의해 객실내의 조명이 최대밝기로 조절될 때 배터리(80)의 충전 고장신호가 인가되거나 또는 입력전압(670VDC)의 정상적인 검지신호가 인가되지 않을 경우, 상기 SCU(30)는 객실 조명의 최대밝기 조절모드를 소정시간(약 5분)이 경과된 상태에서 차단한 후 객실내의 조명장치(50)를 안전모드로 전환시 킴으로써, 배터리(80)의 방전 불량을 방지하도록 하였다.
반면, 고속철도가 비터널구간을 통과한다고 가정할 때, 상기 객실조명장치(50)가 온 동작된 상태에서, 상기 객실조명장치(50)로 전원을 공급하는 배터리(90)의 충/방전상태는 상태감지부(90)에 의해 감지된 후 VCU(40)로 전송된다.
이때, 상기의 감지신호로부터 배터리(80)의 방전량이 많을 경우, 상기 VCU(40)는 객실조명장치(50)에 의한 객실내의 조명 밝기를 단계적으로 낮춰, 객실조명장치(50)에 의해 소모되는 전력낭비를 최소화시킬 수 있게 되는 것이다.
여기서, 상기 VCU(40)에 의해 객실내의 조명밝기가 단계적으로 낮게 조절될 때 배터리(80)의 충전 고장신호가 인가되거나 또는 입력전압(670VDC)의 정상적인 검지신호가 인가되지 않을 경우, 상기 SCU(30)는 객실 조명밝기의 단계적인 조절모드를 소정시간(약 5분)이 경과된 상태에서 차단한 후 객실내의 조명장치를 안전모드로 전환시켜 배터리(80)의 방전 불량을 방지하도록 하였다.
한편, 상기에서 고속철도가 터널구간으로 진입하여 객실내의 조명이 제어될 때, 상기 SCU(30)는 헤드라이트(H/L)와 테일라이트(T/L)를 동시에 온 동작시키게 된다.
이때, ACU(20)는 고속철도의 터널구간 진입과 동시에, 상기 SCU(30)로 터널구간 제어신호를 인가하게 되는 바,
상기의 터널구간 제어신호로부터 상기 SCU(30)는 반대편 동력차의 SCU(30)로 로우 테일 라이트(Low Tail Light)신호를 전송함으로써, 상기 반대편 동력차의 SCU(30)는 테일라이트(T/L)를 감광시키게 된다.
즉, 고속철도가 터널구간을 진입하는 상태에서, 상기 SCU(30)는 헤드라이트(H/L)와 테일라이트(T/L)를 동시에 온 시키게 되지만, 상기 테일라이트(T/L)의 경우에는 고속철도의 진행방향에 대한 조명과는 전혀 관계가 없는 것이다.
따라서, 상기 SCU(30)는 고속철도가 터널구간에 진입할 때 ACU(20)로부터 터널구간으로 진입하는 상태의 신호를 인가받은 후, 바로 반대편 동력차에 구비되는 SCU(30)로 테일라이트(T/L)에 대한 감광제어신호를 출력하고, 이에따라 상기 반대편 동력차의 SCU(30)는 고속철도의 진행방향과는 전혀 무관한 테일라이트(T/L)의 밝기를 감광시키는 제어동작을 수행하게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 고속철도의 고속주행에 따른 동력차이와 배터리 충전의 동작상태에 따라 고속철도의 테일라이트와 헤드라이트는 물론 객실내의 조명을 효율적으로 제어함으로써, 터널구간과 비터널구간에서 조명에 의해 소모되는 전력을 최소화할 수 있으면서 그 전력소모량의 최소화를 통해 최고운행속도를 가지는 한국형 고속철도의 유지비를 보다 절감시킬 수 있도록 하는 효과를 창출할 수 있는 것이다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
Claims (6)
- 고속철도의 주행모드시 객실내의 조명에 대한 온/오프와 그 밝기를 조절하는 제 1 단계;상기 객실내의 조명이 온 된 상태에서 고속철도가 터널구간 또는 비터널구간을 주행하는 가를 판단하는 제 2 단계;상기 판단결과 비터널구간이면 헤드라이트와 테일라이트를 소등하고, 터널구간이면 헤드라이트와 테일라이트를 점등시킨 후 터널구간의 제어신호 인가여부를 판단하는 제 3 단계;상기 판단결과 터널구간의 제어신호가 인가되면 반대편 동력차의 열차감시 제어장치로 로우 테일 라이트신호를 전송하여 테일라이트를 감광시키는 제 4 단계; 를 포함하여 진행함을 특징으로 하는 고속철도의 조명 제어방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 단계는,객실조명에 대한 차단스위치의 정상작동여부를 전송받음과 동시에 입력전압의 정상검지여부를 판단하여 객실내의 조명 온/오프를 제어하는 제 5 단계; 및,상기 객실내의 조명 제어와 동시에 배터리의 충전량 체크하고 그 체크결과에 따라 온 동작된 객실내의 조명 밝기를 터널구간과 비터널구간에 따라 단계적으로 조절하는 제 6 단계; 를 더 포함하여 진행함을 특징으로 하는 고속철도의 조명 제어방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제 5 단계는,객실조명 차단스위치가 정상작동위치 또는 차단위치인가를 판단하는 단계;상기 판단결과 정상작동위치이면 객차감시 제어장치를 조명 제공모드로 전환하고, 차단위치이면 객차감시 제어장치의 조명 제공 모드를 해제하는 단계;상기 조명 제공 모드시 입력전압이 정상적으로 검지되는 가를 판단하여, 정상적으로 검지되면 객실내의 조명 온 신호를 전송하여 객실내의 조명을 점등시키는 단계; 및,상기 객실조명 차단스위치가 차단위치인 상태이거나, 상기 단계의 판단결과로부터 입력전압이 비정상적으로 검지되면 객실내의 조명 오프 신호를 전송하여 객실내의 조명을 소등시키는 단계; 를 더 포함하여 진행함을 특징으로 하는 고속철도의 조명 제어방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제 6 단계는,터널구간을 통과하는 고속철도의 객실내 조명 온시 배터리의 충/방전상태를 검지하는 단계;상기 검지결과 배터리의 방전량이 적을 경우 객차제어유닛으로 정상동작신호를 인가하여 객실내의 조명을 최대밝기로 조절하는 단계;상기 검지결과 배터리의 방전량이 많을 경우 객차제어유닛으로 절전모드의 동작신호를 인가하여 객실내의 조명 밝기를 단계적으로 낮게 조절하는 단계; 를 포 함하여 진행함을 특징으로 하는 고속철도의 조명 제어방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 제 6 단계는,객실내의 조명이 최대밝기로 조절될 때 배터리의 충전 고장신호가 인가되거나 또는 입력전압의 정상적인 검지신호가 인가되지 않을 경우 객실 조명의 최대밝기 조절모드를 차단한 후 객실내의 조명장치를 안전모드로 전환시키는 단계; 를 더 포함하여 진행함을 특징으로 하는 고속철도의 조명 제어방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 제 6 단계는,객실내의 조명밝기가 단계적으로 낮게 조절될 때 배터리의 충전 고장신호가 인가되거나 또는 입력전압의 정상적인 검지신호가 인가되지 않을 경우 객실 조명밝기의 단계적인 조절모드를 차단한 후 객실내의 조명장치를 안전모드로 전환시키는 단계; 를 더 포함하여 진행함을 특징으로 하는 고속철도의 조명 제어방법.
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- 2005-11-03 KR KR1020050105104A patent/KR101026217B1/ko not_active IP Right Cessation
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