KR101723478B1 - 컬러센서를 이용한 철도차량의 운행상태 판단 장치 및 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 시스템과 철도차량의 전후진 판단 장치 및 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 장치 - Google Patents

컬러센서를 이용한 철도차량의 운행상태 판단 장치 및 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 시스템과 철도차량의 전후진 판단 장치 및 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철도차량에 사용하는 대차의 주행상태를 정확하게 판단하여 비상 제동 및 정위치 제동 제어를 안정적으로 수행할 수 있도록 컬러센서를 이용해 철도차량 대차의 정지 및 전후진 등의 운행상태를 판단하는 장치 및 그 컬러센서를 이용한 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 시스템과 그 장치들에 관한 것이다.
본 발명은 리니어 펄스 추진식 철도차량에 사용하는 대차의 주행상태를 정확하게 판단하여 비상 제동 및 정위치 제동 제어를 안정적으로 수행할 수 있도록 하기 위해; 철도차량의 대차에 구비되는 바퀴의 회전상태를 감지하는 칼라센서와, 상기 칼라센서에서 회전상태신호를 입력받아 철도차량의 운행상태를 판단하는 제어보드로 구성되는 컬러센서를 이용한 철도차량의 운행상태 판단 장치와; 철도차량의 대차에 구비되는 바퀴의 회전상태를 감지하는 칼라센서와, 철도차량의 제동을 수행하는 브레이크 장치와, 상기 칼라센서에서 측정되는 바퀴의 회전상태신호를 입력받아 철도차량의 운행상태정보를 판단하고 상기 브레이크 장치의 구동을 제어하는 제어보드로 구성되는 컬러센서를 이용한 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 시스템; 그리고 철도차량의 전후진 판단 장치 및 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 장치를 제공한다.

Description

컬러센서를 이용한 철도차량의 운행상태 판단 장치 및 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 시스템과 철도차량의 전후진 판단 장치 및 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 장치 {Brakr system and apparatus for linear pulse propulsion railway car }
본 발명은 컬러센서를 이용한 철도차량의 운행상태 판단 장치 및 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 시스템과 철도차량의 전후진 판단 장치 및 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철도차량에 사용하는 대차의 주행상태를 정확하게 판단하여 비상 제동 및 정위치 제동 제어를 안정적으로 수행할 수 있도록 컬러센서를 이용해 철도차량 대차의 정지 및 전후진 등의 운행상태를 판단하는 장치 및 그 컬러센서를 이용한 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 시스템과 그 장치들에 관한 것이다.
일반적으로 2상 2열 리니어 펄스 추진철도차량은 특히 가속 성능, 토오크 특성을 개선하여 비점착 구동 특성을 통해 고속 주행, 정지, 전/후진 방향전환 기능을 구현할 수 있는 추진시스템으로 구동된다.
이와 같은 철도차량의 리니어 추진시스템에 관해 본 출원인은 등록특허 제10-1372426호(참고문헌 1) 및 등록특허 제10-1313624호(참고문헌 2)를 제안한 바 있다.
먼저, 상기 참고문헌 1은 2상 2열 리니어 펄스 모터 추진시스템에 관한 것으로, 이동체의 하부에 길이 방향으로 2열로 마련되어 자계를 발생시키는 계자부와; 주행궤도에 마련되어 전력변환장치에서 공급되는 전원에 의해 이동자계를 발생하되, 상기 2열의 계자부와 각각 대응되도록 2열로 마련되어 2상의 동기신호에 의한 상호작용에 의해 이동체의 추진력을 발생시키는 전기자부로 구성되어, 단상배열을 갖는 리니어 추진시스템과 비교하여 추력을 향상시킬 수 있으며 고속주행과 가감속 성능을 높일 수가 있다.
또한, 상기 참고문헌 2는 철도차량의 DC 리니어 추진시스템에 관한 것으로, 철도차량의 하부에 마련되어 자계를 발생시키는 계자부와; 지상의 궤도에 마련되어 전력변환장치에서 공급되는 전원에 의해 이동자계를 발생하여 상기 계자부와의 동기신호에 의한 상호작용에 의해 철도차량의 추진력을 발생시키기 위한 전기자부로 구성되어, 비점착 구동방식에 의해 구동이 이루어지며 또한 철도차량을 경량화할 수 있어 철도차량의 가감속 성능을 개선할 수 있는 효과가 있다.
그런데, 상기 참고문헌들에 제안된 통상의 리니어 추진시스템이 적용되는 대차는 실제 바퀴를 회전시키는 것이 아니어서 철도차량의 주행상태를 정확하게 감지하기 어렵다.
또한, 이와 같은 통상의 리니어 추진시스템은 전자석에 의한 제동작용으로 철도차량을 정지시에 철도차량이 전후로 진동하는 특징이 있어 정위치 정차시간이 많이 소요되는 현상에 따라 적절한 제동제어가 어려운 문제점이 있고, 비상시에도 제동을 구현하여야 한다.
참고문헌: 등록특허 제10-1313624호 참고문헌: 등록특허 제10-1372426호
따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 철도차량의 비상 제동 및 정위치 제동 제어를 위해 대차의 정지 및 전후진 등의 운행상태를 판단할 수 있도록 컬러센서를 이용한 철도차량의 전후진 판단 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 특히 리니어 펄스 추진식 철도차량에 사용하는 대차의 주행상태를 정확하게 판단하여 비상 제동 및 정위치 제동 제어를 안정적으로 수행할 수 있도록 컬러센서를 이용한 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 시스템을 제공하는데에도 그 목적이 있다.
아울러, 본 발명은 철도차량의 전후진 여부를 판단할 수 있도록 컬러센서를 이용한 철도차량의 전후진 판단 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 컬러센서를 이용해 철도차량의 전후진 여부를 판단할 수 있는 철도차량의 전후진 판단 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
아울러, 본 발명은 컬러센서를 이용한 철도차량의 전후진 여부를 판단하여 철도차량의 제동을 수행할 수 있는 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 장치를 제공하는데에도 그 목적이 있다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;
철도차량의 대차에 구비되는 바퀴의 회전상태를 감지하는 칼라센서와; 상기 칼라센서에서 회전상태신호를 입력받아 철도차량의 정지상태, 우측운행상태, 좌측운행상태 중에 어느 하나의 상태인지를 판단하여 운행상태정보를 생성하는 제어보드;로 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러센서를 이용한 철도차량의 운행상태 판단 장치를 제공한다.
이때, 상기 제어보드는 상기 운행상태정보를 통신모듈을 통해 관제센터의 관제서버로 전송하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어보드는 GPS 위성이 송출하는 신호를 수신하여 위도와 경도를 포함한 철도차량의 위치정보를 산출하는 GPS수신기로부터 위치정보를 수신하여 상기 운행상태정보와 함께 상기 통신모듈을 통해 관제센터의 관제서버로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은;
철도차량의 대차에 구비되는 바퀴의 회전상태를 감지하는 칼라센서와; 철도차량의 제동을 수행하는 브레이크 장치와; 상기 칼라센서에서 측정되는 바퀴의 회전상태신호를 입력받아 철도차량의 정지상태, 우측운행상태, 좌측운행상태 중에 어느 하나의 상태인지를 판단하여 운행상태정보를 생성하고 상기 브레이크 장치의 구동을 제어하는 제어보드;로 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러센서를 이용한 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 시스템도 제공한다.
이때, 상기 제어보드는 배터리의 소스전원을 전원변환모듈을 통해 제어전원으로 변환하여 공급받으며, 상기 브레이크 장치는 상기 제어보드의 제어신호에 따라 상기 배터리의 소스전원이 투입되어 둥작하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어보드는 GPS 위성이 송출하는 신호를 수신하여 위도와 경도를 포함한 철도차량의 위치정보를 산출하는 GPS수신기로부터 위치정보를 수신하여 상기 운행상태정보와 함께 상기 통신모듈을 통해 관제센터의 관제서버로 전송하고, 상기 관제서버로부터 운용명령정보를 수신하여 상기 브레이크 장치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 브레이크 장치는 트랙 브레이크( track brake)인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 트랙 브레이크는 대차의 하부에 구비되는 브라켓에 나란히 배치되는 한 쌍의 제1 및 제2 러그 플레이트(LUG plate)와, 상기 제1 및 제2 러그 플레이트(LUG plate) 사이에 양단이 고정되는 사이드 폴(side pole)과, 상기 사이드 폴(side pole)에 고정되되 원통 모양의 철심(鐵心) 보빈에 코일이 권취된 전자석과, 상기 전자석의 작동에 의해 레일에 접하는 활주부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은;
철도차량에 구비되어 차량의 전후진시 회전하는 기준바퀴와, 상기 기준바퀴에 구비되되 일정간격을 유지하며 순차적으로 구비되는 적어도 3종류 이상의 컬러 패드로 이루어지는 컬러 표시부와, 상기 철도차량에 장착되어 상기 기준바퀴의 회전시 상기 컬러 패드를 식별하는 컬러 센싱부와, 상기 컬러 센싱부에서 식별한 센싱값들의 누적 데이터로부터 상기 철도차량의 전진 또는 후진 여부를 판단하는 판정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 철도차량의 전후진 판단 장치도 제공한다.
이때, 상기 판정부는 상기 컬러 센싱부을 통해 감지되는 식별신호의 입력값이 계속적으로 누적 입력되면 철도차량의 전후진 속도 및 가속도를 계산하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은;
철도차량을 전진 또는 후진시키는 리니어 펄스 추진 수단과, 철도차량에 구비되어 차량의 전후진시 회전하는 기준바퀴와, 상기 기준바퀴에 구비되되 일정간격을 유지하며 순차적으로 구비되는 적어도 3개 종류 이상의 컬러 패드로 이루어지는 컬러 표시부와, 상기 철도차량에 장착되어 상기 기준바퀴의 회전시 상기 컬러 패드를 식별하는 컬러 센싱부와, 상기 컬러 센싱부에서 식별한 센싱값들의 누적 데이터로부터 상기 철도차량의 전진 또는 후진 여부를 판단하는 판정부와, 제동 지시에 따라 상기 판정부의 판단이 정지가 될 때까지 상기 리니어 펄스 추진 수단을 이용하여 철도차량을 제동하는 제동 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 장도 제공한다.
이때, 상기 제동 제어부는 철도차량의 운행을 제어하는 제어보드로부터 제동지시가 입력되면 상기 리니어 펄스 추진 수단을 제어하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제동제어부는 상기 제어보드의 제동 지시가 입력되면, 상기 판정부의 판단데이터를 수신하여 철도차량이 전진하고 있는 것으로 판단되면 상기 리니어 펄스 추진 수단을 후진하는 방향으로 구동시키고, 상기 판정부의 판단데이터를 수신하여 철도차량이 후진하고 있는 것으로 판단되면 상기 리니어 펄스 추진 수단을 전진하는 방향으로 구동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 철도차량의 대차에 바퀴의 회전상태를 감지하는 칼라센서를 구비하여 철도차량의 주행상태를 판단할 수 있어 철도차량의 비상제동시는 물론 정위치 제동제어를 안정적으로 수행할 수 있다.
특히, 종래에는 철도차량의 바퀴 상태를 정확하게 판단할 수 없어 철도차량의 현재 상태를 판단하는 것이 용이하지 않아 적절한 제어가 어려웠지만 본 발명에서는 칼라센서를 통하여 바퀴의 정확한 상태를 판단할 수 있어 관제센터로부터 실시간으로 운용명령을 수신받아 차량의 상태를 고려하여 적절한 운용 제어를 할 수 있어 철도차량 운용의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 2상 2열 리니어 펄스 추진시스템에 유용할 뿐만 아니라 대차의 양측 하부에 트랙 브레이크를 구비하여 레일과의 접촉을 통하여 제동력을 발생시키게 되므로 구조가 단순하면서도 안정적인 제동이 가능하며, 비상시에도 철도차량의 제동을 신속하게 시행할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 컬러센서를 이용해 철도차량의 전후진 여부를 간단하면서도 정확하게 판단할 수 있어 철도차량의 제동에 유용하게 활용할 수 있으며, 철도차량 이외에도 자동차, 버스 등의 다양한 교통수단에도 폭넓게 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 컬러센서를 이용한 철도차량의 운행상태 판단 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 컬러센서를 이용한 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 브레이크 장치의 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 브레이크 장치의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 컬러센서를 이용한 리니어 펄스 추진식 제동 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 철도차량의 전후진 판단 장치의 제어 구성도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 장치의 제어 구성도이다.
이하, 본 발명에 따른 컬러센서를 이용한 철도차량의 운행상태 판단 장치 및 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 시스템과 철도차량의 전후진 판단 장치 및 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 컬러센서를 이용한 철도차량의 운행상태 판단 장치는 리니어 펄스 추진식 철도차량의 비상 제동 및 정위치 제동 제어를 위해 대차의 주행상태를 정확하게 판단할 수 있도록 컬러센서(100)를 이용한다.
이와 같은 본 발명에 따른 컬러센서를 이용한 철도차량의 운행상태 판단 장치는, 철도차량의 대차(1)에 구비되는 바퀴(10)의 회전상태를 감지하는 칼라센서(100)와, 상기 칼라센서(100)에서 측정되는 바퀴(10)의 회전상태신호를 입력받아 철도차량의 정지상태, 우측운행상태, 좌측운행상태 중에 어느 하나의 상태인지를 판단하여 운행상태정보를 생성하는 제어보드(200)로 구성된다.
즉, 상기 컬러센서(100)는 대차(1)에 구비되는 각 바퀴(10)의 회전상태를 감지하게 되며, 그에 따라 철도차량의 운행상태를 실시간으로 감지할 수 있게 된다. 이 경우 상기 바퀴(10)에는 서로다른 세가지 이상의 컬러 패드를 구비하여 바퀴(10)가 회전시에 컬러센서(100)를 통해 색상 변화에 따른 신호 즉 회전상태신호를 감지하게 된다.
이때, 철도차량에 구비되는 제어보드(200)에서 칼라센서(100)에서 측정되는 바퀴(10)의 회전상태신호를 분석하여 철도차량이 정지상태, 우측운행상태, 좌측운행상태 중인지 여부를 감지하여 운행상태정보를 생성하게 된다.
특히, 상기 운행상태정보는 복수의 철도차량의 운행상태를 종합적으로 감시 및 운용제어하는 관제센터(300)의 관제서버(310)에 중요한 정보로 활용되므로 이와 같이 철도차량이 정지, 우측운행, 좌측운행 중에 어떤 상태인지에 관한 운행상태정보는 통신모듈(500)을 통해 관제센터(300)의 관제서버(310)로 전송하게 된다.
이때, 철도차량에는 GPS 위성(410)이 송출하는 신호를 수신하여 위도와 경도를 포함한 철도차량의 위치정보를 산출하는 GPS수신기(400)가 구비되어 상기 GPS수신기(400)로부터 위치정보를 수신하여 현재 철도차량의 위치정보를 상기 운행상태정보와 함께 통신모듈(500)을 통해 관제센터(300)의 관제서버(310)로 전송하게 된다.
물론, 상기 관제서버(310)는 상기 철도차량의 위치정보 및 운행상태정보를 수신하여 철도차량의 위치와 운행상태를 분석하여 철도차량의 비상정지 등의 운용명령을 수행하는데 유용하게 활용할 수 있다.
이때, 상기 제어보드(200)를 포함하는 각부 구성의 동작을 위한 구동전원은 별도로 구비되는 배터리(600)의 전원소스(예를 들어 DC120V)(610)를 전원변환모듈(620)을 통해 제어보드전원(예를 들어 DC12V)으로 변환하여 공급받아 동작하게 된다.
한편, 도 2를 참고하면 본 발명에 따른 컬러센서를 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 시스템은 특히 2상 2열 리니어 펄스 추진철도차량의 브레이크 시스템에 적용 가능한 시스템으로, 철도차량의 대차(1)에 구비되는 바퀴(10)의 회전상태를 감지하는 칼라센서(100)와, 철도차량의 제동을 수행하는 브레이크 장치(700)와, 상기 칼라센서(100)에서 측정되는 바퀴(10)의 회전상태신호를 입력받아 철도차량의 정지상태, 우측운행상태, 좌측운행상태 중에 어느 하나의 상태인지를 판단하여 운행상태정보를 생성하고 상기 브레이크 장치(700)의 구동을 제어하는 제어보드(200)로 구성된다.
이때, 상기 제어보드(200)의 동작을 위한 구동전원은 철도차량에 별도로 구비되는 배터리(600)의 소스전원(예를 들어 DC120V(610)를 전원변환모듈(620)을 통해 제어전원(예를 들어 DC12V)으로 변환하여 공급받아 동작이 가능하다.
물론, 상기 브레이크 장치(700)는 전자식 브레이크 장치로서 대전력이 소요되므로 상기 제어보드(200)의 제어신호에 따라 브레이크드라이브(710)가 상기 브레이크 장치(700)를 제어하며, 상기 배터리(600)의 소스전원(예를 들어 DC120V)이 직접 투입되도록 설계함이 바람직하다.
그리고, 상기 철도차량에는 GPS 위성(410)이 송출하는 GPS신호를 수신하여 위도와 경도를 포함한 철도차량의 위치 데이터를 산출하는 GPS수신기(400)가 더 구비된다. 이에 따라 상기 제어보드(200)는 상기 GPS수신기(400)로부터 위치정보를 실시간으로 수신하여 운행상태정보와 함께 통신모듈(500)을 통해 관제센터(300)의 관제서버(310)로 전송하게 되며, 상기 관제서버(310)는 상기 철도차량의 위치정보 및 운행상태정보를 수신하여 철도차량의 위치와 운행상태를 분석하여 철도차량의 비상정지 등의 운용명령정보를 상기 제어보드(200)로 전송한다.
물론, 상기 통신모듈(500)은 철도차량에 구비하여 철도차량의 이행중에도 상기 관제센터(300)의 관제서버(310)로 정보의 송수신을 수행할 수 있도록 장거리 통신이 가능한 무선 송수신 모듈로 구성한다.
한편, 상기 관제센터(300)에서는 각 철도차량의 통신모듈(500)을 통해 송신되는 철도차량의 위치정보 및 운행상태정보를 실시간으로 수신하며, 수신된 철도차량의 위치정보 및 운행상태정보를 분석하여 해당 열차위치의 주변 상황을 고려하여 차량의 주행상태를 제어하기 위한 운용명령정보를 생성하여 상기 제어보드(200)로 전송한다.
이에 상기 철도차량의 제어보드(200)는 관제센터(300)의 관제서버(310)에서 전송된 운용명령정보와 현재 철도차량 대차(1)의 동작상태를 고려하여 브레이크 장치(700)의 제어 여부를 판단한다.
한편, 상기 브레이크 장치(700)는 도 3 및 도 4를 참고하면 철도차량의 대차(1) 양측 하부에 구비되어 바퀴·레일간의 점착력에 의존하지 않고, 레일(2)에 직접 마찰력이나 자기항력을 발생시켜 브레이크력으로 제동하는 트랙 브레이크( track brake)로 이루어진다.
이와 같은 본 발명에 작용되는 트랙 브레이크는 대차(1)의 하부에 구비되는 브라켓에 나란히 배치되는 한 쌍의 제1 및 제2 러그 플레이트(LUG plate)(710,712)와, 상기 제1 및 제2 러그 플레이트(LUG plate)(710,712) 사이에 양단이 고정되는 사이드 폴(side pole)(720)과, 상기 사이드 폴(side pole)(720)에 고정되되 원통 모양의 철심(鐵心) 보빈에 코일이 권취된 전자석(730)과, 상기 전자석(730)의 작동에 의해 레일에 접하는 활주부(740)로 이루어진다.
이때, 상기 사이드 폴(side pole)(720)은 한쌍이 나란히 구비되어 한 쌍의 제1 및 제2 러그 플레이트(LUG plate)(710,712) 사이의 간격을 일정하게 유지시키며 전자석(730)을 안정적으로 지지해줄 수 있다.
이와 같은 트랙 브레이크는 레일(2)의 상부에 위치하게 되어, 제어보드(200)의 제동 제어에 의해 코일에 전원이 투입되면 자력에 의해 활주부(740)가 레일(2)의 상면과 접하게 되어 마찰력을 발생시켜 철도차량을 제동시키게 된다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참고로 본 발명에 따른 컬러센서를 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 시스템의 작동 과정을 설명한다.
우선 철도차량에 설치되는 칼라센서(100)는 바퀴(10)의 회전상태를 감지하게 된다.(S100)
상기 단계(S100)를 수행하여 칼라센서(100)에서 회전상태가 감지되면 제어보드(200)는 회전상태신호를 입력받아 철도차량이 정지상태인지 여부를 판단한다.(S102)
이 경우 칼라센서(100)에서 감지한 바퀴(10)의 상태가 정지상태이면 상기 단계(S100)로 분기하여 정지상태가 해제될 때까지 지속적으로 감지하게 된다.
상기 단계(S100)를 통해 정지상태가 아닌 경우 상기 제어보드(200)는 좌측운행상태(S110) 및 우측운행상태(S120) 여부를 판단한다.
상기 단계(S102)를 통해 상기 제어보드(200)는 철도차량이 정지상태가 아니고 현재 철도차량의 운행상태가 좌측운행상태(S110)로 판단되면 칼라센서(100)로부터 회전상태신호를 다시 입력받는다.(S112)
상기 단계(S112)를 수행하여 칼라센서(100)에서 회전상태가 다시 감지되면 제어보드(200)는 회전상태신호를 입력받아 철도차량이 정지상태인지 여부를 판단한다.(S114)
이 경우 칼라센서(100)에서 감지한 바퀴(10)의 상태가 정지상태이면 상기 단계(S100)로 분기하여 정지상태가 해제될 때까지 지속적으로 감지한다.
또한, 상기 단계(S112)를 수행하여 정지상태가 아닌 경우 상기 제어보드(200)는 좌측운행상태(S116) 및 우측운행상태(S118) 여부를 판단한다.
이 경우 상기 제어보드(200)는 좌측운행상태(S116)로 판단되면 상기 단계(S112)로 분기하여 지속적으로 바퀴의 회전상태를 감지하게 되며, 우측운행상태(S118)로 판단되면 즉시 브레이크 장치(700)의 동작을 위한 제어신호를 출력하여 제동을 수행한다.(S130)
한편, 상기 단계(S102)를 통해 상기 제어보드(200)는 철도차량이 정지상태가 아니고 현재 철도차량의 운행상태가 우측운행상태(S120)로 판단되면 칼라센서(100)로부터 회전상태신호를 다시 입력받는다.(S122)
상기 단계(S122)를 수행하여 칼라센서(100)에서 회전상태가 다시 감지되면 제어보드(200)는 회전상태신호를 입력받아 철도차량이 정지상태인지 여부를 판단한다.(S124) 이 경우 칼라센서(100)에서 감지한 바퀴(10)의 상태가 정지상태이면 상기 단계(S100)로 분기하여 정지상태가 해제될 때까지 지속적으로 감지한다.
또한, 상기 단계(S122)를 수행하여 정지상태가 아닌 경우 상기 제어보드(200)는 좌측운행상태(S126) 및 우측운행상태(S128) 여부를 판단한다. 이 경우 상기 제어보드(200)는 우측운행상태(S126)로 판단되면 상기 단계(S122)로 분기하여 지속적으로 바퀴의 회전상태를 감지하게 되며, 좌측운행상태(S128)로 판단되면 즉시 브레이크 장치(700)가 동작되도록 위한 제어신호를 출력하여 제동을 수행한다.(S130)
상기 단계(S130)를 수행하여 제동을 수행하면서 제어보드(200)는 칼라센서(100)에서 회전상태신호를 지속적으로 감지한다.(S132)
상기 단계(S132)를 수행하여 회전상태신호가 입력되면 상기 제어보드(200)는 철도차량이 정지상태인지 여부를 판단한다.(S134)
이 경우 상기 단계(S134)에서 정지상태가 아니면 상기 단계(S132)로 분기하여 바퀴(10)의 회전상태를 감지하며, 상기 단계(S134)에서 칼라센서(100)에서 감지한 바퀴(10)의 상태가 정지상태이면 즉시 브레이크 장치(700)의 동작 해제를 위한 제어신호를 출력하여 철도차량의 제동을 해제한다.(S136)
한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예를 도시한 도면으로, 철도차량의 전후진 판단 장치의 제어 구성도이다.
이에 의하면 철도차량의 전후진 판단 장치는 철도차량에 구비되어 차량의 전후진시 회전하는 기준바퀴(20)와, 상기 기준바퀴(20)에 구비되되 일정간격을 유지하며 순차적으로 구비되는 적어도 3개 종류 이상의 컬러 패드(32)로 이루어지는 컬러 표시부(30)와, 상기 철도차량에 장착되어 상기 기준바퀴(20)의 회전시 상기 컬러 패드(32)를 식별하는 컬러 센싱부(40)와, 상기 컬러 센싱부(40)에서 식별한 센싱값들의 누적 데이터로부터 상기 철도차량의 전진 또는 후진 여부를 판단하는 판정부(50)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 기준바퀴(20)는 통상의 철도차량의 대차하부에 구비되는 바퀴에 그대로 설치하거나 전후진 상태만을 감시하기 위해 별도로 구비함도 가능한 것으로, 철도차량의 전후진시에 철도차량의 레일에 접촉되어 회전하도록 철도차량의 차체 하부를 지지하는 대차에 설치됨이 바람직하다.
그리고, 상기 컬러 표시부(30)는 예를 들어 빨강, 노랑, 파랑 등의 단일 색상을 갖는 컬러 패드(32)를 3개 이상 구비되는 것으로 상기 기준바퀴(20)에 장착된다.
이때, 상기 컬러 표시부(30)는 기준바퀴(20)의 측면에 설치됨이 바람직하지만, 기준바퀴(20)의 레일 접촉부위를 피할 수 있다면 기준바퀴(20)의 둘레면 일측에 형성될 수 있다.
한편, 상기 컬러 센싱부(40)는 철도차량 특히 대차에 장착되어 상기 기준바퀴(20)의 회전시 상기 컬러 패드(32)를 식별한다. 이와 같은 식별신호는 판정부(50)로 입력되어 식별한 센싱값들의 누적 데이터로부터 상기 철도차량의 전진 또는 후진 여부를 판단한다.
일 예로 상기 판정부(50)는 상기 컬러 센싱부(40)을 통해 빨강, 노랑, 파랑이 순차적으로 계속해서 감지되면 철도차량이 전진하는 것으로 판단할 수 있으며, 상기 컬러 센싱부(40)에서 빨강, 파랑, 노랑이 순차적으로 계속해서 감지되면 철도차량이 후진하는 것으로 판단할 수 있다.
한편, 상기 판정부(50)는 상기 컬러 센싱부(40)을 통해 감지되는 식별신호의 입력값이 계속적으로 누적 입력되는 경우 이를 이용해 철도차량의 전진 속도 및 전진 가속도를 계산하거나 상기 철도차량의 후진 속도 및 후진 가속도를 계산할 수 있다.
이와 같은 철도차량의 전후진 속도 및 가속도의 계산을 통해 추후 철도차량의 제동에 유용한 데이터로 활용할 수 있다.
또한, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시한 도면으로 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 장치의 제어 구성도이다.
이에 의하면 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 장치는 철도차량을 전진 또는 후진시키는 리니어 펄스 추진 수단(60)과, 철도차량에 구비되어 차량의 전후진시 회전하는 기준바퀴(20)와, 상기 기준바퀴(20)에 구비되되 일정간격을 유지하며 순차적으로 구비되는 적어도 3개 종류 이상의 컬러 패드(32)로 이루어지는 컬러 표시부(30)와, 상기 철도차량에 장착되어 상기 기준바퀴(20)의 회전시 상기 컬러 패드(32)를 식별하는 컬러 센싱부(40)와, 상기 컬러 센싱부(40)에서 식별한 센싱값들의 누적 데이터로부터 상기 철도차량의 전진 또는 후진 여부를 판단하는 판정부(50)와, 제동 지시에 따라 상기 판정부(50)의 판단이 정지가 될 때까지 상기 리니어 펄스 추진 수단(60)을 이용하여 철도차량을 제동하는 제동 제어부(70)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 제동 제어부(70)는 철도차량의 운행을 제어하는 제어보드(200)로부터 제동지시가 입력되면 그에 따라 상기 리니어 펄스 추진 수단(60)을 이용하여 철도차량을 제동한다.
물론, 상기 컬러 표시부(30)와 컬러 센싱부(40)의 식별신호 감지는 전술한 도 6의 실시 예에서의 작동관계와 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
그리고, 상기 판정부(50)는 상기 컬러 센싱부(40)에서 식별한 센싱값들의 누적 데이터로부터 상기 철도차량의 전후진 및 정지 여부를 판단하게 되며 이에 따른 판단데이터를 생성하여 출력한다. 이와 같은 판단데이터는 상기 제동 제어부(70)로 입력되어 철도차량의 전후진 및 정지여부를 확인하여 제동제어를 수행하게 된다.
이에 상기 제동제어부(70)는 상기 제어보드(200)의 제동 지시가 입력되면, 상기 판정부(50)의 판단데이터를 수신하여 철도차량이 전진하고 있는 것으로 판단되면 상기 리니어 펄스 추진 수단(60)을 후진하는 방향으로 구동시키고, 상기 판정부(50)의 판단데이터를 수신하여 철도차량이 후진하고 있는 것으로 판단되면 상기 리니어 펄스 추진 수단(60)을 전진하는 방향으로 구동시킨다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 대차 10: 바퀴
20: 기준바퀴 30: 컬러 표시부
32: 컬러 패드 40: 컬러 센싱부
50: 판정부 60: 리니어 펄스 추진 수단
70: 제동 제어부 100: 컬러센서
200: 제어보드 300: 관제센터
310: 관제서버 400: GPS수신기
410: GPS 위성 500: 통신모듈
600: 배터리 700: 브레이크 장치

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 철도차량의 대차에 구비되는 바퀴에 구비되는 서로 다른 세가지 이상의 컬러 패드를 통하여 바퀴의 회전상태를 감지하는 칼라센서와; 철도차량의 제동을 수행하는 브레이크 장치와; 상기 칼라센서에서 측정되는 바퀴의 회전상태신호를 입력받아 철도차량의 정지상태, 우측운행상태, 좌측운행상태 중에 어느 하나의 상태인지를 판단하여 운행상태정보를 생성하고 상기 브레이크 장치의 구동을 제어하는 제어보드;로 구성되고,
    상기 제어보드는 배터리의 소스전원을 전원변환모듈을 통해 제어전원으로 변환하여 공급받으며, 상기 브레이크 장치는 상기 제어보드의 제어신호에 따라 상기 배터리의 소스전원이 투입되어 동작하며,
    상기 브레이크 장치는 트랙 브레이크( track brake)로 이루어지되, 상기 트랙 브레이크는 대차의 하부에 구비되는 브라켓에 나란히 배치되는 한 쌍의 제1 및 제2 러그 플레이트(LUG plate)와, 상기 제1 및 제2 러그 플레이트(LUG plate) 사이에 양단이 고정되는 사이드 폴(side pole)과, 상기 사이드 폴(side pole)에 고정되되 원통 모양의 보빈에 코일이 권취된 전자석과, 상기 전자석의 작동에 의해 레일에 접하는 활주부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 컬러센서를 이용한 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 시스템.
  5. 삭제
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제어보드는 GPS 위성이 송출하는 신호를 수신하여 위도와 경도를 포함한 철도차량의 위치정보를 산출하는 GPS수신기로부터 위치정보를 수신하여 상기 운행상태정보와 함께 통신모듈을 통해 관제센터의 관제서버로 전송하고, 상기 관제서버로부터 운용명령정보를 수신하여 상기 브레이크 장치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 컬러센서를 이용한 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 철도차량을 전진 또는 후진시키는 리니어 펄스 추진 수단과, 철도차량에 구비되어 차량의 전후진시 회전하는 기준바퀴와, 상기 기준바퀴에 구비되되 일정간격을 유지하며 순차적으로 구비되는 적어도 3개 종류 이상의 컬러 패드로 이루어지는 컬러 표시부와, 상기 철도차량에 장착되어 상기 기준바퀴의 회전시 상기 컬러 패드를 식별하는 컬러 센싱부와, 상기 컬러 센싱부에서 식별한 센싱값들의 누적 데이터로부터 상기 철도차량의 전진 또는 후진 여부를 판단하는 판정부와, 제동 지시에 따라 상기 판정부의 판단이 정지가 될 때까지 상기 리니어 펄스 추진 수단을 이용하여 철도차량을 제동하는 제동 제어부를 포함하여 구성되고,
    상기 판정부는 상기 컬러 센싱부을 통해 감지되는 식별신호의 입력값이 계속적으로 누적 입력되면 철도차량의 전후진 속도 및 가속도를 계산하며,
    상기 제동 제어부는 철도차량의 운행을 제어하는 제어보드로부터 제동지시가 입력되면 상기 리니어 펄스 추진 수단을 제어하되, 상기 제동 제어부는 철도차량의 운행을 제어하는 제어보드의 제동 지시가 입력되면, 상기 판정부의 판단데이터를 수신하여 철도차량이 전진하고 있는 것으로 판단되면 상기 리니어 펄스 추진 수단을 후진하는 방향으로 구동시키고, 상기 판정부의 판단데이터를 수신하여 철도차량이 후진하고 있는 것으로 판단되면 상기 리니어 펄스 추진 수단을 전진하는 방향으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 리니어 펄스 추진식 철도차량의 제동 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
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