KR101976237B1 - 자동 제동，급제동 또는 비상 제동의 경우에 철도 차량의 압축 공기 제동 장치의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 경우에 철도 차량의 압축 공기 제동 장치의 제어 방법에 관한 것으로서, 상기 압축 공기 제동 장치는 제동 압력 제어부를 가지는 전기-공압식 제어 제동 장치(2) 그리고 비제어 제동 압력을 발생하기 위한 비제어 제동 압력 제어 장치(4) 및 하나 이상의 공압식 브레이크 작동기(16)를 포함한다. 본 발명에 따르면 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 트리거 신호 발생 시에 a) 전기-공압식 제어 제동 장치(2) 및 비제어 제동 압력 제어 장치(4)가 동시에 활성화되고 그리고 b) 전기-공압식 제어 제동 장치(2)에 의해 발생된 제동 압력에 대한 제1의 값(10) 또는 상기 제동 압력을 나타내는 파일럿 제어 압력에 대한 제1의 값(10)과 비제어 제동 압력 제어 장치(4)에 의해 발생된 제동 압력에 대한 제2의 값(12) 또는 이 제동 압력을 나타내는 파일럿 제어 압력에 대한 제2의 값(12)이 서로 비교되고, 이러한 비교는 오로지 공압-기계식인 비교 장치(14)의 기계적 요소에 대한 상기 제1의 값(10)과 제2의 값(12)의 영향에 의해 이루어지고, 그리고 c) 이 비교 내용에 따라서 제동 압력은 오로지 상기 제1의 값(10)에 근거하여 또는 오로지 상기 제2의 값(12)에 근거하여 또는 상기 제1의 값(10)과 상기 제2의 값(12)에 근거하여 적어도 하나의 공압식 브레이크 작동기(16)에 설정된다.

Description

자동 제동，급제동 또는 비상 제동의 경우에 철도 차량의 압축 공기 제동 장치의 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING A COMPRESSED­AIR BRAKING DEVICE OF A RAIL VEHICLE IN THE CASE OF AUTOMATIC，QUICK，OR EMERGENCY BRAKING}

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른, 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 경우에 철도 차량의 압축 공기 제동 장치의 제어 방법에 관한 것으로서, 상기 압축 공기 제동 장치는 제동 압력 제어부를 가지는 전기-공압식 제어 제동 장치 그리고 비제어 제동 압력을 발생하기 위한 비제어 제동 압력 제어 장치 및 하나 이상의 공압식 브레이크 작동기를 포함하며 및 청구항 제11항의 전제부에 따른 압축 공기 제동 장치에 관한 것이다.

차량에서 마찰에 기반한 브레이크의 이용, 특히 철도 차량에서 디스크 브레이크의 이용은, 브레이크 디스크들이 제한된 에너지만을 흡수할 수 있고 브레이크 패드가 일정한 한계 온도까지만 안정적이기 때문에, 제한을 받으며, 상기 브레이크 디스크들은 제한된 제동 출력만을 받을 수 있으며, 및 이 최대 접착값은 브레이크 디스크와 브레이크 패드 사이 상대 속도에 의존적이다. 그러므로 고속 열차의 브레이크 시스템들은 일반적으로 2 이상의 속도 종속적 단계로 실시되고, 속도가 더 높아지면 상기 브레이크가 너무 일찍 마모되거나 요구 조건 한계에 도달하는 것을 억제하기 위해, 속도가 더 높아지면 더 낮은 속도일 때보다 더 적은 제동력으로 제동이 이루어진다.

자동 제동, 급제동 및 비상 제동은 높은 안전 수준으로 실시되어야 한다. 그러므로 이를 위해 일반적으로 특히 주 공기관(HL)에 의해 공압식 신호 경로를 포함하는 기계-공압적 요소들(제어 밸브, 릴레이 밸브)만이 또는 안전 루프를 통해 형성된 전기 신호 경로를 갖는 전기-공압식 요소들이 이용된다. 이와 같은 요소들을 위해 안전 증명이 필요하지는 않다. 이런 요소들을 이용해야 속도에 종속적인, 위에서 이미 설명한 단계화된 제어가 가능한지만, 상기 브레이크의 출력 성능은 이들의 조건 한계 내에서 완전히 이용될 수는 없다.

속도에 따라 단계화된 철도 차량의 비상 브레이크 장치는 예를 들어 DE 10 2009 051 019 A1호에 기술되어 있다. 이와 같은 종래 기술에는 비상 제동의 계층적 흐름이 도시되어 있으며, 혼합 제동의 맥락에서 상기 제동은 우선 전기-공압식 제동과 회생 제동과의 상호 작용을 통해 제동력 제어 방식으로 및 속도 종속적으로 실시된다. 상기 회생 제동이 없는 경우 비상 제동력은 오로지 전기-공압식 제어 브레이크로 그리고 속도 종속적으로 실시된다. 만약 상기 전기-공압식 브레이크가 고장나면, 상기 비상 제동력은 추가적인 전자기 비상 제동 밸브 장치를 통해 속도 종속적으로 제어된다. 따라서 비상 제동 시에 회생 제동이 고장나면 상기 전기-공압식 브레이크가 활성화되거나 또는 이의 고장 시에 추가적인 전자기적 비상 제동 밸브 장치가 활성화되지만, 양 시스템은 결코 함께 활성화되지는 않는다.

자동 제동, 급제동 및 비상 제동의 경우에 상기 제동력의 속도 종속적으로 단계화된 제어에 비해, 상기 제동력 또는 제동 압력의 연속적이고 무단계적인 제어는, 상기 제동 압력에 대한 또는 상기 제동력에 대한 속도 종속적 목표값과 관련하여 연속적인 특성 곡선들을 사용하며 그 결과 상기 브레이크의 출력 성능을 자신의 부하 한계 내에서 더 우수하게 이용할 뿐만 아니라 표준 조건 또는 규정에 더 우수한 접근을 보장할 수도 있는 가능성을 제공한다. 그러나 상기 제동력 또는 상기 제동 압력의 그와 같은 연속적이고 무단계적인 제어의 단점은, 일반적으로 복잡하게 작성되고 브레이크의 각 새 프로젝트마다 반복되어야 하는 안전 증명이 필요하다는 것이다.

본 발명의 과제는 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 경우에 적은 수고로 높은 안전성을 보장하는 압축 공기 제동 장치의 제어 방법 또는 압축 공기 제동 장치를 제공하는 데 있다.

상기 과제는 본 발명에 따르면 청구항 제1항 및 제11항의 특징들을 통해 해결된다.

본 발명에 따라 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 경우에 철도 차량의 압축 공기 제동 장치의 제어 방법을 소개하며, 이때 상기 압축 공기 제동 장치는 제동 압력 제어, 제동력 제어 또는 감속 제어를 포함하는 전기-공압식 제어 제동 장치 및 속도에 종속적으로 단계화된 제동 압력을 발생하기 위한 비제어 제동 압력 제어 장치 및 적어도 하나의 공압식 브레이크 작동기를 포함하며, 이와 같은 방법에서는 자동 제어, 신속 제어 또는 비상 제어의 트리거 신호 발생 시

a) 전기-공압식 제어 제동 장치 및 비제어 제동 압력 제어 장치가 동시에 또는 병렬로 활성화되고 그리고

b) 전기-공압식 제어 제동 장치에 의해 발생된 제동 압력에 대한 제1의 값 또는 상기 제동 압력을 나타내는 파일럿 제어 압력에 대한 제1의 값과 비제어 제동 압력 제어 장치에 의해 발생된 제동 압력에 대한 제2의 값 또는 이 제동 압력을 나타내는 파일럿 제어 압력에 대한 제2의 값이 서로 비교되고, 이러한 비교는 오로지 공압-기계식 비교 장치의 기계적 요소에 대한 상기 제1의 값과 제2의 값의 영향에 의해 이루어지고, 그리고

c) 이 비교 내용에 따라서 제동 압력은 오로지 상기 제1의 값에 근거하여 또는 오로지 상기 제2의 값에 근거하여 또는 상기 제1의 값과 제2의 값에 근거하여 적어도 하나의 공압식 브레이크 작동기에 설정된다.

"상기 제1의 값과 상기 제2의 값의 비교"란 상기 제1의 값과 상기 제2의 값이 상대적 관계에 있지 이를 위해 반드시 절대적인 값들, 예를 들어 절대적인 제동 압력 값들이 검출되지는 않음을 의미한다.

"이러한 비교는 오로지 공압-기계식 비교 장치의 기계적 컴포넌트에 대한 상기 제1의 값과 제2의 값의 영향에 의해 이루어지고"란 오로지 공압 신호들이 상기 제1의 값 및/또는 제2의 값의 형태로 이용되므로, 오로지 기계적 요소들, 예를 들어 상기 셔틀 밸브 또는 이중 비복귀 밸브의 가동형 밸브 몸체에 작용되고, 상기 비교의 결과가 제공되는, 예를 들어 상기 제1의 값과 제2의 값의 각각의 경우 더 큰 값의 제어("하이 선택(select-high)") 또는 상기 제1의 값과 제2의 값의 각각의 경우 더 작은 값의 제어("로우 선택(select-low)") 또는 상기 제1의 값과 제2의 값이 관여하는 한 값의 새로운 형성 역시, 예를 들어 가산 또는 감산을 통해 또는 제1의 값과 제2의 값 사이 비율을 통해 제공된다. 이를 위해, 예를 들어 셔틀 밸브의 밸브 몸체의 작용면들이 자신의 크기와 관련해 적절하게 마련될 수 있다. 이런 경우에 상기 제1의 값과 제2의 값의 비교는 예를 들어 상기 제1의 값과 제2의 값을 통해 상반된 하중을 받는 밸브 몸체의 작용면들의 크기를 이용해 이루어진다.

특히, 상기 전기적 또는 전자적 요소들에 대한 안전 증명을 피하기 위해, 전기적 또는 전자적 요소들이 상기 제1의 값과 제2의 값의 비교에 참여해서는 안 된다. 이와 같은 순수하게 공압-기계식인 수단에 대한 안전 증명은 필요하지 않기 때문에, 본 발명에 따른 방법은 비교적 적은 구현 수고로 실시될 수 있다.

특히 바람직하게는 전기-공압식 제어 제동 장치의 제어 장치의 메모리 안에 특성 곡선들이 저장되어 있으며, 상기 철도 차량의 속도 종속적 목표값의 종속성이 상기 제동 압력을 위해, 파일럿 제어 압력을 위해 또는 제동력을 위해 상기 메모리 안에 저장되어 있다. 이와 같이, 마모를 피하기 위해 상기 제동력에 대한 처음에 언급한 속도 종속적 적응이 연속적인 방식으로 이루어질 수 있다.

유사한 방식으로, 상기 비제어 제동 압력 제어 장치가 속도 종속적으로 단계화되어 있는 제동 압력 또는 파일럿 제어 압력을 발생하도록 바람직하게 형성되어 있다. 이는 상기 제어된 제동 압력 또는 파일럿 제어 압력의 값이 속도에 따라 단계적으로 변함을 의미한다. 이와 같이, 마모 억제를 위해 상기 제동력에 대해 처음에 언급한 속도 종속적 적응이, 연속적이지 않고 오히려 단계인 경우에도, 이루어질 수 있다.

특히, 상기 공압-기계식 비교 장치에서 가중된 최대값 선택(가중된 "하이 선택(select high)")이 제1의 값과 제2의 값 사이에서 이루어진다. 예를 들어 상기 제1의 값이 미리 설정된 비율 이하만큼 상기 제2의 값 아래에 있는 한, 특히 바람직하게는 상기 제동 압력은 제1의 값을 통해 그리고 그렇지 않은 경우 제2의 값을 통해 형성되고 적어도 하나의 공압식 브레이크 작동기 안에 설정된다. 이때, 미리 설정된 비율은 약 30%이다.

기계-공압적 장치로서 예를 들어 셔틀 밸브, 이중 비복귀 밸브 또는 릴레이 밸브가 사용되고, 이들은, 전기적 또는 전자적 수단 없이 실시될 수 있는, 상기 제1의 값과 상기 제2의 값 사이 비교를 실시할 수 있는, 본 발명의 맥락에서 모든 공압-기계식 수단을 나타낸다. 그런 경우, 상기 제1의 값과 제2의 값은 각각의 경우에 위에서 언급한 기계-공압적 요소들의 입력 연결부에 도달하고 그리고 예를 들어 상반된 방식으로 피스톤 또는 밸브 몸체의 작용면들에 하중을 가한다.

일 개선점에 따르면, 비제어 제동 압력 제어 장치는 종래 간접 브레이크이고, 이때 간접 브레이크는 주 공기관(HL) 내 주 공기관 압력에 따라서 비제어 제동 압력 또는 비제어 파일럿 제어 압력을 제2의 값으로서 발생한다. 이때, 상기 주 공기관 압력은 제어 밸브 장치에 의해 전기-공압식으로 영향을 받을 수 있으며, 이것은 브레이크 솔레노이드 밸브 및 릴리즈 솔레노이드 밸브를 포함하고 있다.

그에 반해, 상기 전기-공압식 제어 제동 장치는 바람직하게는 전기-공압식 제동 압력 레귤레이터를 포함하는 공지된 전기-공압식 직접 제동 장치이며, 이때 전기-공압식 제동 압력 레귤레이터는 주 공기 탱크관(HB) 내에서 유도되는 주 공기 탱크관 압력에 근거해 브레이크 솔레노이드 밸브, 릴리즈 솔레노이드 밸브, 압력 센서 및 전자 제어 장치를 이용해 제1의 값으로서 제어 제동 압력 또는 제어 파일럿 제어 압력을 발생한다.

또한, 본 발명은 철도 차량의 압축 공기 제동 장치에 관한 것으로서, 이때 압축 공기 제동 장치는 제동 압력 제어부를 구비한 제어 전기-공압식 제동 장치, 비제어 제동 압력을 발생하기 위한 비제어 제동 압력 제어 장치, 상기 제동 장치를 제어하기 위한 제어부, 적어도 하나의 공압식 브레이크 작동기, 및 적어도 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 트리거 신호를 발생하기 위한, 상기 제어부와 함께 작동하는 신호 수단들을 포함하며, 상기 제어부는, 상기 신호 수단들에 의해 제어되는, 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 트리거 신호 발생 시에 전기-공압식 제어 제동 장치 및 비제어 제동 압력 제어 장치를 동시에 활성화하도록 형성되어 있다.

이때, 오로지 공압-기계식 비교 장치가 제공되어 있으며, 이 비교 장치를 통해 전기-공압식 제어 제동 장치에 의해 발생된 제동 압력에 대한 제1의 값 또는 상기 제동 압력을 나타내는 파일럿 제어 압력에 대한 제1의 값과 비제어 제동 압력 제어 장치에 의해 발생된 제동 압력에 대한 제2의 값 또는 이 제동 압력을 나타내는 파일럿 제어 압력에 대한 제2의 값이 서로 비교되며, 이런 비교는 오로지 공압-기계식 비교 장치의 기계적 요소들에 대한 제1의 값과 제2의 값의 영향을 통해 이루어진다.

또한, 이때 공압-기계식 비교 장치는, 이것이 상기 비교치에 따라서 적어도 하나의 공압식 브레이크 작동기에 대한 제동 압력 또는 이 제동 압력을 나타내는 파일럿 제어 압력을, 오로지 상기 제1의 값에 근거하여 또는 오로지 상기 제2의 값에 근거하여 또는 상기 제1의 값과 상기 제2의 값에 근거하여, 발생하도록, 형성되어 있다.

일 개선점에 따르면 상기 기계식-공압식 비교 장치와 적어도 하나의 브레이크 작동기 사이에 흐름 증폭기, 예를 들어 릴레이 밸브의 형태로, 접속되어 있다.

특히, 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 트리거 신호를 발생하는 신호 수단들은 적어도 하나의 전기 안전 루프를 포함할 수 있다.

본 발명을 개선하는 또 다른 조치들은 하기에서 본 발명의 바람직한 실시예의 설명과 함께 도면을 참고하여 상세히 도시되어 있다.

하기에서, 본 발명의 일 실시예가 도면에 도시되어 있으며 하기의 설명에서 상술된다.

도 1은 철도 차량의 압축 공기 제동 시스템을 제어하기 위한 방법의 바람직한 일 실시예를 상당히 단순화시킨 흐름도이다.
도 2는 상기 철도 차량의 속도에 따른 제동력(F)에 대한 다이어그램이다.

도 1에는 하나의 철도 차량 또는 다수의 철도 차량으로 구성되는 열차의 압축 공기 제동 장치를 제어하기 위한 방법의 바람직한 일 실시예를 상당히 단순화시킨 흐름도가 도시되어 있으며, 이것은 직접적 효과를 받으며 제동 압력에 의해 제어되는 전기-공압식 브레이크 장치("직접 브레이크(direct brake)")(2) 및 간접적 효과를 받으며 비제어 제동 압력 제어부를 가지는 브레이크("간접 브레이크(indirect brake)")(4)를 포함하고 있다. 하기에서 상기 직접 브레이크(2) 및 간접 브레이크(4)의 구성을 짧게 설명한다. 상기 철도 차량을 통해 또는 기차를 통해 주 공기 탱크관(main air reservoir pipe)(HB)이 이용되고, 이때 주 공기 탱크관은 압축 공기원, 예를 들어 컴프레셔로부터 주 공기 탱크관 압력으로 압축 공기를 공급받는다. 상기 주 공기 탱크관(HB)은 상기 직접 브레이크(2)뿐만 아니라 상기 간접 브레이크(4)에도 압축 공기를 공급한다. 또한, 운전자 브레이크 밸브에 의해 제어되는 주 공기관(HL)이 제공되며, 이때 주 공기관은 상기 간접 브레이크(4)를 제어하는 데 이용된다.

상기 직접 브레이크(2)는 전기-공압식 압력 레귤레이터를 가지며, 브레이크 제어 장치의 제어 전자 장치에 의해 신호 라인을 통해 미리 설정되는 전기적 명령들이 상기 압력 레귤레이터 안에서 공압식 신호들로, 특히 하류에 연결된 릴레이 밸브 또는 단위 압력 변환기를 위한 파일럿 제어 압력으로 변환된다. 상기 전기-공압식 압력 레귤레이터는 브레이크 솔레노이드 밸브, 릴리즈 솔레노이드 밸브, 압력 센서 및 상기 전자 브레이크 제어 장치를 통해 형성된다. 이 경우, 상기 브레이크 솔레노이드 밸브 및 상기 릴리즈 솔레노이드 밸브는 무단계적이면서 빠른 압력 형성 또는 압력 감쇠의 기능을 수행한다. 상기 압력 센서는 제어된 파일럿 제어 압력을 측정하는 데 이용된다. 상기 전기-공압식 압력 레귤레이터는 전자식 브레이크 제어 장치와 함께 압력 제어 회로를 형성하고, 이러한 압력 제어 회로에서는 파일럿 제어 압력이 상기 릴레이 밸브를 위해 제어된다. 상기 제어되는 파일럿 제어 압력에 따라서, 브레이크 작동기로서 적어도 하나의 공압식 브레이크 실린더에 대한 제동 압력은 상기 릴레이 밸브를 통해 발생된다. 또한, 상기 릴레이 밸브는 부하에 따라서 그리고 속도에 따라서도 상기 제동 압력을 형성할 수 있다. 이와 같이, 상기 제동 압력은 직접 브레이크(2)를 이용하면 연속적으로 그리고 무단계적으로 제어되어 형성된다. 그와 같은 직접 브레이크(2)는 그 자체로는 이미 공지되어 있으며, 예를 들어 앞서 언급한 DE 10 2009 051 019 A1호에 공지되어 있다. 따라서, 여기에서는 더 이상 이를 다루지는 않는다.

상기 직접 브레이크(2)는 특히 상용 제동(service brake)인 경우 우선 순위를 갖는 전기 역학 브레이크(electrodynamic brake)를 보조하는 데 이용되며 그리고 이 전기 역학 브레이크가 고장나는 경우에 잉여의 백업 레벨(back-up level)로서도 이용된다. 그러나 본 발명의 범위에서 상기 직접 브레이크(2)는 자동 제동, 비상 제동 또는 급제동을 위해서도 사용되며, 이는 뒤에 도시된 바와 같다.

도 2에 도시된, 상기 직접 브레이크(2)에 대한 다이어그램(6)에 따르면 상기 직접 브레이크(2)의 전자식 브레이크 제어 장치의 메모리 안에 특성 곡선들이 저장되어 있으며, 제동력(F) 또는 제동 압력 또는 제동 압력 또는 파일럿 제어 압력에 대한 상기 철도 차량의 속도(v)의 함수인 목표값의 종속성이 상기 특성 곡선들 안에 저장되어 있다. 이와 같은 방식으로, 상기 제동력(F) 또는 제동 압력 또는 파일럿 제어 압력이 속도에 따라 연속적으로 적응된다. 이 경우, 예를 들어 상기 직접 브레이크(2)의 상기 제동력(F) 및 목표 파일럿 제어 압력은 제동 압력 제어와 관련하여 속도 범위 0 < v <

에서 일정한 속도값부터 시작하지만 속도(

)부터 연속적으로 감소된다.

상기 간접 브레이크(4)는 특히 자동 제동, 비상 제동 및 급제동을 위해 이용된다. 각 운전자 운전실 안에서 운전자는 상기 간접 브레이크(4)의 작동을 위해 운전자 브레이크 밸브를 이용한다. 이 운전자 브레이크 밸브에 의해 상기 운전자는 주 공기관(HL)을 무단계적으로 통기시킬 수 있으며 그 결과 5bar의 압력(릴리즈 압력)을 낮출 수 있다. 1.5bar만큼 떨어지는 경우, 최고 제동 단계의 도달이 이루어진다. 압력 강하를 더 하여도 추가적인 효과가 발생하지는 않는다. 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 경우에 상기 제동 시간 및 응답 시간을 단축하기 위해 주 공기관(HL)이 갑작스럽게 통기된다. 이 경우, 상기 주 공기관(HL) 내 압력은 운전자 운전실 내 비상 후크 버튼의 작동 및 그 결과 전기 안전 루프의 개방을 통해 떨어지고 그런 경우 상기 간접 브레이크(4)를 위한 상기 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동이 트리거된다. 열차 기관사의 제동 명령 및 릴리즈 명령을 전달하는 주 공기관 압력이 개별 차량 안에서 제어 밸브를 통해 파일럿 제어 압력 또는 브레이크 실린더 압력으로 변환된다. 이때, (5bar의 릴리즈 압력과 최고 제동 단계의 압력 사이 범위에서) 떨어지는 주 공기관 압력은 상승 제동 압력이나 또는 파일럿 제어 압력을 야기한다. 이런 종래 간접 브레이크(4)는 전기 제어 장치를 통해 보충될 수 있다. 상기 제어 밸브 장치를 위한 전기 제어 신호들은 선두 차량에서 상기 주 공기관(HL) 내 주 공기관 압력과 병렬로 발생되고 전기 라인에 의해 상기 열차의 모든 철도 차량 안에 전달된다. 그러므로 상기 열차의 모든 철도 차량의 간접 브레이크의 제어 밸브 장치들의 동시적 제어가 달성된다. 이 제어 밸브는 이 경우 릴리즈 솔레노이드 밸브 및 브레이크 솔레노이드 밸브를 포함한다.

상기 직접 브레이크(2)에서처럼 상기 간접 브레이크(4)의 파일럿 제어 압력 역시 릴레이 밸브에 미리 설정될 수 있다. 또한, 상기 릴레이 밸브는 바람직하게는, 이것이 상기 제동 압력을 속도에 따라서 적어도 2단계로 제어하도록, 형성되어 있으므로, 더 높은 속도인 경우 더 낮은 속도인 경우에서보다 더 작은 제동 압력으로 제동이 이루어진다.

이와 같은 사정은 도 2에서 상기 간접 브레이크(4)에 대한 다이어그램(8)을 이용해 도시되어 있으며, 상기 간접 브레이크에 의해 제어되는 제동 압력 및 제동력(F)이 속도 범위(0 < v <

)에 대해 일정하고 상기 속도(

)부터 단계 형태로 감소된다. 그러므로 상기 제동력(F) 또는 제동 압력은 상기 속도(v)에 따라 이 경우 예를 들어 2단계로 제어된다. 물론 2단계 이상도 생각할 수 있다.

간접 브레이크(4) 대신에 간단한 비상 브레이크 밸브 장치가, 예를 들어 앞서 언급한 DE 10 2009 051 019 A1호에 기술된 것처럼, 이용될 수 있으므로, 제어될 제동 압력 또는 제어된 파일럿 제어 압력이 상기 안전 루프를 통해 제어되는 비상 브레이크 밸브에 의해 발생될 수 있으며, 그런 경우 이런 압력은 선택에 따라서 속도에 따라 단계화된다. 이 제동 압력 또는 파일럿 제어 압력은 예를 들어 주 공기 탱크관(HB)처럼 압력 리저브의 공급 압력으로부터 유도되어 압력 제한 밸브를 통해 일정한 압력값에 제한될 수 있다. 일반적으로, 비제어 제동 압력 또는 비제어 파일럿 제어 압력을 제어하는 각 비제어 제동 회로가 유용하고, 게다가 이 압력은 선택에 따라서는 속도에 따라 단계화될 수도 있다.

하기에서, 도 1에 개략적으로 도시되어 있는 방법은 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동용 압축 공기 제동 장치의 제어를 위한 방법 또는 상기 압축 공기 제동 장치 자체의 경우를 위해 상세히 설명된다. 예를 들어 상기 전기 안전 루프에 의해 발생되는 신호는 거기에 축적상 이유 때문에 도시되어 있지 않은, 압축 공기 제동 장치의 제어부에 미리 설정되어 상기 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동을 트리할 때, 우선 상기 제어부에 의해 상기 직접 브레이크(2) 및 상기 간접 브레이크(4)가 동시에 활성화된다.

이때, 상기 공압-기계식 비교 장치(14)에 의해 상기 직접 브레이크(2)에 의해 발생된 제동 압력에 대한 제1의 값(10) 또는 상기 제동 압력을 나타내는 파일럿 제어 압력에 대한 제1의 값(10)과 상기 간접 브레이크에 의해 발생된 제동 압력에 대한 제2의 값(12) 또는 상기 제동 압력을 나타내는 파일럿 제어 압력에 대한 제2의 값(12)이 서로 비교되며, 이런 비교는 예를 들어 셔틀 밸브 또는 이중 비복귀 밸브(14)의 가동형 밸브 몸체의 작용면에 대한 상기 제1의 값(10)과 상기 제2의 값(12)의 상반된 영향을 통해 이루어진다. 이와 같은 셔틀 밸브 또는 이중 비복귀 밸브(14)의 경우에 상기 가동형 밸브 몸체의 작용면들이 상기 양 입력들에서 우세한 압력들을 통해, 여기에서 제1의 값(10) 및 제2의 값(12)이 하중을 받으며 상기 셔틀 밸브의 출력에서 양 압력들 중 하나가 상기 밸브 몸체의 이동에 따라서 제어된다.

예를 들어 상기 셔틀 밸브(14)의 그 한 입력은 상기 제1의 값(10)의 설정을 위해 직접 브레이크(2)와 연결되어 있으며, 상기 셔틀 밸브(14)의 그 다른 입력은 상기 제2의 값(14)의 설정을 위해 상기 간접 브레이크(4)와 연결되어 있고 그리고 상기 셔틀 밸브(14)의 출력은 상기 제동 압력의 제어를 위해 또는 흐름 증폭기(15)와 연결되어 있으므로, 상기 셔틀 밸브(14)의 출력에서 임박한 예비 제어 압력에 근거하여 대응 제동 압력이 브레이크 실린더(16) 안에 설정될 수 있다.

하류에 연결된 브레이크 실린더(16)에 충분하게 작동 압축 공기를 제공하기 위해, 만약 상기 간접 브레이크와 직접 브레이크의 양 압력들이 파일럿 제어 압력으로서 형성되면, 이는 기술적으로 중요하며, 상기 셔틀 밸브(14)의 출력과 상기 브레이크 실린더에 사이에 바람직하게는 흐름 증폭기가, 바람직하게는 릴레이 밸브(15)의 형태로, 배치된다.

이의 입력 연결부들에서 압력값들이 다른 이와 같은 셔틀 밸브 또는 이중 비복귀 밸브(14)의 효과를 당업자는 충분히 알고 있다. 따라서 여기에서 이를 다루지는 않을 것이다. 이때, 제1의 값(10)과 제2의 값(12)은 각각 0과 다른 값이어야 하는데, 그 이유는 양 브레이크들, 상기 직접 브레이크(2)와 간접 브레이크(4)가 자동 제동, 안전 제동 또는 비상 제동의 경우에 활성화되기 때문이다.

이때, 상기 셔틀 밸브 또는 이중 비복귀 밸브(14)는, 이것이 자신의 출력에서 그리고 적어도 하나의 공압식 브레이크 실린더에서 제동 압력보다 상기 제1의 값 및 제2의 값의 더 큰 값을 제어하도록("하이 선택(select high)"), 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1의 값(10)과 상기 제2의 값(12) 사이에서 최대값이 선택되어 파일럿 제어 압력으로서 상기 릴레이 밸브(15)에 제공되어, 그 후 이 릴레이 밸브는 브레이크 실린더(16)를 위한 브레이크 실린더 압력을 발생한다.

여기에서 상기 셔틀 밸브(14)는 바람직하게는 더 나아가서, 이것이 상기 제1의 값(10)과 상기 제2의 값(12) 사이에서 가중(weighted) 최대값을 선택하도록, 형성되어 있다. 이 경우, 예를 들어 상기 제1의 값(10)이 미리 설정된 비율 이하만큼 상기 제2의 값(12) 아래에 있는 한, 상기 셔틀 밸브의 출력에서 제어되는 제동 압력이 상기 제1의 값(10)을 통해 그리고 그렇지 않은 경우 제2의 값(12)을 통해 형성되어야 한다. 상기 미리 설정된 비율은 예를 들어 대략 30%이다. 그러므로 현 경우에 상기 직접 브레이크가 우선 순위를 가지는 데, 그 이유는 이것이 도 2에 따라 끊김 없이 연속적인 방식으로 상기 제동력에 대해 또는 제동 압력에 대해 또는 파일럿 제어 압력에 대해 속도에 따라서 상기 목표값을 적응시키며 그리고, 만약 상기 직접 브레이크를 통해 발생된 제동 압력 또는 파일럿 제어 압력이 너무 낮으면 비로소 상기 간접 브레이크가 이용되기 때문이다.

가중된 최대값 선택이 예를 들어, 상기 셔틀 밸브의 밸브 몸체가 스프링 프리로드(spring preload)에 의해 한 방향에서 프리로드되고 및/또는 상기 제1의 값과 제2의 값에 대한 밸브 몸체의 작용면들이 크기적으로 다르기 때문에, 구현될 수 있다.

또 다른 일 실시예에 따르면 셔틀 밸브(14) 대신에 다른 기계-공압적 비교 장치가 사용될 수 있으며, 이 비교 장치는 자신의 입력들에서 우세한 제1의 값 및 제2의 값에 근거해 적어도 하나의 브레이크 실린더(16)에 대한 제동 압력 또는 상기 흐름 증폭기(15)에 대한 파일럿 제어 압력을 형성하며, 이것은 양 값들에 근거하여 발생된다. 즉, 각각의 경우에 영과 다른 제1의 값(10) 및 제2의 값(12)은, 예를 들어 양 값들의 가산을 통해 또는 이들의 감산을 통해, 제동 압력 또는 파일럿 제어 압력에 관여한다. 이때, 양 값들(10, 12)을 서로 연결하거나 또는 서로 관련시키는 조치들은 임의적이다.

2 : 직접 브레이크 4 : 간접 브레이크
6 : 다이어그램 8 : 다이어그램
10 : 제1의 값 12 : 제2의 값
14 : 셔틀 밸브 15 : 흐름 증폭기
16 : 브레이크 실린더

Claims (20)

1. 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 경우에 철도 차량의 압축 공기 제동 장치의 제어 방법으로서, 상기 압축 공기 제동 장치는 제동 압력 제어부를 가지는 전기-공압식 제어 제동 장치(2) 그리고 비제어 제동 압력을 발생하기 위한 비제어 제동 압력 제어 장치(4) 및 하나 이상의 공압식 브레이크 작동기(16)를 포함하는, 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 경우에 철도 차량의 압축 공기 제동 장치의 제어 방법에 있어서,
   자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 트리거 신호 발생 시에
   a) 전기-공압식 제어 제동 장치(2) 및 비제어 제동 압력 제어 장치(4)가 동시에 활성화되고 그리고
   b) 전기-공압식 제어 제동 장치(2)에 의해 발생된 제동 압력에 대한 제1의 값(10) 또는 상기 제동 압력을 나타내는 파일럿 제어 압력에 대한 제1의 값(10)과, 비제어 제동 압력 제어 장치(4)에 의해 발생된 제동 압력에 대한 제2의 값(12) 또는 이 제동 압력을 나타내는 파일럿 제어 압력에 대한 제2의 값(12)이 서로 비교되고, 이러한 비교는 오로지 공압-기계식 비교 장치(14)의 기계적 요소에 대한 상기 제1의 값(10)과 제2의 값(12)의 영향에 의해 이루어지고, 그리고
   c) 이 비교 내용에 따라서, 제동 압력은 오로지 상기 제1의 값(10)에 근거하여 또는 오로지 상기 제2의 값(12)에 근거하여 또는 상기 제1의 값(10)과 상기 제2의 값(12)에 근거하여 적어도 하나의 공압식 브레이크 작동기(16)에 설정되며,
   상기 제1의 값(10)이 미리 설정된 비율 이하만큼 상기 제2의 값(12) 아래에 있는 한, 상기 제동 압력 또는 이 제동 압력을 나타내는 파일럿 제어 압력은 제1의 값(10)을 통해 그리고 그렇지 않은 경우 제2의 값(12)을 통해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 경우에 철도 차량의 압축 공기 제동 장치의 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 전기-공압식 제어 제동 장치(2)의 제어 장치의 메모리 안에 특성 곡선들이 저장되어 있으며, 상기 철도 차량의 속도에 종속적인 상기 제동 압력 또는 제동력을 위한 목표값의 종속성이 상기 특성 곡선들에 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 경우에 철도 차량의 압축 공기 제동 장치의 제어 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 비제어 제동 압력 제어 장치(4)가 속도에 따라 단계화되어 있는 제동 압력을 발생하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 경우에 철도 차량의 압축 공기 제동 장치의 제어 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 미리 설정된 비율은 30%인 것을 특징으로 하는 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 경우에 철도 차량의 압축 공기 제동 장치의 제어 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 공압-기계식 비교 장치(14)로서 적어도 하나의 셔틀 밸브가 이용되는 것을 특징으로 하는 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 경우에 철도 차량의 압축 공기 제동 장치의 제어 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 비제어 제동 압력 제어 장치(4)가 간접 브레이크이고, 이 간접 브레이크는 주 공기관(HL) 내 주 공기관 압력에 따라서 비제어 제동 압력 또는 비제어 파일럿 제어 압력을 제2의 값(12)으로서 발생하는 것을 특징으로 하는 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 경우에 철도 차량의 압축 공기 제동 장치의 제어 방법.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전기-공압식 제어 제동 장치(2)는 전기-공압식 압력 레귤레이터를 포함하는 전기-공압식 직접 제동 장치이며, 상기 전기-공압식 압력 레귤레이터는 주 공기 탱크관(HB) 내에서 유도되는 주 공기 탱크관 압력에 근거해 브레이크 솔레노이드 밸브, 릴리즈 솔레노이드 밸브, 압력 센서 및 전자 제어 장치를 이용해 제1의 값(10)으로서 제어된 제동 압력 또는 제어된 파일럿 제어 압력을 발생하는 것을 특징으로 하는 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 경우에 철도 차량의 압축 공기 제동 장치의 제어 방법.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 트리거 신호가 전기 안전 루프에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 경우에 철도 차량의 압축 공기 제동 장치의 제어 방법.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 오로지 상기 제1의 값(10)에 근거하여 또는 오로지 상기 제2의 값(12)에 근거하여 또는 상기 제1의 값(10) 및 상기 제2의 값(12)에 근거하여 파일럿 제어 압력이 흐름 증폭기(15) 안에 설정되고, 이로부터 상기 흐름 증폭기(15)는 이 흐름 증폭기(15)의 하류에 접속된 브레이크 작동기(16)를 위한 제동 압력을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 경우에 철도 차량의 압축 공기 제동 장치의 제어 방법.
10. 철도 차량의 압축 공기 제동 장치로서,
    제동 압력 제어부를 구비한 전기-공압식 제어 제동 장치(2), 비제어 제동 압력을 발생하기 위한 비제어 제동 압력 제어 장치(4), 상기 제동 장치들(2; 4)을 제어하기 위한 제어 장치, 적어도 하나의 공압식 브레이크 작동기(16), 및 적어도 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 트리거 신호를 발생하기 위한, 상기 제어부와 함께 작동하는 신호 수단들을 포함하는 철도 차량의 압축 공기 제동 장치에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 신호 수단들에 의해 제어되는, 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 트리거 신호 발생 시에
    a) 전기-공압식 제어 제동 장치(2) 및 비제어 제동 압력 제어 장치(4)를 동시에 활성화시키도록 형성되어 있고,
    b) 오로지 공압-기계식 비교 장치(14)가 제공되어 있으며, 이 비교 장치를 통해 전기-공압식 제어 제동 장치(2)에 의해 발생된 제동 압력에 대한 제1의 값(10) 또는 상기 제동 압력을 나타내는 파일럿 제어 압력에 대한 제1의 값(10)과, 비제어 제동 압력 제어 장치(4)에 의해 발생된 제동 압력에 대한 제2의 값(12) 또는 이 제동 압력을 나타내는 파일럿 제어 압력에 대한 제2의 값(12)이 서로 비교되고, 이러한 비교는 오로지 공압-기계식 비교 장치(14)의 기계적 요소들에 대한 상기 제1의 값(10)과 제2의 값(12)의 영향에 의해 이루어지고, 그리고
    c) 또한 상기 공압-기계식 비교 장치(14)는, 상기 비교 내용에 따라서 오로지 상기 제1의 값(10)에 근거하여 또는 오로지 상기 제2의 값(12)에 근거하여 또는 상기 제1의 값(10)과 상기 제2의 값(12)에 근거하여 상기 적어도 하나의 공압식 브레이크 작동기(16)에 대한 제동 압력 또는 상기 제동 압력을 나타내는 파일럿 제어 압력을 발생하도록, 형성되어 있으며,
    상기 공압-기계식 비교 장치(14)는, 상기 제1의 값(10)이 미리 설정된 비율 이하만큼 상기 제2의 값(12) 아래에 있는 한, 상기 제동 압력 또는 이 제동 압력을 나타내는 파일럿 제어 압력은 제1의 값(10)을 통해 그리고 그렇지 않은 경우 제2의 값(12)을 통해 형성되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 철도 차량의 압축 공기 제동 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 공압-기계식 비교 장치(14)는 적어도 하나의 셔틀 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 차량의 압축 공기 제동 장치.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 공압-기계식 비교 장치(14)와 적어도 하나의 브레이크 작동기(16) 사이에 흐름 증폭기(15)가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 철도 차량의 압축 공기 제동 장치.
13. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 비제어 제동 압력 제어 장치(4)가 속도에 따라 단계화되어 있는 제동 압력을 발생하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 철도 차량의 압축 공기 제동 장치.
14. 제10항 또는 제11항에 있어서, 전기-공압식 제어 제동 장치(2)의 제어 장치의 메모리 안에 특성 곡선들이 저장되어 있으며, 상기 철도 차량의 속도에 종속적인 상기 제동 압력 또는 제동력을 위한 목표값의 종속성이 상기 특성 곡선들에 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 철도 차량의 압축 공기 제동 장치.
15. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 미리 설정된 비율은 30%인 것을 특징으로 하는 철도 차량의 압축 공기 제동 장치.
16. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 비제어 제동 압력 제어 장치(4)가 간접 브레이크이고, 이 간접 브레이크는 주 공기관(HL) 내 주 공기관 압력에 따라서 비제어 제동 압력 또는 비제어 파일럿 제어 압력을 제2의 값(12)으로서 발생하는 것을 특징으로 하는 철도 차량의 압축 공기 제동 장치.
17. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 전기-공압식 제어 제동 장치(2)는 전기-공압식 압력 레귤레이터를 포함하는 전기-공압식 직접 제동 장치이며, 상기 전기-공압식 압력 레귤레이터는 주 공기 탱크관(HB) 내에서 유도되는 주 공기 탱크관 압력에 근거해 브레이크 솔레노이드 밸브, 릴리즈 솔레노이드 밸브, 압력 센서 및 전자 제어 장치를 이용해 제1의 값(10)으로서 제어된 제동 압력 또는 제어된 파일럿 제어 압력을 발생하는 것을 특징으로 하는 철도 차량의 압축 공기 제동 장치.
18. 제10항 또는 제11항에 있어서, 자동 제동, 급제동 또는 비상 제동의 트리거 신호를 발생하는 신호 수단들은 적어도 하나의 전기 안전 루프를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도 차량의 압축 공기 제동 장치.
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