KR102123345B1 - an electric mechanical brake system for a railway vehicle - Google Patents

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KR102123345B1
KR102123345B1 KR1020190011421A KR20190011421A KR102123345B1 KR 102123345 B1 KR102123345 B1 KR 102123345B1 KR 1020190011421 A KR1020190011421 A KR 1020190011421A KR 20190011421 A KR20190011421 A KR 20190011421A KR 102123345 B1 KR102123345 B1 KR 102123345B1
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한국철도기술연구원
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Abstract

본 발명은 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 하부 또는 대차에 설치되어 제동작용을 수행하는 다수의 EMB 중에서 어느 일부가 이상이 발생할 경우, 이상이 발생한 EMB를 격리하고, 해당 EMB가 담당하던 제동력을 다른 EMB에 분배하도록 하여 안정적인 제동 작용을 수행할 수 있게 하며, 브레이크 패드의 마모정도를 포함한 각 상태를 정확하게 확인할 수 있으며, 활주방지 기능을 수행하여 차륜의 손상을 방지할 수 있는 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 철도차량의 차량하부 또는 대차에 설치되어 제동 작용을 수행하는 EMB(Electric Mechanical Brake, 전기 기계식 제동장치)와, 다수의 EMB와 연결되어 각 EMB를 제어하는 차량제동제어장치로 이루어지며, 상기 차량제동제어장치는 상기 EMB에 이상이 발생할 경우, 해당 EMB를 제동 완해 상태로 격리시키고, 해당 EMB가 담당하는 제동력을 다른 EMB에 분배하는 것을 특징으로 한다.
The present invention relates to an electro-mechanical braking system for a railroad vehicle, and more specifically, if any of a plurality of EMBs installed on a lower portion of a vehicle or a bogie performing a braking action occurs, isolates the EMB having an abnormality, It is possible to distribute the braking force in charge of the EMB to other EMBs to perform stable braking action, to accurately check each condition including the degree of wear of the brake pads, and to prevent damage to the wheels by performing a slide prevention function. It relates to an electro-mechanical braking system for railway vehicles.
The present invention for achieving the above object is installed on the lower part of the vehicle or the bogie of the railway vehicle to perform the braking action (Electric Mechanical Brake), a vehicle that is connected to a number of EMB to control each EMB It consists of a braking control device, the vehicle braking control device is characterized in that, when an abnormality occurs in the EMB, the EMB is isolated to a braking completion state, and the braking power in charge of the EMB is distributed to other EMBs.

Figure R1020190011421
Figure R1020190011421

Description

철도차량용 전기 기계식 제동 시스템{an electric mechanical brake system for a railway vehicle}An electric mechanical brake system for a railway vehicle

본 발명은 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 하부 또는 대차에 설치되어 제동작용을 수행하는 다수의 EMB 중에서 어느 일부가 이상이 발생할 경우, 이상이 발생한 EMB를 격리하고, 해당 EMB가 담당하던 제동력을 다른 EMB에 분배하도록 하여 안정적인 제동 작용을 수행할 수 있게 하며, 브레이크 패드의 마모정도를 포함한 각 상태를 정확하게 확인할 수 있으며, 활주방지 기능을 수행하여 차륜의 손상을 방지할 수 있는 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electro-mechanical braking system for a railroad vehicle, and more specifically, if any of a plurality of EMBs installed on a lower portion of a vehicle or a bogie performing a braking action occurs, isolates the EMB having an abnormality, It is possible to distribute the braking force in charge of the EMB to other EMBs to perform stable braking action, to accurately check each condition including the degree of wear of the brake pads, and to prevent damage to the wheels by performing a slide prevention function. It relates to an electro-mechanical braking system for railway vehicles.

일반적으로 철도차량의 기초 제동장치는 차량의 운동에너지를 열에너지로 변환시켜 차량의 속도를 감소시키는 역할을 담당하는데, 차축이나 차륜에 별도의 디스크를 설치하여 디스크와 마찰재(패드)를 접촉시켜 제동을 체결하는 디스크 제동장치와 차륜의 답면과 마찰재(제륜자)를 접촉시켜 제동작용을 수행하는 답면제동으로 구분된다.In general, the basic braking system of a railway vehicle converts kinetic energy of a vehicle into thermal energy to reduce the speed of the vehicle.By installing a separate disc on the axle or wheel, the disc is brought into contact with the friction material (pad) to brake. It is divided into a disc braking device for fastening and a base braking that performs a braking action by contacting the wheel surface with a friction material (braking wheel).

이러한 제동장치 중에서 디스크와 마찰재(패드)를 접촉시킴으로써 제동력을 발생시키는 디스크제동은 제동원력을 제공하는 제동패드(마찰재)와 레버비를 이용하여 제동력을 증폭시키는 캘리퍼, 그리고 캘리퍼 종단에서 힘을 인가하는 제동엑츄에이터(공압실린더, 유압실린더 등)로 구성된다.Among these braking devices, disc braking that generates braking force by contacting the disc with friction material (pad) uses a braking pad (friction material) that provides braking power, a caliper that amplifies the braking force using a lever ratio, and applies force at the end of the caliper. It consists of a braking actuator (pneumatic cylinder, hydraulic cylinder, etc.).

이때, 상기 제동장치는 운전실 제어회로, 열차종합제어관리장치(TCMS), 인버터장치 등과 통신을 통해 정보를 전송하게 되는데, 통신방식은 디지털 입출력, 아날로그 입출력, PWM 통신, 직렬전송(RF-485)등의 방식을 사용하여 통신을 수행하고 있다.At this time, the braking device transmits information through communication with a cab control circuit, a train integrated control management device (TCMS), and an inverter device. The communication methods include digital input/output, analog input/output, PWM communication, and serial transmission (RF-485). Communication is performed using the following method.

한편, 기존에는 공압을 이용한 제동장치를 많이 사용하였으나 최근에는 공압을 이용한 제동장치의 공간제약성 및 반응속도를 개선하기 위해 전기모터를 엑츄에이터에 적용하여 사용하는 전기기계식 제동장치의 개발이 진행 중이다. 이러한 전기기계식 제동장치의 일 예로 한국공개특허 제10-2008-0057631호에 기재된 기술이 있는데, 그 기술적 특징은 하기의 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 차량의 휠과 함께 회전하는 디스크(10)와, 상기 디스크(10)의 양측에 마련되어 제동력을 발생시키는 마찰패드(20a,20b)와, 일면이 상기 마찰패드(20a,20b)에 부착되며 타면이 상기 디스크(10)에 대하여 경사지게 형성된 쐐기면(51,52)을 구비하는 쐐기부재(50)와, 상기 쐐기면(51,52)과 대응하도록 안내면(71,72)이 형성되며 상기 쐐기부재(50)와 결합하여 제동력을 증가시키는 안내부재(70)와, 상기 안내부재(70)의 일측에 마련되어 상기 마찰패드(20a,20b)를 상기 디스크(10)측으로 진퇴시키는 구동모터(60)와, 상기 안내부재(70)와 상기 구동모터(60)의 사이에 마련되어 상기 구동모터(60)의 회전운동을 직선운동으로 변환하기 위한 동력전달부재(80)와, 상기 구동모터(60)와 상기 동력전달부재(80) 사이에 마련되어 상기 동력전달부재(80)의 전진시 인장되는 탄성부재(90)를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, in the past, a lot of brake systems using pneumatics were used, but recently, an electromechanical braking system using an electric motor applied to an actuator is being developed to improve the space limitation and reaction speed of a brake system using pneumatics. An example of such an electromechanical braking device is a technique described in Korean Patent Publication No. 10-2008-0057631, the technical feature of which is a disk 10 rotating with a wheel of a vehicle as shown in FIGS. 1 and 2 below. ), friction pads (20a, 20b) provided on both sides of the disk (10) to generate a braking force, and one surface attached to the friction pads (20a, 20b), the other surface of the wedge formed inclined with respect to the disk (10) Wedge member 50 having surfaces 51 and 52, and guide surfaces 71 and 72 are formed to correspond to the wedge surfaces 51 and 52, and coupled with the wedge member 50 to increase braking force A member 70 and a driving motor 60 provided on one side of the guiding member 70 to advance and move the friction pads 20a and 20b toward the disk 10, and the guiding member 70 and the driving motor It is provided between (60) and the power transmission member 80 for converting the rotational movement of the drive motor 60 into a linear motion, and the power provided between the drive motor 60 and the power transmission member 80 It characterized in that it comprises an elastic member 90 that is tensioned when the transfer member 80 is advanced.

그런데, 한국공개특허 제10-2008-0057361호에 기재된 기술은 모터를 사용하에 제동을 제어하기 때문에 응답속도는 빠른 장점이 있으나, 비상시에 전원이 차단되거나, 제동장치에 이상이 발생할 경우, 해당 제동장치에서 분담하던 제동력의 분배가 되지 않아 안정적인 제동이 불가능한 문제점이 있다.However, the technique described in Korean Patent Publication No. 10-2008-0057361 has a merit of a fast response speed because it controls braking using a motor, but in case of an emergency, the power is cut off or an abnormality occurs in the braking system. There is a problem in that stable braking is impossible because the braking force shared by the device is not distributed.

한국공개특허 제10-2008-0057361호Korean Patent Publication No. 10-2008-0057361 한국등록특허 제10-1854351호Korean Registered Patent No. 10-1854351

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 차륜의 답면이나 차축에 구비되는 디스크에 작용하는 EMB(electric mechanical brake, 전기 기계식 제동장치)와 다수의 EMB와 통신으로 연결되어 각 EMB를 제어하는 차량제동제어장치로 이루어져, 일부 EMB에 이상이 발생하여 제어가 불가능할 경우 해당 EMB를 격리하고, 해당 EMB가 담당하던 제동력을 다른 EMB로 분배하여 안정적으로 제동 작용을 수행하도록 하는 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템를 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems, and the object of the present invention is to communicate with a number of EMBs (electric mechanical brake, electric mechanical brake, EMB) acting on a disk provided on the axle or axle of a wheel. It consists of a vehicle braking control device that controls each EMB, and if some EMBs are abnormal and control is not possible, isolate the EMB and distribute the braking power in charge of the EMB to another EMB to perform stable braking action. It is to provide an electromechanical braking system for a railway vehicle.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 EMB는 차륜의 답면이나 차축에 설치되는 디스크에 직접 작용하는 감속부와 감속부를 제어하는 모터와 모터를 제어하는 제어부로 이루어지며, 모터의 각 상의 전류를 실시간으로 확인하여 모터가 감속부를 구성하는 캘리퍼에 작용하는 압부력을 확인할 수 있고, 모터에는 속도센서(레졸버 또는 엔코더 등)가 구비되어 모터의 회전자의 위치를 확인할 수 있어, 캘리퍼에 구비되는 브레이크 패드의 마모 정도를 정확하게 판단할 수 있는 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템를 제공하는 것이다.And, another object of the present invention is EMB consists of a reduction gear that acts directly on the disk installed on the wheel's answer surface or axle, a motor that controls the reduction gear and a controller that controls the motor, and checks the current in each phase of the motor in real time By confirming the pressing force acting on the caliper constituting the motor, the motor is equipped with a speed sensor (such as a resolver or an encoder) to check the position of the rotor of the motor. It is to provide an electromechanical braking system for railway vehicles that can accurately determine the degree of wear.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 차축의 회전속도를 감지하여 차륜의 직경 등을 고려하여 실제 차량의 속도와 차륜의 회전하는 속도를 비교하여 활주 상태를 확인하고, 활주 상태일 때에는 각 차축의 상태에 따라 모터를 제어하는 제어장치를 통하여 제동력을 증압, 감압, 유지, 완해 하도록 하여 활주 방지 기능을 수행하도록 하는 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to check the running state by comparing the actual vehicle speed and the rotating speed of the wheel in consideration of the diameter of the wheel by sensing the rotational speed of the axle, and when it is in the running state, the state of each axle It is to provide an electro-mechanical braking system for a railway vehicle to perform a sliding prevention function by increasing, decreasing, maintaining, and releasing the braking force through a control device that controls the motor according to the above.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;The present invention for solving this problem;

철도차량의 차량하부 또는 대차에 설치되어 제동 작용을 수행하는 EMB(Electric Mechanical Brake, 전기 기계식 제동장치)와, 다수의 EMB와 연결되어 각 EMB를 제어하는 차량제동제어장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it consists of an EMB (Electric Mechanical Brake) that is installed on the undercarriage of a railway vehicle or a bogie to perform a braking action, and a vehicle braking control device that is connected to multiple EMBs to control each EMB.

여기서, 상기 차량제동제어장치는 상기 EMB에 이상이 발생할 경우, 해당 EMB를 제동 완해 상태로 격리시키고, 해당 EMB가 담당하는 제동력을 다른 EMB에 분배하는 것을 특징으로 한다.Here, the vehicle braking control device is characterized in that, when an abnormality occurs in the EMB, the EMB is isolated to a braking-relaxed state, and the braking power of the EMB is distributed to other EMBs.

그리고, 상기 차량제동제어장치는 이상이 발생한 EMB와 인접한 EMB에 제동력을 분배하는 것을 특징으로 한다.In addition, the vehicle braking control device is characterized in that the braking force is distributed to the EMB adjacent to the EMB having an abnormality.

이때, 상기 차량제동제어장치는 이상이 발생한 EMB와 동일한 그룹으로 설정된 EMB에 제동력을 분배하는 것을 특징으로 한다.At this time, the vehicle braking control device is characterized in that it distributes the braking force to the EMB set in the same group as the EMB in which the abnormality occurred.

또한, 상기 차량제동제어장치는 이상이 발생한 EMB 이외의 모든 EMB에 고르게 제동력을 분배하는 것을 특징으로 한다.In addition, the vehicle braking control device is characterized in that the braking force is evenly distributed to all EMBs other than the EMB having an abnormality.

한편, 상기 EMB는 차륜 또는 차축에 설치되는 디스크에 제동력을 가하는 감속부와, 상기 감속부를 제어하는 모터와, 상기 모터를 제어하는 제어부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the EMB is characterized in that it comprises a deceleration unit for applying a braking force to the disk installed on the wheel or axle, a motor for controlling the deceleration unit, and a control unit for controlling the motor.

여기서, 상기 제어부는 상기 모터의 각 상의 전류를 감지하여 감속부가 차륜 또는 디스크에 가하는 압부력을 계산하는 것을 특징으로 한다.Here, the control unit is characterized in that for detecting the current of each phase of the motor, the reduction unit calculates the pressing force applied to the wheel or the disk.

이때, 상기 모터에는 속도센서가 구비되어 모터의 회전자가 회전하는 정도를 감지하며, 상기 제어부는 회전자의 회전정도와 계산된 압부력을 통하여 감속부를 구성하는 브레이크 패드의 마모정도를 계산하는 것을 특징으로 한다.At this time, the motor is equipped with a speed sensor to detect the degree of rotation of the rotor of the motor, and the control unit calculates the degree of wear of the brake pads constituting the reduction unit through the rotational degree of the rotor and the calculated pressing force. Is done.

그리고, 상기 차량제동제어장치는 하나의 대차를 구성하는 각 차축의 회전속도를 비교하여 활주 상태를 확인하고, 활주 상태일 때에는 각 차축의 상태에 따라 상기 제어부를 통하여 제동력을 증압, 감압, 유지, 완해 하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the vehicle braking control device compares the rotational speed of each axle constituting one bogie to check the sliding state, and when in the sliding state, increases or decreases the braking force through the control unit according to the state of each axle, It is characterized by controlling to complete.

또한, 상기 차량제동제어장치는 상기 EMB와의 통신라인 이상으로 EMB의 상태정보를 수신하지 못할 경우, HardWire를 통한 신호를 이용하여 해당 EMB를 강제 격리하도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the vehicle braking control device is characterized in that the EMB is forcibly isolated using a signal through a HardWire when it cannot receive EMB status information beyond the communication line with the EMB.

그리고, 상기 차량제동제어장치는 비상상황에서 HardWire를 통한 신호로 모든 EMB에게 비상제동 신호를 전송하여, 모든 EMB가 최대의 압부력으로 제동작용을 수행하도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the vehicle braking control device is characterized in that by transmitting the emergency braking signal to all the EMB as a signal through the HardWire in an emergency, all the EMB performs a braking action with the maximum pressing force.

한편, 상기 제어부는 정상상태에서의 압부력, 회전자의 회전한 위치(θ), 모터에서 감지되는 전류의 값(Iqn)을 레퍼런스 값으로 설정하고, 제동시에 레퍼런스 값의 회전자의 회전한 위치(θ)에서 모터의 전류값(Iqw)을 측정하여 레퍼런스 값의 전류의 값(Iqn)을 비교하여 브레이크 패드의 마모 정도를 계산하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the control unit sets the pressing force in the normal state, the rotated position (θ) of the rotor, and the current value (Iqn) detected by the motor as a reference value, and the rotated position of the rotor of the reference value during braking. It is characterized by measuring the current value (Iqw) of the motor at (θ) and comparing the current value (Iqn) of the reference value to calculate the degree of wear of the brake pad.

이때, 제동시에 레퍼런스 값의 회전자의 회전한 위치(θ)에서 모터의 전류값(Iqw)을 측정하여 레퍼런스 값의 전류의 값(Iqn)을 비교하여 측정된 전류값(Iqw)이 레퍼런스 값의 전류값(Iqn)보다 작을 경우 마모가 발생한 것으로 판단하고, 상기 모터에서 측정되는 전류값(Iqw)이 레퍼런스 값의 전류값(Iqn)과 동일해 질 때까지 회전자를 회전시켜 그 회전 위치(θ+α)를 측정하여 더 회전한 정도(α)만큼 캘리퍼를 보상하는 것을 특징으로 한다.At this time, the current value (Iqw) measured by comparing the current value (Iqn) of the reference value by measuring the current value (Iqw) of the motor at the rotational position (θ) of the rotor of the reference value at braking If it is smaller than the current value Iqn, it is determined that wear has occurred, and the rotor is rotated until the current value Iqw measured by the motor is equal to the current value Iqn of the reference value. It is characterized in that the caliper is compensated for by the rotation degree (α) by measuring +α).

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 차륜의 답면이나 차축에 구비되는 디스크에 작용하는 EMB(electric mechanical brake, 전기 기계식 제동장치)와 다수의 EMB와 통신으로 연결되어 각 EMB를 제어하는 차량제동제어장치로 이루어져, 일부 EMB에 이상이 발생하여 제어가 불가능할 경우 해당 EMB를 격리하고, 해당 EMB가 담당하던 제동력을 다른 EMB로 분배하여 안정적으로 제동 작용을 수행하도록 하는 효과가 있다.According to the present invention of the above configuration, the vehicle brake control device for controlling each EMB in communication with an EMB (electric mechanical brake) acting on the disk provided on the rear surface of the wheel or the axle and a plurality of EMBs Consisting of, there is an effect of isolating the EMB when some EMB is abnormal and control is not possible, and distributing the braking power of the EMB to another EMB to perform the stable braking action.

그리고, 본 발명은 EMB는 차륜의 답면이나 차축에 설치되는 디스크에 직접 작용하는 감속부와 감속부를 제어하는 모터와 모터를 제어하는 제어부로 이루어지며, 모터의 각 상의 전류를 실시간으로 확인하여 모터가 감속부를 구성하는 캘리퍼에 작용하는 압부력을 확인할 수 있고, 모터에는 속도센서(레졸버 또는 엔코더 등)가 구비되어 모터의 회전자의 위치를 확인할 수 있어, 캘리퍼에 구비되는 브레이크 패드의 마모 정도를 정확하게 판단할 수 있는 효과가 있다.In the present invention, the EMB consists of a deceleration part acting directly on a disk installed on the wheel surface or an axle, a motor for controlling the deceleration part, and a control part for controlling the motor. The pressing force acting on the caliper constituting the deceleration part can be checked, and the motor is equipped with a speed sensor (solver or encoder) to check the position of the rotor of the motor, thereby checking the degree of wear of the brake pads provided on the caliper. There is an effect that can be accurately judged.

또한, 본 발명은 차축의 회전속도를 감지하여 차륜의 직경 등을 고려하여 실제 차량의 속도와 차륜의 회전하는 속도를 비교하여 활주 상태를 확인하고, 활주 상태일 때에는 각 차축의 상태에 따라 모터를 제어하는 제어장치를 통하여 제동력을 증압, 감압, 유지, 완해 하도록 하여 활주 방지 기능을 수행하도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention senses the rotational speed of the axle and compares the actual vehicle speed with the rotating speed of the wheel in consideration of the diameter of the wheel, and the like to check the sliding state. There is an effect of performing a slide prevention function by increasing, reducing, maintaining, and releasing the braking force through a controlling device.

도 1은 종래의 전기 기계식 제동장치의 분리 사시도이다.
도 2는 종래의 전기 기계식 제동장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템의 제어부를 구성하는 PCB 기판의 예시도이다.
도 5는 통상의 공압 기반의 활주방지 제어 로직을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템의 마모도 보상 과정을 보여주는 흐름도이다.
1 is an exploded perspective view of a conventional electro-mechanical braking device.
2 is a cross-sectional view of a conventional electromechanical braking device.
3 is a conceptual diagram of an electromechanical braking system for a railway vehicle according to the present invention.
4 is an exemplary view of a PCB substrate constituting a control unit of an electromechanical braking system for a railway vehicle according to the present invention.
5 is a flow chart showing a conventional pneumatic-based anti-skid control logic.
6 is a flow chart showing a process for compensating for wear of the electromechanical braking system for a railway vehicle according to the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions for the same components are omitted. And, it should be understood that the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the described embodiments.

도 3은 본 발명에 따른 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템의 개념도이고, 도 4는 본 발명에 따른 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템의 제어부를 구성하는 PCB 기판의 예시도이고, 도 5는 통상의 공압 기반의 활주방지 제어 로직을 보여주는 흐름도이고, 도 6은 본 발명에 따른 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템의 마모도 보상 과정을 보여주는 흐름도이다.3 is a conceptual diagram of an electromechanical braking system for a railway vehicle according to the present invention, and FIG. 4 is an exemplary view of a PCB substrate constituting a control unit for an electromechanical braking system for a railway vehicle according to the present invention, and FIG. 5 is a conventional pneumatic base It is a flow chart showing the anti-skid control logic, and FIG. 6 is a flow chart showing a process of compensating for abrasion of the electromechanical braking system for a railway vehicle according to the present invention.

본 발명은 종래와 같은 공압 방식의 제동장치가 아니라 전기 기계식 제동장치(EMB, Electric Mechanical Brake)를 사용하는 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템에 관한 것으로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 그 구성은 철도차량의 차량하부 또는 대차에 설치되어 제동 작용을 수행하는 EMB(200, Electric Mechanical Brake, 전기 기계식 제동장치)와, 다수의 EMB(200)와 연결되어 각 EMB(200)를 제어하는 차량제동제어장치(100)로 이루어진다.The present invention relates to an electromechanical braking system for a railway vehicle using an electromechanical braking device (EMB), rather than a conventional pneumatic braking device, the configuration of which is shown in FIGS. 3 and 4 EMB (200, Electric Mechanical Brake) that is installed on the undercarriage or bogie of a railroad vehicle to perform the braking action, and vehicle braking control that is connected to a number of EMBs 200 and controls each EMB 200 It consists of a device (100).

그래서, 종래의 공압 방식이 아닌 전기 기계식 방식으로 제동작용을 수행하기 때문에 반응속도가 빨라지게 되어 공주시간을 단축시켜 제동거리를 감소시킬 수 있게 된다.Thus, since the braking action is performed in an electromechanical manner rather than in the conventional pneumatic method, the reaction speed is increased, so that the princess time can be shortened to reduce the braking distance.

그리고, 상기 EMB(200)는 차륜의 답면 또는 차축에 설치되는 디스크에 제동력을 가하는 감속부(230)와 상기 감속부(230)를 제어하는 모터(220)와 상기 모터(220)를 제어하는 제어부(210)로 이루어진다.In addition, the EMB 200 includes a deceleration unit 230 that applies a braking force to a disk installed on the wheel surface or the axle, a motor 220 that controls the deceleration unit 230, and a control unit that controls the motor 220 It consists of 210.

여기서, 상기 감속부(230)는 캘리퍼와 브레이크 패드 등으로 이루어져, 차륜의 답면부를 가압하거나 차축에 설치되는 디스크를 가압하여 제동작용을 수행하게 된다.Here, the reduction unit 230 is made of a caliper, a brake pad, or the like, and performs a braking action by pressing the surface of the wheel or pressing a disk installed on the axle.

이때, 상기 제어부(210)는 EMB(200)의 각 구성과 연결되는 유선통신회선과 차량제동제어장치(100)와 통신으로 연결되어 제어신호를 수신받아 모터(220)를 제어하는 제어장치(212)를 포함하여 이루어진다.At this time, the control unit 210 is connected to each of the components of the EMB 200, the wired communication line and the vehicle braking control device 100 are connected in communication to receive a control signal to control the motor 220 to control the motor 212 ).

그리고, 상기 EMB(200)를 구성하는 각 구성들은 시리얼, 이더넷, CAN, MVB, HardWire 통신 등의 유선통신회선으로 연결되며, 상기 제어장치(212)는 유선통신회선을 통하여 각 구성들의 상태를 모니터링하고 이를 상기 차량제동제어장치(100)로 전송하게 된다.In addition, each component constituting the EMB 200 is connected to a wired communication line such as serial, Ethernet, CAN, MVB, HardWire communication, and the control device 212 monitors the state of each component through the wired communication line. And transmits it to the vehicle braking control device 100.

이때, 상기 제어부(210)에는 무선변환부(214)가 더 구비되는데, 차량제동제어장치(100)와 유선통신회선을 통한 연결이 되지 않을 경우, 제어부(210)를 구성하는 제어장치(212)는 상기 무선변환부(214)를 통하여 무선통신으로 차량제동제어장치(100)와 연결하여 제어신호를 수신하거나 각 구성들에 설치되는 센서(미도시)에서 센싱한 상태 정보를 전송하게 된다.At this time, the control unit 210 is further provided with a wireless conversion unit 214, the vehicle braking control device 100 and the control device 212 constituting the control unit 210 when the connection is not possible through a wired communication line Is connected to the vehicle braking control device 100 through wireless communication through the wireless conversion unit 214 to receive a control signal or transmit the status information sensed by a sensor (not shown) installed in each component.

따라서, 상기 EMB(200)와 차량제동제어장치(100)는 유선통신회선과 무선통신 두가지 방식으로 연결되게 됨으로써, 안정적으로 제어신호를 전송할 수 있고, EMB(200)의 상태를 안정적으로 수신받을 수 있게 된다.Accordingly, the EMB 200 and the vehicle braking control device 100 are connected in two ways, a wired communication line and a wireless communication, so that the control signal can be stably transmitted and the state of the EMB 200 can be stably received. There will be.

한편, 상기 차량제동제어장치(100)는 EMB(200)의 상태정보를 실시간으로 확인할 수 있어, EMB(200)에 이상이 발생할 경우, 이상이 발생한 EMB(200)를 격리시키고, 이상이 발생한 EMB(200)가 담당해야할 제동력을 다른 정상 EMB(200)에 분배하게 된다.On the other hand, the vehicle braking control device 100 can check the status information of the EMB 200 in real time, when an abnormality occurs in the EMB 200, isolate the EMB 200 having an abnormality, and the EMB having an abnormality The braking force to be in charge of (200) is distributed to other normal EMB (200).

여기서, 상기 EMB(200)를 격리시킬 때, EMB(200)는 제동상태가 아닌 제동 완해 상태로 격리시켜 철도차량이 안정적으로 운행할 수 있게 한다.Here, when isolating the EMB 200, the EMB 200 isolates the braking state, not the braking state, so that the railway vehicle can stably operate.

그리고, 상기 차량제동제어장치(100)는 이상이 발생한 EMB(200)가 담당하는 제동력을 정상 EMB(200)로 분배할 때, 여러 가지 방법으로 분배할 수 있는데, 첫번째 방법으로 이상이 발행한 EMB(200)와 인접한 EMB(200)에 제동력을 분배하게 된다.In addition, the vehicle braking control device 100 can distribute the braking power in charge of the EMB 200 having an abnormality to the normal EMB 200 in various ways. The braking force is distributed to the EMB 200 adjacent to the 200.

즉, 상기 차량제동제어장치(100)에서는 인접한 거리의 범위 또는 인접한 EMB(200)의 수를 설정하게 되며, 상기 차량제동제어장치(100)는 이상이 발생한 EMB(200)가 담당해야할 제동력을 인접한 EMB(200)에 동일하게 분배하게 된다.That is, the vehicle braking control device 100 sets the range of adjacent distances or the number of adjacent EMBs 200, and the vehicle braking control device 100 is adjacent to the braking force to be handled by the EMB 200 having an abnormality. It is distributed equally to the EMB 200.

그리고, 두번째 방법으로는 이상이 발생한 EMB(200)가 담당해야할 제동력을 이상이 발생한 EMB(200)가 속하는 그룹의 정상 EMB(200)에 분배하도록 한다.In addition, in the second method, the braking force to be handled by the EMB 200 having an abnormality is distributed to the normal EMB 200 of the group to which the EMB 200 having the abnormality belongs.

즉, 하나의 차량에는 다수개의 대차가 구비되며, 하나의 대차에는 다수의 차축이 구비되므로 하나의 대차에도 다수의 EMB(200)가 구비되는데, 차량제동제어장치(100)는 그룹의 단위를 대차단위로 설정하거나 차량 단위로 설정하여 설정된 그룹 내에 이상이 발생한 EMB(200)가 존재할 경우, 해당 그룹 내에서 이상이 발생한 EMB(200)의 제동력을 동일하게 분배받아 제동작용을 수행하게 한다.That is, since a plurality of bogies are provided in one vehicle, and a plurality of axles are provided in one bogie, a plurality of EMBs 200 are provided in one bogie, and the vehicle braking control device 100 bodes units of a group. When the EMB 200 having an abnormality is present in a group set by a unit or a vehicle unit, the braking force of the EMB 200 having the abnormality is equally distributed within the group to perform the braking action.

그리고, 마지막으로 차량제동제어장치(100)는 주행 중에 일부 EMB(200)에서 이상이 발생할 경우, 이상이 발생한 EMB(200) 이외의 모든 정상 EMB(200)에 고르게 제동력을 분배하여 제동작용을 수행하도록 한다.And, finally, the vehicle braking control device 100 performs a braking action by evenly distributing the braking force to all normal EMBs 200 other than the EMB 200 having an abnormality when an abnormality occurs in some EMBs 200 during driving. Do it.

이때, 상기 EMB(200)에는 이상이 없더라도 유선통신회선과 무선통신변환부(214) 모두에 이상이 발생하여 차량제동제어장치(100)와 통신이 되지 않아 모니터링이 불가능한 경우에는 상기 차량제동제어장치(100)는 HardWire 입력포트를 이용하여 통신이 되지 않는 EMB(200)를 강제로 격리하도록 한다.At this time, even if there is no abnormality in the EMB 200, the vehicle braking control device may be used when monitoring is not possible due to an error occurring in both the wired communication line and the wireless communication converter 214 and thus communication with the vehicle braking control device 100 is not possible. (100) is to forcibly isolate the EMB (200) that is not communicating using the HardWire input port.

이렇게 상기 차량제동제어장치(100)는 철도차량의 전체 길이에 따라 이상이 발생한 EMB(200)의 제동력을 적절한 방법으로 분배하여 안정적인 제동작용을 수행할 수 있게 한다.In this way, the vehicle braking control device 100 distributes the braking force of the EMB 200 having an abnormality according to the entire length of the railway vehicle in an appropriate manner to perform a stable braking action.

한편, 상기 모터(220)는 영구자석 동기 모터(PMSM, Permanent Magnet Synchronous Motor)로 이루어져, 캘리퍼 등으로 이루어지는 감속부(230)를 안정적으로 제어할 수 있는데, 상기 제어부(210)는 상기 모터(200)에 설치되는 센서(미도시)를 통하여 각 상의 전류를 감지하여 모터(220)에 의해 감속부(230)가 차륜 또는 디스크에 가하는 압부력을 계산하게 된다.On the other hand, the motor 220 is made of a permanent magnet synchronous motor (PMSM, Permanent Magnet Synchronous Motor), it is possible to stably control the reduction unit 230 made of a caliper, etc., the control unit 210 is the motor 200 ), the current of each phase is sensed through a sensor (not shown) installed to calculate the pressing force exerted by the motor 220 on the wheel or disk.

여기서, 상기 모터(220)에는 속도센서(미도시, 레졸버 또는 엔코더 등)가 구비되는데, 상기 속도센서는 모터(220)에 의해 감속부(230)에 직접 작용하는 회전자(Rotor)가 회전하는 정도(각도,θ)를 감지하게 된다.Here, the motor 220 is provided with a speed sensor (not shown, a resolver or an encoder, etc.), the speed sensor is a rotor 220 that directly acts on the reduction unit 230 by the motor 220 rotates The degree (angle, θ) is sensed.

이때, 상기 제어부(210)는 상기 회전자의 회전정도와 계산된 압부력을 통하여 감속부(230)를 구성하는 브레이크 패드의 마모정도를 계산할 수 있게 된다.At this time, the control unit 210 can calculate the degree of wear of the brake pads constituting the reduction unit 230 through the rotational degree of the rotor and the calculated pressing force.

즉, 상기 제어부(210)를 구성하는 제어장치(214)에는 최초 상태에서 회전자의 회전정도에 대응되는 압부력의 데이터가 저장되어 있어, 브레이크 패드의 마모 상태를 실시간으로 확인할 수 있게 된다.That is, the control unit 214 constituting the control unit 210 stores data of the pressing force corresponding to the rotational degree of the rotor in the initial state, so that the wear state of the brake pad can be checked in real time.

따라서, 상기 차량제동제어장치(100)는 각 구성들의 상태뿐만 아니라, 감속부(230)를 구성하는 브레이크 패드의 마모상태까지 정확하게 확인할 수 있게 되므로, 관리자가 육안으로 브레이크 패드의 마모상태를 일일이 확인하지 않더라도 브레이크 패드가 완전히 마모되기 전에 교체할 수 있게 한다.Therefore, since the vehicle braking control device 100 can accurately check not only the states of the respective components, but also the wear state of the brake pads constituting the reduction unit 230, the administrator visually checks the wear state of the brake pads. Even if not, the brake pads can be replaced before they are completely worn out.

그리고, 제동작용을 수행할 때, 제어 신호에 따라 설정된 압부력이 발생하여야 하므로 브레이크 패드에 마모가 발생할 경우 동일한 제동신호에 대한 요구 압부력이 발생하지 않게 되어 보정이 필요하므로, 패드의 마모 정도에 따른 보정 과정을 살펴보면, 도 6에 도시된 바와 같이, EMB(200)는 초기 구동시 브레이크 패드 마모전인 정상 상태의 전류 레퍼런스 값을 저장하고 있는데, 최초 EMB(200) 구동시 동작이 정상 상태임을 확인하고, 정상 상태일 때의 레퍼런스 값이 설정되게 된다.In addition, when performing the braking action, the pressing force set according to the control signal must be generated. Therefore, when abrasion occurs in the brake pad, the required pressing force for the same braking signal is not generated and correction is required. Looking at the correction process according to, as shown in Figure 6, the EMB 200 stores the current reference value of the normal state before the brake pad wear during the initial driving, it is confirmed that the operation is normal during the first EMB 200 driving Then, the reference value in the normal state is set.

여기서, 레퍼런스 값이란 브레이크 패드의 마모전 정상적인 압부력이 발생하는 상태에서 모터(220)에 의해 감속부(230)에 직접 작용하는 회전자(Rotor)의 회전정도(θ)와 그 상태에서 모터(220)에서 측정되는 전류의 값(Iqn) 및 그 상태에서의 압부력을 의미한다.Here, the reference value refers to the degree of rotation (θ) of the rotor directly acting on the reduction unit 230 by the motor 220 in a state in which normal pressing force occurs before the brake pad is worn and the motor ( It means the current value (Iqn) measured at 220) and the pressing force in the state.

그 후, 제동작용을 수행할 때, 레퍼런스 값으로 설정된 회전자(Rotor)의 회전 위치(θ)에서 모터(220)의 전류 값(Iqw)을 측정하여 레퍼런스 값인 정상 상태의 전류값(Iqn)과 측정된 전류값(Iqw)를 비교하여 마모 상태를 판단하게 된다.Then, when performing the braking action, the current value Iqw of the motor 220 is measured at the rotational position θ of the rotor set as the reference value, and the reference value of the steady state current value Iqn and The measured current value (Iqw) is compared to determine the wear state.

즉, 정상 상태(초기 상태)에서의 회전자의 회전 위치(θ)에서 측정된 전류값(Iqw)이 레퍼런스 값인 정상 상태의 전류값(Iqn)보다 작을 경우 마모가 발생한 것으로 판단하여 마모도 보상을 진행하게 된다.That is, if the current value Iqw measured at the rotational position θ of the rotor in the normal state (initial state) is smaller than the current value Iqn in the normal state, which is a reference value, it is determined that wear has occurred and compensation for wear is performed. Is done.

한편, 마모도를 보상하기 위한 방법은 정상 상태의 압부력에 대응되는 전류값(Iqn)과 동일한 전류값이 측정될 때까지 회전자(Rotor)를 회전시켜 그 상태에서 회전자의 회전 위치(θ+α)를 감지하여 변화된 값(α)에 의해 마모도를 보상하게 된다.On the other hand, the method for compensating the wear degree rotates the rotor until the current value equal to the current value Iqn corresponding to the pressing force in the steady state is measured, and the rotational position of the rotor in the state (θ+ α) is sensed to compensate the wear degree by the changed value (α).

그리고, 상기 차량제동제어장치(100)는 각 EMB(200)로부터 상태 정보를 수신받게 되며, 하나의 대차에 설치된 각 EMB(200)의 정보로부터 하나의 대차를 구성하는 각 차축의 회전속도를 확인할 수 있게 된다.Then, the vehicle braking control device 100 receives status information from each EMB 200, and checks the rotational speed of each axle constituting one bogie from the information of each EMB 200 installed in one bogie. It becomes possible.

여기서, 상기 차량제동제어장치(100)는 제동작용을 수행할 때, 하나의 대차를 구성하는 각 차축의 회전속도, 즉, 각 차축의 속도변화율(감속도)를 비교하여 각 차축이 활주상태인지를 확인할 수 있게 된다.Here, when performing the braking action, the vehicle braking control device 100 compares the rotational speed of each axle constituting one bogie, that is, the speed change rate (deceleration) of each axle to determine whether each axle is in a sliding state. You can check.

이때, 상기 차량제동제어장치(100)는 특정 EMB(200)가 구비된 차축이 활주상태로 판단되면, 해당 EMB(200)에 제어신호를 전송하여 제어장치(212)를 통하여 제동력을 완해 또는 감압하도록 제어하게 하며, 활주 상태가 아닌 다른 차축들은 차축의 상태에 따라 제동력을 증압하거나 유지하도록 한다.At this time, when the vehicle brake control device 100 determines that the axle provided with the specific EMB 200 is in a sliding state, it transmits a control signal to the corresponding EMB 200 to relieve or reduce the braking force through the control device 212. The other axles that are not in the running state are required to increase or decrease the braking force according to the state of the axle.

따라서, 종래의 공압 방식에서는 도 5에 도시된 바와 같은 활주 방지 제어로직을 수행하기 위해서는 별도의 활주 방지 구성을 구비하여야 하므로 그 구성이 더욱 복잡해지는 문제점이 있었는데, 본 발명의 전기 기계식 제동 시스템을 사용할 경우에는 활주 방지를 위하여 별도의 구성을 구비하지 않아도 안정적으로 활주 상태를 방지할 수 있게 된다.Therefore, in the conventional pneumatic method, a separate slide prevention configuration has to be provided in order to perform the slide prevention control logic as shown in FIG. 5, so that the configuration is more complicated, and the electromechanical braking system of the present invention can be used. In this case, it is possible to stably prevent the sliding state without having a separate configuration for preventing the sliding.

그리고, 비상상황에서는 HardWire를 통한 신호로 모든 EMB(200)에게 비상제동 신호를 전달하여 최대의 압부력으로 제동작용을 수행하도록 하여, 비상시에 비상제동을 수행하도록 할 수도 있다.And, in an emergency situation, an emergency braking signal is transmitted to all EMBs 200 through a signal through HardWire to perform a braking action with the maximum pressing force, so that an emergency braking can be performed in an emergency.

한편, 전술한 압부력을 분배하는 방법을 구체적으로 설명하면, On the other hand, the method for distributing the above-described pressing force in detail,

우선, 이상이 발생한 EMB(200)와 인접한 EMB(200)에 제동력을 분배할 때, 인접한 EMB(200)가 2개일 경우에는 각 EMB(200)에는 하기의 수식을 통하여 압부력을 분배하게 된다.First, when the braking force is distributed to the EMB 200 adjacent to the EMB 200 having an abnormality, when there are two adjacent EMBs 200, the pressing force is distributed to each EMB 200 through the following formula.

Figure 112019010620238-pat00001
(
Figure 112019010620238-pat00002
: 회전자(Rotor)의 보상 각도,
Figure 112019010620238-pat00003
: 회전자(Roto)의 레퍼런스 값의 회전 각도)
Figure 112019010620238-pat00001
(
Figure 112019010620238-pat00002
: Compensation angle of the rotor,
Figure 112019010620238-pat00003
: Rotation angle of reference value of Roto)

다음, 이상이 발생한 EMB(200)가 담당해야할 제동력을 이상이 발생한 EMB(200)가 속하는 그룹의 정상 EMB(200)에 분배할 때, 그룹을 하나의 차량으로 설정하고 하나의 차량에 8개의 EMB(200)가 포함될 경우 각 EMB(200)에는 하기의 수식에 따라 압부력을 분배하게 된다.Next, when distributing the braking power that the EMB 200 having an abnormality to the normal EMB 200 of the group to which the abnormal EMB 200 belongs, the group is set as one vehicle and 8 EMBs per vehicle. When 200 is included, the pressing force is distributed to each EMB 200 according to the following formula.

Figure 112019010620238-pat00004
(
Figure 112019010620238-pat00005
: 회전자(Rotor)의 보상 각도,
Figure 112019010620238-pat00006
: 회전자(Roto)의 레퍼런스 값의 회전 각도)
Figure 112019010620238-pat00004
(
Figure 112019010620238-pat00005
: Compensation angle of the rotor,
Figure 112019010620238-pat00006
: Rotation angle of reference value of Roto)

마지막으로 이상이 발생한 EMB(200) 이외의 모든 정상 EMB(200)에 고르게 제동력을 분배할 때, 전체 차량에 구비되는 EMB(200)가 N개일 경우 각 EMB(200)에는 하기의 수식을 따라 압부력을 분배하게 된다.Lastly, when the braking force is evenly distributed to all normal EMBs 200 other than the EMB 200 having an abnormality, if there are N EMBs 200 provided in the entire vehicle, each EMB 200 is pressed according to the following formula. Buoyancy is distributed.

Figure 112019010620238-pat00007
(
Figure 112019010620238-pat00008
: 회전자(Rotor)의 보상 각도,
Figure 112019010620238-pat00009
: 회전자(Roto)의 레퍼런스 값의 회전 각도)
Figure 112019010620238-pat00007
(
Figure 112019010620238-pat00008
: Compensation angle of the rotor,
Figure 112019010620238-pat00009
: Rotation angle of reference value of Roto)

이렇게 전술한 바와 같이 각 경우에 따라 각 EMB(200)에 분배되는 압부력을 회전자(Rotor)의 회전 위치를 보상 설정함으로써, 신속하게 각 EMB(200)에 압부력을 추가 할당할 수 있게 된다.As described above, by compensating and setting the rotational position of the rotor in the pressing force distributed to each EMB 200 according to each case, it is possible to quickly allocate the pressing force to each EMB 200. .

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the scope of the present invention is not limited to this, and the spirit of the present invention is applied to the scope of the present invention to the extent that it is substantially equivalent to the embodiment of the present invention. Various modifications can be made by those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the scope.

본 발명은 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 하부 또는 대차에 설치되어 제동작용을 수행하는 다수의 EMB 중에서 어느 일부가 이상이 발생할 경우, 이상이 발생한 EMB를 격리하고, 해당 EMB가 담당하던 제동력을 다른 EMB에 분배하도록 하여 안정적인 제동 작용을 수행할 수 있게 하며, 브레이크 패드의 마모정도를 포함한 각 상태를 정확하게 확인할 수 있으며, 활주방지 기능을 수행하여 차륜의 손상을 방지할 수 있는 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electro-mechanical braking system for a railroad vehicle, and more specifically, if any of a plurality of EMBs installed on a lower portion of a vehicle or a bogie performing a braking action occurs, isolates the EMB having an abnormality, It is possible to distribute the braking force in charge of the EMB to other EMBs to perform stable braking action, to accurately check each condition including the degree of wear of the brake pads, and to prevent damage to the wheels by performing a slide prevention function. It relates to an electro-mechanical braking system for railway vehicles.

100 : 차량제동제어장치 200 : EMB
210 : 제어부 212 : 제어장치
214 : 무선변환부
220 : 모터 230 :감속부
100: vehicle braking control device 200: EMB
210: control unit 212: control device
214: wireless conversion unit
220: motor 230: reduction unit

Claims (13)

철도차량의 차량하부 또는 대차에 설치되어 제동 작용을 수행하는 EMB(Electric Mechanical Brake, 전기 기계식 제동장치)와,
다수의 EMB와 연결되어 각 EMB를 제어하는 차량제동제어장치로 이루어지고,
상기 EMB는 차륜 또는 차축에 설치되는 디스크에 제동력을 가하는 감속부와, 상기 감속부를 제어하는 모터와, 상기 모터를 제어하는 제어부로 이루어지며,
상기 제어부는 상기 모터의 각 상의 전류를 감지하여 감속부가 차륜 또는 디스크에 가하는 압부력을 계산하고,
상기 모터에는 속도센서가 구비되어 모터의 회전자가 회전하는 정도를 감지하며, 상기 제어부는 회전자의 회전정도와 계산된 압부력을 통하여 감속부를 구성하는 브레이크 패드의 마모정도를 계산하고,
상기 제어부는 정상상태에서의 압부력, 회전자의 회전한 위치(θ), 모터에서 감지되는 전류의 값(Iqn)을 레퍼런스 값으로 설정하고,
제동시에 레퍼런스 값의 회전자의 회전한 위치(θ)에서 모터의 전류값(Iqw)을 측정하여 레퍼런스 값의 전류의 값(Iqn)을 비교하여 브레이크 패드의 마모 정도를 계산하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템.
EMB (Electric Mechanical Brake) that is installed on the undercarriage or bogie of a railway vehicle to perform a braking action,
It is composed of a vehicle braking control device connected to multiple EMBs to control each EMB.
The EMB comprises a deceleration unit that applies a braking force to a disk installed on a wheel or axle, a motor that controls the deceleration unit, and a control unit that controls the motor,
The control unit senses the current of each phase of the motor and calculates a pressing force applied to the wheel or the disc by the reduction unit,
The motor is equipped with a speed sensor to detect the degree of rotation of the rotor of the motor, the control unit calculates the degree of wear of the brake pads constituting the reduction unit through the rotational degree of the rotor and the calculated pressing force,
The control unit sets the pressing force in the normal state, the rotated position (θ) of the rotor, and the value (Iqn) of the current sensed by the motor as a reference value,
A railroad characterized in that the braking pad wear level is calculated by comparing the current value (Iqn) of the reference value by measuring the current value (Iqw) of the motor at the rotated position (θ) of the reference value rotor during braking. Vehicle electromechanical braking system.
제1항에 있어서,
상기 차량제동제어장치는 상기 EMB에 이상이 발생할 경우, 해당 EMB를 제동 완해 상태로 격리시키고,
해당 EMB가 담당하는 제동력을 다른 EMB에 분배하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템.
According to claim 1,
The vehicle braking control device isolates the EMB into a braking-relaxed state when an abnormality occurs in the EMB,
Electromechanical braking system for railway vehicles, characterized in that the braking power in charge of the EMB is distributed to other EMBs.
제2항에 있어서,
상기 차량제동제어장치는 이상이 발생한 EMB와 인접한 EMB에 제동력을 분배하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템.
According to claim 2,
The vehicle braking control device is an electro-mechanical braking system for a railway vehicle, characterized in that the braking force is distributed to the EMB adjacent to the EMB in which an abnormality occurs.
제2항에 있어서,
상기 차량제동제어장치는 이상이 발생한 EMB와 동일한 그룹으로 설정된 EMB에 제동력을 분배하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템.
According to claim 2,
The vehicle braking control device is an electro-mechanical braking system for a railway vehicle, characterized in that the braking force is distributed to the EMB set in the same group as the EMB in which the abnormality occurred.
제2항에 있어서,
상기 차량제동제어장치는 이상이 발생한 EMB 이외의 모든 EMB에 고르게 제동력을 분배하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템.
According to claim 2,
The vehicle braking control device is an electro-mechanical braking system for a railway vehicle, characterized in that the braking force is evenly distributed to all EMBs other than the EMB having an abnormality.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 차량제동제어장치는 하나의 대차를 구성하는 각 차축의 회전속도를 비교하여 활주 상태를 확인하고, 활주 상태일 때에는 각 차축의 상태에 따라 상기 제어부를 통하여 제동력을 증압, 감압, 유지, 완해 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템.
According to claim 1,
The vehicle braking control device compares the rotational speed of each axle constituting one bogie and checks the sliding state, and when in the sliding state, increases or decreases the braking force through the control unit according to the state of each axle so as to boost, decompress, maintain, and release An electromechanical braking system for a railway vehicle, characterized in that it is controlled.
제1항에 있어서,
상기 차량제동제어장치는 상기 EMB와의 통신라인 이상으로 EMB의 상태정보를 수신하지 못할 경우, HardWire를 통한 신호를 이용하여 해당 EMB를 강제 격리하도록 하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템.
According to claim 1,
The vehicle braking control device is an electro-mechanical braking system for a railway vehicle, characterized in that when the status information of the EMB is not received above the communication line with the EMB, the corresponding EMB is forcibly isolated using a signal through a HardWire.
제1항에 있어서,
상기 차량제동제어장치는 비상상황에서 HardWire를 통한 신호로 모든 EMB에게 비상제동 신호를 전송하여, 모든 EMB가 최대의 압부력으로 제동작용을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템.
According to claim 1,
The vehicle braking control device transmits an emergency braking signal to all EMBs through a signal through HardWire in an emergency, so that all EMBs perform a braking action with the maximum pressing force.
삭제delete 제1항에 있어서,
제동시에 레퍼런스 값의 회전자의 회전한 위치(θ)에서 모터의 전류값(Iqw)을 측정하여 레퍼런스 값의 전류의 값(Iqn)을 비교하여 측정된 전류값(Iqw)이 레퍼런스 값의 전류값(Iqn)보다 작을 경우 마모가 발생한 것으로 판단하고,
상기 모터에서 측정되는 전류값(Iqw)이 레퍼런스 값의 전류값(Iqn)과 동일해 질 때까지 회전자를 회전시켜 그 회전 위치(θ+α)를 측정하여 더 회전한 정도(α)만큼 캘리퍼를 보상하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 전기 기계식 제동 시스템.
According to claim 1,
When braking, the current value (Iqw) measured by comparing the current value (Iqn) of the reference value by measuring the current value (Iqw) of the motor at the rotating position (θ) of the rotor of the reference value is the current value of the reference value If it is less than (Iqn), it is determined that wear has occurred,
Rotate the rotor until the current value (Iqw) measured by the motor is equal to the current value (Iqn) of the reference value, measure its rotational position (θ+α), and caliper by the degree of rotation (α). Electromechanical braking system for a railway vehicle, characterized in that to compensate.
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