KR102168035B1 - Wsp controller calculating reference speed - Google Patents

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Abstract

차량의 가속도 신호를 바탕으로 기준속도를 연산하는 WSP 제어기에서, 상기 WSP 제어기는 철도 차량의 활주를 방지하기 위해 덤프 밸브로 제어신호를 제공하며, 가속도 센서, 신호 처리부 및 제어부를 포함한다. 상기 가속도 센서는 상기 철도 차량의 가속도를 센싱한다. 상기 신호 처리부는 상기 센싱된 가속도와 상기 철도 차량의 차축의 속도를 바탕으로 기준 속도를 연산하는 기준속도 연산부를 포함한다. 상기 제어부는 상기 신호 처리부에서 연산된 기준속도를 바탕으로 상기 제어 신호를 발생하여 상기 덤프 밸브로 제공한다. In a WSP controller that calculates a reference speed based on an acceleration signal of a vehicle, the WSP controller provides a control signal to a dump valve to prevent sliding of a railroad vehicle, and includes an acceleration sensor, a signal processing unit, and a control unit. The acceleration sensor senses the acceleration of the railway vehicle. The signal processing unit includes a reference speed calculating unit that calculates a reference speed based on the sensed acceleration and the speed of the axle of the railway vehicle. The control unit generates the control signal based on the reference speed calculated by the signal processing unit and provides the control signal to the dump valve.

Figure R1020190033344
Figure R1020190033344

Description

차량의 가속도 신호를 바탕으로 기준속도를 연산하는 WSP 제어기{WSP CONTROLLER CALCULATING REFERENCE SPEED}WSP controller that calculates the reference speed based on the acceleration signal of the vehicle {WSP CONTROLLER CALCULATING REFERENCE SPEED}

본 발명은 WSP 제어기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고속철도 활주방지시스템(wheel slide protection, WSP)을 이용하여 제동신호를 제어함에 있어, 차량의 가속도 신호를 바탕으로 기준속도를 연산함으로써, 기준속도를 실제 차량 속도와 최대한 일치시킬 수 있는 차량의 가속도 신호를 바탕으로 기준속도를 연산하는 WSP 제어기에 관한 것이다.The present invention relates to a WSP controller, and more particularly, in controlling a braking signal using a high-speed rail slide protection (WSP) system, by calculating a reference speed based on an acceleration signal of a vehicle, the reference speed is calculated. It relates to a WSP controller that calculates a reference speed based on an acceleration signal of a vehicle that can match the actual vehicle speed as much as possible.

고속철도 활주방지시스템(WSP)은 공압을 기반으로 한 고속철도의 제동 시스템으로서, 각 차축의 속도와, 차륜과 레일 사이의 비정상적인 점착상태를 감지하여 활주방지밸브를 제어함으로써 제동 캘리퍼에 작용하는 제동압력을 조절하여 차량의 활주를 방지한다. High-speed rail anti-skid system (WSP) is a braking system for high-speed rail based on pneumatic pressure. It detects the speed of each axle and the abnormal adhesion state between the wheel and rail, and controls the anti-skid valve to control the braking pressure acting on the brake caliper. To prevent the vehicle from sliding.

이러한 WSP를 이용한 제어에서는, 일반적으로 철도차량의 선속도와 차륜속도를 비교하여 활주를 검지하고 있는데, 상기 철도차량의 선속도, 즉 실제 차량속도를 알 수 없기 때문에 기준속도(reference speed)를 계산하여 이를 차량 속도로 반영한다. In the control using WSP, in general, the linear speed of the railroad vehicle and the wheel speed are compared to detect the run, but since the linear speed of the railroad vehicle, that is, the actual vehicle speed, is not known, the reference speed is calculated. And reflect this as the vehicle speed.

상기 기준속도는, 각 차축의 속도 중 최고속도와 기 설정된 기준 감속도를 이용한 기준속도를 비교하여 큰 속도로 결정하는데, 이러한 방식으로 연산된 기준속도는 실제 차량속도와는 차이가 발생하며 이에 따라 차륜의 지속적인 활주를 야기하는 문제가 있다. The reference speed is determined as a large speed by comparing the maximum speed among the speeds of each axle and a reference speed using a preset reference deceleration, and the reference speed calculated in this way is different from the actual vehicle speed. There is a problem that causes the wheel to slide continuously.

즉, 도 1a에 도시된 바와 같이, 초저점착 상황, 즉 차륜과 레일 사이의 점착력이 거의 없는 상황에서는, 실제 차량의 속도는 거의 감속되지 않지만, 상기 종래의 연산 방법에 의해 연산된 기준속도는 감소하므로, 결과적으로 실제 차량의 속도(vehicle speed)와 차륜속도(wheel speed)의 차이가 크게 발생하며, 이에 따라 차축 비회전 발생 등의 위험도가 증가하게 된다. That is, as shown in FIG. 1A, in the ultra-low adhesion situation, that is, in the situation where there is little adhesive force between the wheel and the rail, the actual vehicle speed is hardly reduced, but the reference speed calculated by the conventional calculation method decreases. Therefore, as a result, there is a large difference between the actual vehicle speed and the wheel speed, thereby increasing the risk of non-rotation of the axle.

이에, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 초저점착 상황을 인식하는 경우, 종래 기술에서는 기 설정된 기준 감속도를 수정하여 대응하지만, 여전히 실제 차량의 속도와 기준속도의 차이가 발생하게 되며, 이에 따라 실제 차량의 속도(vehicle speed)와 차륜속도(wheel speed) 사이의 차이는 여전이 존재하여 안정성이 저하되는 문제가 있다. Accordingly, as shown in FIG. 1B, when the ultra-low adhesion situation is recognized, in the prior art, a preset reference deceleration is corrected to respond, but a difference between the actual vehicle speed and the reference speed still occurs. The difference between the actual vehicle speed and the wheel speed still exists, and there is a problem of deteriorating stability.

결국, 상기 연사되는 기준 속도를 실제 차량의 속도와 실질적으로 일치 또는 최대한 근접시키기 위한 제어 시스템의 개발이 필요한 상황이다. As a result, there is a need to develop a control system for substantially matching or as close as possible the reference speed to be fired with the actual vehicle speed.

대한민국 등록특허공보 제10-0458649호Korean Patent Publication No. 10-0458649

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 고속철도 활주방지시스템(wheel slide protection, WSP)을 이용하여 제동신호를 제어함에 있어, 차량의 가속도 신호를 바탕으로 기준속도를 연산함으로써, 기준속도를 실제 차량 속도와 최대한 일치시킬 수 있으며, 이를 통해 저점착 또는 초저점착 상태에서의 차륜의 활주를 억제시켜 철도차량의 안전성을 향상시킬 수 있는, 차량의 가속도 신호를 바탕으로 기준속도를 연산하는 WSP 제어기에 관한 것이다. Accordingly, the technical problem of the present invention is conceived in this respect, and an object of the present invention is to control the braking signal using a high-speed railroad slide protection system (WSP), and the reference speed is determined based on the acceleration signal of the vehicle. By calculating, it is possible to match the reference speed with the actual vehicle speed as much as possible, and through this, the standard based on the acceleration signal of the vehicle, which can improve the safety of the railway vehicle by suppressing the sliding of the wheels in the low or ultra low adhesion state. It relates to a WSP controller that calculates the speed.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 WSP 제어기는 철도 차량의 활주를 방지하기 위해 덤프 밸브로 제어신호를 제공하며, 가속도 센서, 신호 처리부 및 제어부를 포함한다. 상기 가속도 센서는 상기 철도 차량의 가속도를 센싱한다. 상기 신호 처리부는 상기 센싱된 가속도와 상기 철도 차량의 차축의 속도를 바탕으로 기준 속도를 연산하는 기준속도 연산부를 포함한다. 상기 제어부는 상기 신호 처리부에서 연산된 기준속도를 바탕으로 상기 제어 신호를 발생하여 상기 덤프 밸브로 제공한다. A WSP controller according to an embodiment for realizing the object of the present invention provides a control signal to a dump valve to prevent the sliding of a railroad vehicle, and includes an acceleration sensor, a signal processing unit, and a control unit. The acceleration sensor senses the acceleration of the railway vehicle. The signal processing unit includes a reference speed calculating unit that calculates a reference speed based on the sensed acceleration and the speed of the axle of the railway vehicle. The control unit generates the control signal based on the reference speed calculated by the signal processing unit and provides the control signal to the dump valve.

일 실시예에서, 상기 신호 처리부는, 상기 센싱된 가속도를 필터링하여 상기 기준속도 연산부로 제공하는 필터부를 더 포함할 수 있다. In an embodiment, the signal processing unit may further include a filter unit that filters the sensed acceleration and provides it to the reference speed calculating unit.

일 실시예에서, 상기 신호 처리부는, 상기 철도 차량이 정차한 상태에서, 상기 센싱된 가속도를 0(zero)으로 보정하는 보정부, 및 상기 철도 차량의 진행 방향에 따라 상기 센싱된 가속도의 부호를 전환하는 부호 결정부를 더 포함할 수 있다. In an embodiment, the signal processing unit includes a correction unit for correcting the sensed acceleration to zero when the railroad vehicle is stopped, and a sign of the sensed acceleration according to a traveling direction of the railroad vehicle. It may further include a code determination unit to convert.

일 실시예에서, 상기 부호 결정부는, 상기 철도 차량이 정차한 상태에서 가속을 시작할 때, 상기 차축의 속도의 방향과 상기 센싱된 가속도의 방향이 서로 다르면, 상기 센싱된 가속도의 부호를 전환할 수 있다. In one embodiment, when the acceleration is started while the railroad vehicle is stopped, if the direction of the speed of the axle and the direction of the sensed acceleration are different from each other, the sign determination unit may switch the sign of the sensed acceleration. have.

일 실시예에서, 상기 기준속도 연산부는, In one embodiment, the reference speed calculation unit,

Figure 112019030142396-pat00001
식 (1)
Figure 112019030142396-pat00001
Equation (1)

이 때, Vref(i)는 t=ti에서의 기준속도, Vref(i-1)은 t=t(i-1)에서의 기준속도, a_vehicle은 가속도, Δt=ti-t(i-1)이고, 상기 식 (1)로 기준속도를 연산할 수 있다. At this time, Vref(i) is the reference speed at t=t i , Vref(i-1) is the reference speed at t=t (i-1) , a_vehicle is the acceleration, Δt=t i -t (i- 1) , and the reference speed can be calculated by the above formula (1).

일 실시예에서, 상기 신호 처리부는, 상기 철도 차량의 제동신호가 발생하지 않은 경우, 상기 기준 속도는 상기 철도 차량의 차축의 속도의 평균으로 연산하고, 상기 철도 차량의 차축 속도가 기 설정 속도 이상인 경우에만 상기 기준 속도를 연산할 수 있다. In one embodiment, the signal processing unit, when the braking signal of the railroad vehicle is not generated, the reference speed is calculated as an average of the speed of the axle of the railroad vehicle, and the axle speed of the railroad vehicle is greater than or equal to a preset speed. Only if the reference speed can be calculated.

일 실시예에서, 상기 가속도 센서에 전원을 공급하는 전원 공급부를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, it may further include a power supply for supplying power to the acceleration sensor.

일 실시예에서, 상기 가속도 센서, 및 상기 전원 공급부는 상기 WSP 제어기에 내장될 수 있다. In one embodiment, the acceleration sensor and the power supply may be built into the WSP controller.

일 실시예에서, 상기 가속도 센서, 및 상기 전원 공급부는 상기 철도 차량의 차체에 구비되고, 상기 신호 처리부는, 상기 제어부가 형성되는 상기 WSP 제어기의 CPU 보드와 유선 또는 무선 통신으로 연산된 기준속도를 상기 제어부로 제공할 수 있다. In an embodiment, the acceleration sensor and the power supply unit are provided on the vehicle body of the railway vehicle, and the signal processing unit may calculate a reference speed calculated by wired or wireless communication with a CPU board of the WSP controller on which the control unit is formed. It can be provided to the control unit.

일 실시예에서, 상기 신호 처리부는, 상기 제어부와 함께 상기 WSP 제어기의 CPU 보드에 일체로 형성될 수 있다. In one embodiment, the signal processing unit may be integrally formed on the CPU board of the WSP controller together with the control unit.

본 발명의 실시예들에 의하면, 종래 기준속도의 연산에 있어, 단순히 기 설정되거나 기 제공되는 기준 감속도를 사용함에 따라, 실제 차량의 속도(vehicle speed)와 차륜속도(wheel speed) 사이의 차이가 존재하여 철도 차량의 안전성이 저하되는 문제를 해결할 수 있다. According to embodiments of the present invention, in the calculation of the conventional reference speed, the difference between the actual vehicle speed and the wheel speed by simply using a preset or provided reference deceleration Is present, it is possible to solve the problem of deteriorating the safety of railroad vehicles.

즉, 기준속도를 실제 차량의 속도와 최대한 일치시킬 수 있으며 이를 통해 저점착 또는 초저점착 상태에서의 차륜의 활주를 억제시켜 철도차량의 안전성을 향상시킬 수 있다. That is, the reference speed can be matched with the actual vehicle speed as much as possible, and through this, it is possible to improve the safety of the railroad vehicle by suppressing the sliding of the wheels in a low or ultra low adhesion state.

이 경우, 기준속도의 연산에 있어, 철도 차량에 구비된 가속도 센서에서 센싱되는 가속도와, 철도 차량의 차축의 속도를 바탕으로 기준 속도를 연산하므로, 실제 철도 차량의 감속시에 변화하는 가속도를 기준 속도 연산에 실시간으로 적용할 수 있어, 상기 연산되는 기준 속도가 실제 차량의 속도와 최대한 일치할 수 있다. In this case, in the calculation of the reference speed, the reference speed is calculated based on the acceleration sensed by the acceleration sensor provided in the railroad car and the speed of the axle of the railroad car. Since it can be applied to the speed calculation in real time, the calculated reference speed can match the actual vehicle speed as much as possible.

특히, 철도 차량의 경우 양 방향으로의 진행이 모두 가능함을 고려하여, 부호 결정부에서 가속도 센서에서 검출되는 가속도의 방향을 철도 차량의 진행 방향에 부합하도록 전환할 수 있도록 하여, 철도 차량의 진행 방향과 무관하게 기준 속도의 연산에서 정확한 센싱 가속도 정보를 활용할 수 있다. In particular, in the case of a railroad car, considering that both directions are possible, the direction of the acceleration detected by the acceleration sensor in the code determination unit can be changed to match the moving direction of the railroad car. Regardless of this, accurate sensing acceleration information can be used in the calculation of the reference speed.

또한, 철도 차량의 정차시 보정부에서 센싱된 가속도를 0으로 보정함으로써, 운행을 시작하는 경우의 보다 정확한 가속도 센싱값을 센싱할 수 있고, 필터부를 통해 센싱된 가속도 신호의 노이즈를 제거함으로써, 보다 정확한 기준 속도의 연산이 가능하다. In addition, by correcting the acceleration sensed by the correction unit when the railroad vehicle stops to 0, it is possible to sense a more accurate acceleration sensing value when starting the operation, and by removing the noise of the acceleration signal sensed through the filter unit, Accurate reference speed calculation is possible.

한편, 가속도 센서 및 전원 공급부는 WSP 제어기에 직접 내장되거나, 또는 철도 차량의 차체에 구비될 수 있어, 차량의 설계의 다양성 및 교환이나 수리의 편의성을 향상시킬 수 있으며, 신호 처리부 역시 WSP 제어기의 CPU 보드에 직접 형성되거나 WSP 제어기와 통신을 통해 정보를 전달함으로써, 설계의 다양성, 제작의 용이성 및 교환이나 수리의 편의성을 향상시킬 수 있다. On the other hand, the acceleration sensor and the power supply unit can be directly embedded in the WSP controller or provided in the vehicle body of a railroad vehicle, thereby improving the diversity of vehicle design and convenience of exchange or repair, and the signal processing unit is also the CPU of the WSP controller. By forming directly on the board or transmitting information through communication with the WSP controller, it is possible to improve the diversity of design, ease of manufacture, and convenience of exchange or repair.

도 1a는 종래기술에 의한 WSP 제어에서, 초저점착 상황에서의 기준속도의 오류로 인한 차축비회전 상태를 도시한 그래프이고, 도 1b는 종래기술에서 이를 보완하여 초저점착 상황에 대응한 결과의 상태를 도시한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 WSP 제어기를 포함한 제동시스템을 도시한 모식도이다.
도 3은 도 2의 WSP 제어기를 도시한 블록도이다.
도 4는 도 2의 WSP 제어기의 하드웨어의 예를 도시한 이미지이다.
도 5는 도 3의 WSP 제어기를 이용하여 연산된 기준속도를 바탕으로, 점착계수가 높은 경우의 실제 차량의 속도와 차륜속도를 도시한 결과의 그래프이다.
도 6a는 차량의 활주가 발생하는 점착계수가 낮은 경우, 기준속도가 실제 차량의 속도와 일치하는 경우의 WSP 제어기를 이용하여 제어되는 제동 특성을 도시한 그래프이다.
도 6b는 차량의 활주가 발생하는 점착계수가 낮은 경우, 도 3의 WSP 제어기를 이용하여 연산된 기준속도를 바탕으로, 제어되는 제동 특성을 도시한 그래프이다. 1A is a graph showing a non-rotating axle due to an error in a reference speed in an ultra-low adhesion situation in WSP control according to the prior art, and FIG. It is a graph showing.
2 is a schematic diagram showing a braking system including a WSP controller according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating the WSP controller of FIG. 2.
4 is an image showing an example of hardware of the WSP controller of FIG. 2.
FIG. 5 is a graph showing the actual vehicle speed and wheel speed when the adhesion coefficient is high based on the reference speed calculated using the WSP controller of FIG. 3.
6A is a graph showing braking characteristics controlled using a WSP controller when a reference speed coincides with an actual vehicle speed when the adhesion coefficient at which the vehicle slides is low.
6B is a graph showing the braking characteristics controlled based on the reference speed calculated using the WSP controller of FIG. 3 when the adhesion coefficient at which the vehicle slides is low.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. The present invention will be described in detail in the text, since various modifications can be made and various forms can be obtained. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form of disclosure, it is to be understood as including all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present application, terms such as "comprise" or "consist of" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, elements, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility of being added.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 WSP 제어기를 포함한 제동시스템을 도시한 모식도이다. 2 is a schematic diagram showing a braking system including a WSP controller according to an embodiment of the present invention.

우선, 본 실시예에서의 WSP 제어기(100)는, 종래 일반적인 제동시스템(10)에 구비되는 것으로, 도 2를 참조하여, 상기 제동시스템(10)을 간단히 설명하면 하기와 같다. First, the WSP controller 100 in this embodiment is provided in a conventional general braking system 10, and the braking system 10 will be briefly described with reference to FIG. 2 as follows.

즉, 상기 제동 시스템(10)은 철도 차량의 제동을 위해, 제동전자제어장치(ECU)(40)에 의해 제동제어장치(BOU 또는 BCU)(30)가 제어되며, 차량의 압축공기통(20)으로부터 전달된 공기에 의해 덤프밸브(dump valve)(50)가 공압 제동유닛(60), 즉 제동 캘리퍼를 동작시키되, 이 경우 WSP 제어기(100)에서 철도차량의 차축의 속도 신호를 속도 센서(70)에 의해 센싱한 결과를 바탕으로 상기 덤프밸브(50)를 피드백 제어하는 것을 특징으로 한다. That is, in the braking system 10, the braking control device (BOU or BCU) 30 is controlled by the braking electronic control device (ECU) 40 for braking of a railroad vehicle, and the compressed air cylinder 20 of the vehicle The dump valve 50 operates the pneumatic braking unit 60, that is, the braking caliper, by the air delivered from the speed sensor 70. In this case, the WSP controller 100 transmits the speed signal of the axle of the railway vehicle to the speed sensor 70 It characterized in that the feedback control of the dump valve 50 based on the result of sensing by ).

즉, 상기 WSP 제어기(100)는, 철도 차량의 차륜의 속도를 제공받아, 차륜이 활주가 발생한다고 판단되는 경우, 활주가 발생한 차륜에 대한 제동을 제어하기 위해 상기 덤프 밸브(50)의 제동 신호를 제공하는 것이다. That is, the WSP controller 100 receives the speed of the wheel of the railroad vehicle, and when it is determined that the wheel slides, the braking signal of the dump valve 50 to control the braking of the wheel where the slide has occurred. Is to provide.

다만, 본 실시예에서는, 상기 WSP 제어기(100)에서의 덤프밸브(50)에 대한 피드백 제어를 위한 제어 신호를 발생시킴에 있어, 상기 속도 센서(70)에서 제공되는 속도 신호 외에, 가속도 센서를 통해 제공되는 가속도 신호를 모두 고려하여 기준속도를 연산하고, 이를 바탕으로 상기 제어신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다. However, in this embodiment, in generating a control signal for feedback control for the dump valve 50 in the WSP controller 100, in addition to the speed signal provided by the speed sensor 70, an acceleration sensor is used. It is characterized in that the reference speed is calculated by considering all of the acceleration signals provided through it, and the control signal is generated based on this.

이러한, 본 실시예에서의 상기 WSP 제어기(100)의 특징은 하기 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. The characteristics of the WSP controller 100 in this embodiment will be described in more detail with reference to FIG. 3 below.

도 3은 도 2의 WSP 제어기를 도시한 블록도이다. 3 is a block diagram illustrating the WSP controller of FIG. 2.

도 3을 참조하면, 본 실시예에서의 상기 WSP 제어기(100)는 가속도 센서(110), 전원 공급부(120), 신호 처리부(130) 및 제어부(140)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the WSP controller 100 in this embodiment includes an acceleration sensor 110, a power supply unit 120, a signal processing unit 130, and a control unit 140.

상기 가속도 센서(110)는 상기 WSP 제어기(100)에 내장되는 것으로, 상기 WSP 제어기(100)가 철도 차량의 차체에 구비되므로, 상기 가속도 센서(110)도 상기 철도 차량의 차체에 구비된다. The acceleration sensor 110 is built into the WSP controller 100, and since the WSP controller 100 is provided in the vehicle body of the railway vehicle, the acceleration sensor 110 is also provided in the vehicle body of the railway vehicle.

그리하여, 상기 가속도 센서(110)는 상기 철도 차량이 운행되는 경우, 상기 철도 차량의 가속도를 센싱하다. 특히, 본 실시예에서의 상기 WSP 제어기(100)는 철도 차량이 감속함에 따라 활주가 발생하는 경우 제어 신호를 발생하게 되므로, 상기 가속도 센서(110)는 철도 차량의 감속에 따른 감속 가속도(즉, 가속도의 부호는 철도 차량의 운행 방향과 반대임)를 중심으로 센싱하게 된다. Thus, the acceleration sensor 110 senses the acceleration of the railway vehicle when the railway vehicle is operated. In particular, since the WSP controller 100 in this embodiment generates a control signal when sliding occurs as a railroad vehicle decelerates, the acceleration sensor 110 is a deceleration acceleration according to the deceleration of the railroad vehicle (ie, The sign of acceleration is sensed based on the direction of the railroad vehicle's operation.

그리하여, 상기 가속도 센서(110)에서 센싱된 가속도 신호는 상기 신호 처리부(130)로 제공된다. Thus, the acceleration signal sensed by the acceleration sensor 110 is provided to the signal processing unit 130.

상기 전원 공급부(120)는 상기 가속도 센서(110)에 전원을 공급하는 것으로, 상기 가속도 센서(110)와 인접하도록 배치되며, 이에 따라 상기 WSP 제어기(100)에 내장되도록 구비될 수 있다. The power supply unit 120 supplies power to the acceleration sensor 110 and is disposed to be adjacent to the acceleration sensor 110, and thus may be provided to be embedded in the WSP controller 100.

이 경우, 상기 전원 공급부(120)는 충전기의 형태로 충전을 통해 상기 가속도 센서(110)에 전원을 공급할 수 있으며, 이와 달리, 철도 차량에 구비된 별도의 전원 공급장치로부터 전원을 제공받아 이를 상기 가속도 센서(110)에 제공할 수도 있다. In this case, the power supply unit 120 may supply power to the acceleration sensor 110 through charging in the form of a charger. In contrast, the power supply unit 120 receives power from a separate power supply device provided in the railroad It may also be provided to the acceleration sensor 110.

한편, 실시예에 따라, 상기 가속도 센서(110) 및 상기 전원 공급부(120)는 상기 WSP 제어기(100)에 내장되지 않고, 철도 차량의 차체에 별도로 구비될 수도 있다. Meanwhile, according to an exemplary embodiment, the acceleration sensor 110 and the power supply unit 120 are not built into the WSP controller 100 and may be separately provided in a vehicle body of a railroad vehicle.

이러한 경우라도, 상기 가속도 센서(110)로부터 센싱되는 상기 철도 차량의 가속도 신호는 상기 신호 처리부(130)로 제공된다. Even in this case, the acceleration signal of the railway vehicle sensed by the acceleration sensor 110 is provided to the signal processing unit 130.

다만, 상기 가속도 센서(110)가 철도 차량의 차체에 별도로 구비되는 경우라면, 상기 가속도 센서(110)의 센싱 신호는 유선 또는 무선 통신을 통해 상기 신호 처리부(130)로 제공될 수 있다. 이를 위해, 상기 가속도 센서(110)와 상기 신호 처리부(130)는 별도의 유선 또는 무선 통신 포트를 구비할 수 있다. However, if the acceleration sensor 110 is separately provided on the vehicle body of the railroad vehicle, the sensing signal of the acceleration sensor 110 may be provided to the signal processing unit 130 through wired or wireless communication. To this end, the acceleration sensor 110 and the signal processing unit 130 may have separate wired or wireless communication ports.

상기 신호 처리부(130)는 상기 가속도 센서(110)에서 센싱된 철도 차량의 가속도 신호와, 상기 속도 센서(70)를 통해 센싱되는 철도 차량의 차축의 속도 신호를 제공받아, 이를 바탕으로, 기준 속도를 연산한다. The signal processing unit 130 receives the acceleration signal of the railway vehicle sensed by the acceleration sensor 110 and the speed signal of the axle of the railway vehicle sensed through the speed sensor 70, and based on this, a reference speed Computes

보다 구체적으로, 상기 신호 처리부(130)는 보정부(131), 부호 결정부(132), 필터부(133) 및 기준속도 연산부(134)를 포함한다. More specifically, the signal processing unit 130 includes a correction unit 131, a code determination unit 132, a filter unit 133, and a reference speed calculation unit 134.

상기 가속도 센서(110)에서 센싱되는 철도 차량의 가속도 신호는, 통상적으로는 상기 기준속도 연산부(134)로 제공되어, 기준 속도의 연산에 활용된다. The acceleration signal of the railroad vehicle sensed by the acceleration sensor 110 is typically provided to the reference speed calculating unit 134 and used for calculating the reference speed.

다만, 상기 가속도 센서(110)에서 센싱되는 가속도 신호에는 노이즈가 포함될 수 있으므로, 상기 필터부(133)에서 상기 가속도 신호에 대하여 필터링을 수행한 후, 상기 기준속도 연산부(134)로 제공된다. However, since noise may be included in the acceleration signal sensed by the acceleration sensor 110, the filter unit 133 performs filtering on the acceleration signal, and is then provided to the reference speed calculating unit 134.

이 경우, 상기 필터부(133)는, 예를 들어 1~20Hz 범위의 저역 필터로서, 상기 가속도 신호에 대한 필터링을 통해 노이즈를 제거할 수 있다. In this case, the filter unit 133 is a low-pass filter in the range of 1 to 20 Hz, for example, and may remove noise through filtering on the acceleration signal.

또한, 상기 필터부(133)는 후술되는 상기 부호 결정부(132)에서 가속도 신호의 부호가 결정된 시호에 대하여도 필터링을 수행하여 상기 기준속도 연산부(134)로 제공한다. In addition, the filter unit 133 performs filtering on an hour signal whose sign of the acceleration signal is determined by the sign determination unit 132 to be described later, and provides the filtering to the reference speed calculating unit 134.

한편, 본 실시예에서의 상기 WSP 제어기(100)는 앞서 설명한 바와 같이, 철도 차량의 활주가 발생하였을 때, 비로소 제어 신호를 발생하는 것으로, 특히, 철도 차량이 정차한 경우 또는 소정의 속도 이하로 운행되는 경우(예를 들어, 4km/h 또는 3km/h)에는 동작되지 않는다. On the other hand, as described above, the WSP controller 100 in this embodiment generates a control signal only when the sliding of the railroad vehicle occurs, and in particular, when the railroad vehicle is stopped or at a predetermined speed or less. In case of operation (for example, 4km/h or 3km/h), it does not operate.

나아가, 철도 차량은 정차와 운행을 반복하게 되므로, 경우에 따라 상기 가속도 센서(110)에서 센싱되는 가속도 신호에 노이즈가 누적되어 신호에 오류가 포함될 수 있다. Furthermore, since the railroad vehicle repeats stopping and running, in some cases, noise may be accumulated in the acceleration signal sensed by the acceleration sensor 110 and an error may be included in the signal.

이에, 본 실시예에서는, 상기 보정부(131)에서, 상기 철도 차량이 정차한 경우, 상기 가속도 센서(110)의 센싱 가속도 값을 0(zero)로 보정함으로써, 센싱 신호의 오차를 최소화할 수 있다. Accordingly, in the present embodiment, when the railroad vehicle stops in the correction unit 131, the sensing acceleration value of the acceleration sensor 110 is corrected to zero, thereby minimizing the error of the sensing signal. have.

이를 위해, 상기 보정부(131)는 상기 속도센서(70)로부터 차축의 속도 신호를 제공받아, 상기 속도 신호를 바탕으로 철도 차량이 정차한 것으로 판단되면, 상기 가속도 센서(110)의 센싱 가속도를 0으로 보정한다. To this end, the correction unit 131 receives the speed signal of the axle from the speed sensor 70, and when it is determined that the railroad vehicle has stopped based on the speed signal, the sensing acceleration of the acceleration sensor 110 is Correct it to 0.

또한, 철도 차량의 경우, 양 방향으로 운행이 가능하며, 양 방향으로의 운행에 따라 철도 차량의 속도의 방향은 물론 가속도의 방향도 전환되게 된다. In addition, in the case of a railroad vehicle, it is possible to operate in both directions, and the direction of the speed of the railroad vehicle as well as the direction of acceleration is changed according to the movement in both directions.

이에 따라, 상기 가속도 센서(110)에서 센싱되는 가속도 신호는 초기 설정된 철도 차량의 운행 방향이 반대 방향으로 전환되면, 철도 차량이 감속되는 구간이 오히려 가속되는 구간으로 인식되는 문제가 발생하게 된다. Accordingly, in the acceleration signal sensed by the acceleration sensor 110, when the driving direction of the initially set railway vehicle is switched to the opposite direction, a problem occurs in that the section in which the railway vehicle is decelerated is rather recognized as an acceleration section.

그리하여, 상기 가속도 센서(110)에서 센싱되는 가속도 신호의 방향을, 상기 철도 차량의 운행 방향을 고려하여 전환하여야 한다. Thus, the direction of the acceleration signal sensed by the acceleration sensor 110 must be switched in consideration of the driving direction of the railroad vehicle.

본 실시예에선, 상기 부호 결정부(132)에서는, 이와 같이, 상기 철도 차량의 운행 방향을 고려하여, 상기 가속도 센서(110)에서 센싱되는 가속도 신호의 방향을, 상기 철도 차량의 운행 방향에 부합하도록 전환한다. In this embodiment, the sign determination unit 132 matches the direction of the acceleration signal sensed by the acceleration sensor 110 in consideration of the driving direction of the railroad vehicle as described above, and matches the driving direction of the railroad vehicle. Switch to

즉, 상기 부호 결정부(132)에서는, 상기 철도 차량이 정차한 상태에서 가속을 시작할 때, 상기 속도센서(70)를 통해 제공되는 속도 신호를 바탕으로 인지되는 차축의 속도의 방향과, 상기 가속도 센서(110)에서 제공되는 가속도 신호의 방향이 서로 다르면, 상기 가속도 신호의 부호를 전환한다. That is, in the sign determination unit 132, when acceleration is started while the railroad vehicle is stopped, the direction of the speed of the axle recognized based on the speed signal provided through the speed sensor 70 and the acceleration When the directions of the acceleration signals provided by the sensor 110 are different from each other, the sign of the acceleration signal is switched.

예를 들어, 철도 차량이 정차한 상태에서 가속을 시작하게 되면, 상기 속도센서(70)를 통해 제공되는 속도 신호는 (+)로 인지되므로, 상기 철도 차량이 가속을 시작하였음을 인지할 수 있는데, 이 경우, 상기 가속도 센서(110)에서 제공되는 가속도 신호가 (-)라면 이를 (+)로 전환한다. For example, when acceleration is started while the railroad vehicle is stopped, since the speed signal provided through the speed sensor 70 is recognized as (+), it can be recognized that the railroad vehicle has started acceleration. In this case, if the acceleration signal provided by the acceleration sensor 110 is (-), it is converted to (+).

이렇게 부호가 전환된 상태로, 다음 정차시까지 해당 부호의 전환 상태를 유지하게 되며, 이후 다음 정차에서 다시 운행을 시작하는 경우 상기와 같은 신호의 방향에 대한 재차 확인을 통해, 가속도 신호의 부호를 전환할지의 여부를 판단하게 된다. In this way, the sign is switched, and the sign of the corresponding sign is maintained until the next stop, and if the vehicle starts again at the next stop, the sign of the acceleration signal is checked again for the direction of the signal as described above. It is determined whether or not to convert.

그리하여, 철도 차량의 운행 방향에 부합하는 가속도 신호를 상기 기준속도 연산부(134)로 제공할 수 있게 된다. Thus, it is possible to provide an acceleration signal corresponding to the driving direction of the railroad vehicle to the reference speed calculating unit 134.

상기 기준속도 연산부(134)는 상기 필터부(133)를 통해 노이즈가 필터링되어 제공된 가속도 신호와, 상기 속도센서(70)를 통해 제공되는 차축의 속도신호를 바탕으로 기준속도를 연산한다. The reference speed calculation unit 134 calculates a reference speed based on an acceleration signal provided by filtering noise through the filter unit 133 and a speed signal of an axle provided through the speed sensor 70.

이 경우, 상기 기준속도란, 상기 WSP 제어기(100)에서 철도 차량의 활주가 발생하였을 때 이를 제어하기 위해 발생시키는 상기 덤프 밸브(50)에 대한 제어신호의 기준이 되는 속도로서, 실제 철도 차량의 속도와 일치하는 경우가 가장 이상적인 기준속도에 해당된다. In this case, the reference speed is a speed that is a reference speed of a control signal for the dump valve 50 generated to control when a sliding of a railroad vehicle occurs in the WSP controller 100. The case that coincides with the speed is the most ideal reference speed.

다만, 상기 기준속도는 별도의 연산 알고리즘 등을 통해 연산되는 것으로, 특히 활주가 발생하는 경우에 있어 실제 차량 속도와는 차이가 존재할 수밖에 없는 한계가 있다. 이에, 본 실시예에서는, 상기 연산 알고리즘을 통해 도출되는 기준속도를 실체 차량 속도와 매우 근접하도록 연산하는 것을 특징으로 한다. However, the reference speed is calculated through a separate calculation algorithm, and there is a limitation in that there is inevitably a difference from the actual vehicle speed in the case where a glide occurs. Accordingly, in the present embodiment, the reference speed derived through the calculation algorithm is calculated to be very close to the actual vehicle speed.

즉, 상기 기준속도 연산부(134)에서는, 상기 가속도 신호와 상기 속도 신호를 바탕으로 하기 식 (1)을 통해 기준속도를 연산한다. That is, the reference speed calculation unit 134 calculates a reference speed based on the acceleration signal and the speed signal through Equation (1) below.

Figure 112019030142396-pat00002
식 (1)
Figure 112019030142396-pat00002
Equation (1)

이 때, Vref(i)는 t=ti에서의 기준속도, Vref(i-1)은 t=t(i-1)에서의 기준속도, a_vehicle은 가속도, Δt=ti-t(i-1)이다. At this time, Vref(i) is the reference speed at t=t i , Vref(i-1) is the reference speed at t=t (i-1) , a_vehicle is the acceleration, Δt=t i -t (i- 1) It is.

상기 WSP 제어기(100)는 소정의 시간 간격(Δt), 예를 들어, 20ms 간격으로 각 차축의 속도신호를 상기 속도 센서(70)로부터 제공받으므로, 상기 기준속도 연산부(134)에서도 상기 시간 간격(Δt) 마다 상기 속도 신호, 및 상기 가속도 신호를 바탕으로 기준속도를 연산한다. Since the WSP controller 100 receives the speed signal of each axle from the speed sensor 70 at a predetermined time interval (Δt), for example, at 20 ms intervals, the reference speed calculation unit 134 also provides the time interval For each (Δt), a reference speed is calculated based on the speed signal and the acceleration signal.

한편, 철도 차량의 활주가 발생하는 경우, 상기 가속도 신호는 (-)의 값을 갖게 되므로, 기준속도(Vref(i))는 이전 기준속도(Vref(i-1))보다 감소하게 됨을 상기 식 (1)을 통해 확인할 수 있다. On the other hand, when the sliding of the railway vehicle occurs, the acceleration signal has a value of (-), so the reference speed (Vref(i)) decreases from the previous reference speed (Vref(i-1)). You can check it through (1).

또한, 상기 기준속도 연산부(134)는, 상기 기준속도의 연산에 있어, 상기 철도 차량의 제동신호가 발생하지 않는 경우, 즉 철도 차량이 감속되지 않는 경우라면, 상기 기준속도는 상기 철도 차량의 차축 속도의 평균으로 연산한다. In addition, in the calculation of the reference speed, the reference speed calculation unit 134 is configured when the brake signal of the railroad vehicle is not generated, that is, when the railroad vehicle is not decelerated, the reference speed is the axle of the railroad vehicle. It is calculated as the average of the speed.

나아가, 상기 기준속도 연산부(134)에서는, 상기 철도 차량의 차축의 속도가 기 설정된 속도, 예를 들어, 3km/h 또는 4km/h 이상인 경우에만, 상기 기준속도를 연산한다. Further, the reference speed calculation unit 134 calculates the reference speed only when the speed of the axle of the railroad vehicle is a preset speed, for example, 3 km/h or 4 km/h or more.

이는, 상기 철도 차량의 차축의 속도가 상기 기 설정된 속도 미만인 경우라면, 상기 철도 차량은 활주가 발생되지 않는 정상적인 제동상태일 가능성이 높기 때문이다. This is because if the speed of the axle of the railroad vehicle is less than the preset speed, the railroad vehicle is likely to be in a normal braking state in which sliding does not occur.

이상과 같이, 상기 기준속도 연산부(134)에서, 매 시간 간격(Δt)마다 상기 기준 속도를 연산하면, 이렇게 연산된 기준 속도를 바탕으로 상기 제어부(140)는 상기 덤프 밸브(50)에 대한 제어 신호를 발생한다. As described above, when the reference speed calculation unit 134 calculates the reference speed at every time interval Δt, the control unit 140 controls the dump valve 50 based on the calculated reference speed. Generate a signal.

그리하여, 상기 덤프 밸브(50)는 상기 제어부(140)에서 발생되는 제어신호를 바탕으로 제어됨으로써, 상기 철도 차량의 활주 발생시 이를 최소화하며 제동을 수행하는 활주 방지 시스템이 수행되게 된다. Thus, the dump valve 50 is controlled based on a control signal generated by the control unit 140, so that when the railroad vehicle slides, it minimizes the sliding prevention system and performs braking.

한편, 본 실시예에서, 상기 신호 처리부(130)는 상기 WSP 제어기(100)의 CPU 보드에 일체로 형성될 수 있다. Meanwhile, in this embodiment, the signal processing unit 130 may be integrally formed on the CPU board of the WSP controller 100.

이와 달리, 상기 WSP 제어기(100)의 CPU 보드에 직접 형성되지 않고 별도의 보드 등에 형성되며 상기 WSP 제어기(100)와 유선 또는 무선 통신으로 상기 연산된 기준 속도를 상기 제어부(140)로 제공할 수 있다. In contrast, it is not formed directly on the CPU board of the WSP controller 100, but is formed on a separate board, and the calculated reference speed can be provided to the control unit 140 through wired or wireless communication with the WSP controller 100. have.

이 경우, 상기 유선 또는 무선 통신을 위한, 별도의 통신 포트가 구비될 수 있다. In this case, a separate communication port may be provided for the wired or wireless communication.

도 4는 도 2의 WSP 제어기의 하드웨어의 예를 도시한 이미지이다. 4 is an image showing an example of hardware of the WSP controller of FIG. 2.

도 4를 참조하면, 상기 WSP 제어기(100)는 도시된 바와 같은 하드웨어의 포트 구조를 가질 수 있으며, 전원을 공급받는 파워보드(101), 철도 차량 인통선과의 인터페이스를 위한 인터페이스 보드(102), 철도 차량과의 통신을 위한 통신보드(104) 및 CPU 보드(103)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the WSP controller 100 may have a port structure of hardware as shown, a power board 101 receiving power, and an interface board 102 for an interface with a railway vehicle communication line. , And a communication board 104 and a CPU board 103 for communication with a railroad vehicle.

이 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 CPU 보드(103)에는 상기 제어부(140)가 실장되는 것 외에, 상기 신호 처리부(130)도 일체로 실장될 수 있으며, 상기 신호 처리부(130)는 별도의 보드에 형성되어 상기 CPU 보드(103)와 유선 또는 무선 통신을 통한 신호 전달을 수행할 수 있다. In this case, as described above, in addition to the control unit 140 mounted on the CPU board 103, the signal processing unit 130 may also be integrally mounted, and the signal processing unit 130 may be a separate board. It is formed in the CPU board 103 and can perform signal transmission through wired or wireless communication.

이 경우, 상기 통신 보드(104)를 통해 관련 신호를 전달 받을 수도 있다. In this case, a related signal may be transmitted through the communication board 104.

도 5는 도 3의 WSP 제어기를 이용하여 연산된 기준속도를 바탕으로, 점착계수가 높은 경우의 실제 차량의 속도와 차륜속도를 도시한 결과의 그래프이다. FIG. 5 is a graph showing the actual vehicle speed and wheel speed when the adhesion coefficient is high based on the reference speed calculated using the WSP controller of FIG. 3.

즉, 도 5의 경우, 철도 차량에 본 실시예에서와 같은 가속도 센서(110) 및 신호 처리부(130)를 구비하고, GPS 수신기 및 속도센서(70)를 구비하여, 본 실시예의 상기 신호 처리부(130)를 통해 연산되는 기준속도와, GPS 수신기를 통해 수신되는 차량의 실제 속도, 및 속도센서(70)를 통해 센싱되는 각 차축의 속도를 비교한 결과의 그래프이다. That is, in the case of FIG. 5, the acceleration sensor 110 and the signal processing unit 130 as in this embodiment are provided in the railway vehicle, and the GPS receiver and the speed sensor 70 are provided, so that the signal processing unit ( 130), the actual speed of the vehicle received through the GPS receiver, and a graph of a result of comparing the speed of each axle sensed through the speed sensor 70.

도 5를 참조하면, 철도 차량의 제동시 레일(2)과 차륜(1) 사이의 점착 계수가 높은 경우, 즉 Dry 레일 상태에서는, 본 실시예를 통해 연산된 상기 기준속도(vel_Train_by_acceleration)는, 상기 GSP 수신기를 통해 수신되는 실제 차량의 속도(vel_GPS), 및 각 차축의 속도(MC_vel)와 모두 일치하는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 5, when the adhesion coefficient between the rail 2 and the wheel 1 is high during braking of a railroad vehicle, that is, in a dry rail state, the reference speed calculated through this embodiment (vel_Train_by_acceleration) is, It can be seen that both of the actual vehicle speed (vel_GPS) received through the GSP receiver and the speed of each axle (MC_vel) match.

도 6a는 차량의 활주가 발생하는 점착계수가 낮은 경우, 기준속도가 실제 차량의 속도와 일치하는 경우의 WSP 제어기를 이용하여 제어되는 제동 특성을 도시한 그래프이다. 6A is a graph showing braking characteristics controlled using a WSP controller when a reference speed coincides with an actual vehicle speed when the adhesion coefficient at which the vehicle slides is low.

한편, 도 6a의 경우, 이상적인 경우로서, 기준속도가 실제 차량의 속도와 일치하는 경우에서, 차량의 활주가 발생하는 경우의 WSP 제어기를 이용하여 철도 차량의 제동이 제어되는 결과를 도시한 그래프이다. Meanwhile, in the case of FIG. 6A, as an ideal case, when the reference speed coincides with the actual vehicle speed, it is a graph showing the result of controlling the braking of the railroad vehicle by using the WSP controller when the vehicle slides. .

이를 통해 확인되는 바와 같이, 기준속도가 실제 차량의 속도와 일치한다면, WSP 제어기를 통해 제어됨에 따라, 철도 차량이 제동되는 과정에서, 각 차륜의 속도들(wheel speed)은 실제 차량의 속도(vehicle speed)를 잘 추종하며, 이에 따라, 차륜의 슬라이드, 제동거리 및 제동 시간이 모두 개선되는 것을 확인할 수 있다. As confirmed through this, if the reference speed coincides with the actual vehicle speed, as it is controlled through the WSP controller, in the process of braking the railway vehicle, the wheel speed of each wheel is the actual vehicle speed. speed), and accordingly, it can be seen that the slide of the wheel, the braking distance, and the braking time are all improved.

도 6b는 차량의 활주가 발생하는 점착계수가 낮은 경우, 도 3의 WSP 제어기를 이용하여 연산된 기준속도를 바탕으로, 제어되는 제동 특성을 도시한 그래프이다. 6B is a graph showing the braking characteristics controlled based on the reference speed calculated using the WSP controller of FIG. 3 when the adhesion coefficient at which the vehicle slides is low.

즉, 도 6b 역시 도 5의 경우와 같이, 철도 차량에 본 실시예에서와 같은 가속도 센서(110) 및 신호 처리부(130)를 구비하고, GPS 수신기 및 속도센서(70)를 구비하여, 본 실시예의 상기 신호 처리부(130)를 통해 연산되는 기준속도와, GPS 수신기를 통해 수신되는 차량의 실제 속도, 및 속도센서(70)를 통해 센싱되는 각 차축의 속도를 비교한 결과의 그래프이다. That is, FIG. 6B is also provided with the acceleration sensor 110 and the signal processing unit 130 as in the present embodiment in the railway vehicle, as in the case of FIG. 5, and the GPS receiver and the speed sensor 70 are provided. It is a graph of a result of comparing the reference speed calculated by the signal processing unit 130 of the example, the actual speed of the vehicle received through the GPS receiver, and the speed of each axle sensed through the speed sensor 70.

도 6b를 참조하면, 철도 차량의 제동시 레일(2)과 차륜(1) 사이의 점착 계수가 낮은 경우, 즉 활주가 발생하는 Wet 레일 상태에서는, 본 실시예를 통해 연산된 상기 기준속도(vel_Train_by_acceleration)는, 상기 GSP 수신기를 통해 수신되는 실제 차량의 속도(vel_GPS)와 일치하는 것을 확인할 수 있다. 6B, when the adhesion coefficient between the rail 2 and the wheel 1 is low during braking of the railroad vehicle, that is, in a wet rail state in which sliding occurs, the reference speed calculated by the present embodiment (vel_Train_by_acceleration) is ), it can be confirmed that it matches the actual vehicle speed (vel_GPS) received through the GSP receiver.

이에 따라, 상기 WSP 제어기(100)를 통해, 활주 상태의 철도 차량에 대한 제어를 수행하는 경우, 각 차축의 속도(MC_AX)도 실제 차량의 속도(vel_GPS)를 일정 수준 이상 우수하게 추종하는 것을 확인할 수 있다. Accordingly, when controlling a railroad vehicle in a sliding state through the WSP controller 100, it is confirmed that the speed of each axle (MC_AX) also tracks the actual vehicle speed (vel_GPS) at a certain level or more. I can.

결국, 도 1a 및 도 1b를 통해 예시한 종래 기술을 통한 WSP 제어기를 이용하여 활주 상태의 철도 차량에 대한 제어를 수행하는 경우보다, 차륜의 활주가 보다 억제되도록 우수한 제동 제어를 수행할 수 있으며, 이에 따라 제동거리 및 제동시간을 단축시키는 것은 물론, 철도 차량의 안전성을 보다 향상시킬 수 있다. As a result, it is possible to perform excellent braking control so that the sliding of the wheel is more suppressed than the case of performing control of the railroad vehicle in the sliding state using the WSP controller according to the prior art illustrated through FIGS. 1A and 1B, Accordingly, as well as shortening the braking distance and braking time, it is possible to further improve the safety of the railway vehicle.

본 발명의 실시예들에 의하면, 종래 기준속도의 연산에 있어, 단순히 기 설정되거나 기 제공되는 기준 감속도를 사용함에 따라, 실제 차량의 속도(vehicle speed)와 차륜속도(wheel speed) 사이의 차이가 존재하여 철도 차량의 안전성이 저하되는 문제를 해결할 수 있다. According to embodiments of the present invention, in the calculation of the conventional reference speed, the difference between the actual vehicle speed and the wheel speed by simply using a preset or provided reference deceleration Is present, it is possible to solve the problem of deteriorating the safety of railroad vehicles.

즉, 기준속도를 실제 차량의 속도와 최대한 일치시킬 수 있으며 이를 통해 저점착 또는 초저점착 상태에서의 차륜의 활주를 억제시켜 철도차량의 안전성을 향상시킬 수 있다. That is, the reference speed can be matched with the actual vehicle speed as much as possible, and through this, it is possible to improve the safety of the railroad vehicle by suppressing the sliding of the wheels in a low or ultra low adhesion state.

이 경우, 기준속도의 연산에 있어, 철도 차량에 구비된 가속도 센서에서 센싱되는 가속도와, 철도 차량의 차축의 속도를 바탕으로 기준 속도를 연산하므로, 실제 철도 차량의 감속시에 변화하는 가속도를 기준 속도 연산에 실시간으로 적용할 수 있어, 상기 연산되는 기준 속도가 실제 차량의 속도와 최대한 일치할 수 있다. In this case, in the calculation of the reference speed, the reference speed is calculated based on the acceleration sensed by the acceleration sensor provided in the railroad car and the speed of the axle of the railroad car. Since it can be applied to the speed calculation in real time, the calculated reference speed can match the actual vehicle speed as much as possible.

특히, 철도 차량의 경우 양 방향으로의 진행이 모두 가능함을 고려하여, 부호 결정부에서 가속도 센서에서 검출되는 가속도의 방향을 철도 차량의 진행 방향에 부합하도록 전환할 수 있도록 하여, 철도 차량의 진행 방향과 무관하게 기준 속도의 연산에서 정확한 센싱 가속도 정보를 활용할 수 있다. In particular, in the case of a railroad car, considering that both directions are possible, the direction of the acceleration detected by the acceleration sensor in the code determination unit can be changed to match the moving direction of the railroad car. Regardless of this, accurate sensing acceleration information can be used in the calculation of the reference speed.

또한, 철도 차량의 정차시 보정부에서 센싱된 가속도를 0으로 보정함으로써, 운행을 시작하는 경우의 보다 정확한 가속도 센싱값을 센싱할 수 있고, 필터부를 통해 센싱된 가속도 신호의 노이즈를 제거함으로써, 보다 정확한 기준 속도의 연산이 가능하다. In addition, by correcting the acceleration sensed by the correction unit when the railroad vehicle stops to 0, it is possible to sense a more accurate acceleration sensing value when starting the operation, and by removing the noise of the acceleration signal sensed through the filter unit, Accurate reference speed calculation is possible.

한편, 가속도 센서 및 전원 공급부는 WSP 제어기에 직접 내장되거나, 또는 철도 차량의 차체에 구비될 수 있어, 차량의 설계의 다양성 및 교환이나 수리의 편의성을 향상시킬 수 있으며, 신호 처리부 역시 WSP 제어기의 CPU 보드에 직접 형성되거나 WSP 제어기와 통신을 통해 정보를 전달함으로써, 설계의 다양성, 제작의 용이성 및 교환이나 수리의 편의성을 향상시킬 수 있다. On the other hand, the acceleration sensor and the power supply unit can be directly embedded in the WSP controller or provided in the vehicle body of a railroad vehicle, thereby improving the diversity of vehicle design and convenience of exchange or repair, and the signal processing unit is also the CPU of the WSP controller. By forming directly on the board or transmitting information through communication with the WSP controller, it is possible to improve the diversity of design, ease of manufacture, and convenience of exchange or repair.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can.

10 : 제동 시스템 20 : 압축 공기통
30 : 제동제어장치 40 : 제동전자 제어장치
50 : 덤프 밸브 60 : 제동 캘리퍼
70 : 속도센서 100 : WSP 제어기
110 : 가속도 센서 120 : 전원 공급부
130 : 신호 처리부 131 : 보정부
132 : 부호 결정부 133 : 필터부
134 : 기준속도 연산부 140 : 제어부10: braking system 20: compressed air cylinder
30: brake control device 40: brake electronic control device
50: dump valve 60: brake caliper
70: speed sensor 100: WSP controller
110: acceleration sensor 120: power supply
130: signal processing unit 131: correction unit
132: code determination unit 133: filter unit
134: reference speed calculation unit 140: control unit

Claims (10)

철도 차량의 활주를 방지하기 위해 덤프 밸브로 제어신호를 제공하는 WSP 제어기에서,
상기 철도 차량의 가속도를 센싱하는 가속도 센서;
상기 센싱된 가속도와 상기 철도 차량의 차축의 속도를 바탕으로 기준 속도를 연산하는 기준속도 연산부를 포함하는 신호 처리부; 및
상기 신호 처리부에서 연산된 기준속도를 바탕으로 상기 제어 신호를 발생하여 상기 덤프 밸브로 제공하는 제어부를 포함하고,
상기 신호 처리부는 상기 철도차량이 정차한 상태에서, 상기 센싱된 가속도를 0(zero)으로 보정하여 가속도 신호에 누적되는 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 하는 WSP 제어기. In the WSP controller that provides a control signal to the dump valve to prevent the rail vehicle from sliding,
An acceleration sensor for sensing the acceleration of the railway vehicle;
A signal processing unit including a reference speed calculator configured to calculate a reference speed based on the sensed acceleration and the speed of the axle of the railway vehicle; And
And a control unit generating the control signal based on the reference speed calculated by the signal processing unit and providing it to the dump valve,
And the signal processing unit corrects the sensed acceleration to zero while the railroad vehicle is stopped to remove noise accumulated in the acceleration signal. 제1항에 있어서, 상기 신호 처리부는,
상기 센싱된 가속도를 필터링하여 상기 기준속도 연산부로 제공하는 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 WSP 제어기. The method of claim 1, wherein the signal processing unit,
And a filter unit for filtering the sensed acceleration and providing it to the reference speed calculating unit. 제1항에 있어서, 상기 신호 처리부는,
상기 철도 차량의 진행 방향에 따라 상기 센싱된 가속도의 부호를 전환하는 부호 결정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 WSP 제어기. The method of claim 1, wherein the signal processing unit,
WSP controller, characterized in that it further comprises a sign determining unit to switch the sign of the sensed acceleration according to the traveling direction of the railroad vehicle. 제3항에 있어서, 상기 부호 결정부는,
상기 철도 차량이 정차한 상태에서 가속을 시작할 때, 상기 차축의 속도의 방향과 상기 센싱된 가속도의 방향이 서로 다르면, 상기 센싱된 가속도의 부호를 전환하는 것을 특징으로 하는 WSP 제어기. The method of claim 3, wherein the code determination unit,
When starting acceleration while the railroad vehicle is stopped, if the direction of the speed of the axle and the direction of the sensed acceleration are different from each other, the sensed acceleration sign is switched. 제1항에 있어서, 상기 기준속도 연산부는,

Figure 112019030142396-pat00003
식 (1)

이 때, Vref(i)는 t=ti에서의 기준속도, Vref(i-1)은 t=t(i-1)에서의 기준속도, a_vehicle은 가속도, Δt=ti-t(i-1)이고, 상기 식 (1)로 기준속도를 연산하는 것을 특징으로 하는 WSP 제어기. The method of claim 1, wherein the reference speed calculating unit,

Figure 112019030142396-pat00003
Equation (1)

At this time, Vref(i) is the reference speed at t=t i , Vref(i-1) is the reference speed at t=t (i-1) , a_vehicle is the acceleration, Δt=t i -t (i- 1) WSP controller, characterized in that to calculate the reference speed by Equation (1) above. 제1항에 있어서, 상기 신호 처리부는,
상기 철도 차량의 제동신호가 발생하지 않은 경우, 상기 기준 속도는 상기 철도 차량의 차축의 속도의 평균으로 연산하고,
상기 철도 차량의 차축 속도가 기 설정 속도 이상인 경우에만 상기 기준 속도를 연산하는 것을 특징으로 하는 WSP 제어기. The method of claim 1, wherein the signal processing unit,
When the braking signal of the railroad vehicle is not generated, the reference speed is calculated as an average of the speed of the axle of the railroad vehicle,
WSP controller, characterized in that calculating the reference speed only when the axle speed of the railroad vehicle is greater than or equal to a preset speed. 제1항에 있어서,
상기 가속도 센서에 전원을 공급하는 전원 공급부를 더 포함하는 WSP 제어기. The method of claim 1,
WSP controller further comprising a power supply for supplying power to the acceleration sensor. 제7항에 있어서,
상기 가속도 센서, 및 상기 전원 공급부는 상기 WSP 제어기에 내장되는 것을 특징으로 하는 WSP 제어기. The method of claim 7,
The acceleration sensor and the power supply unit WSP controller, characterized in that built in the WSP controller. 제7항에 있어서,
상기 가속도 센서, 및 상기 전원 공급부는 상기 철도 차량의 차체에 구비되고,
상기 신호 처리부는, 상기 제어부가 형성되는 상기 WSP 제어기의 CPU 보드와 유선 또는 무선 통신으로 연산된 기준속도를 상기 제어부로 제공하는 것을 특징으로 하는 WSP 제어기. The method of claim 7,
The acceleration sensor and the power supply unit are provided on the vehicle body of the railway vehicle,
The signal processing unit is a WSP controller, characterized in that providing the control unit with a reference speed calculated by wired or wireless communication with the CPU board of the WSP controller on which the control unit is formed. 제1항에 있어서, 상기 신호 처리부는,
상기 제어부와 함께 상기 WSP 제어기의 CPU 보드에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 WSP 제어기. The method of claim 1, wherein the signal processing unit,
WSP controller, characterized in that integrally formed on the CPU board of the WSP controller together with the control unit.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012076637A (en) * 2010-10-04 2012-04-19 Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd Sensor misinstallation decision system
JP2012131267A (en) * 2010-12-20 2012-07-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Brake device, and track-guided vehicle having the same
JP2014103736A (en) * 2012-11-19 2014-06-05 Railway Technical Research Institute Rocking measuring device and rocking measuring method
JP2018140724A (en) * 2017-02-28 2018-09-13 公益財団法人鉄道総合技術研究所 Mechanical brake control method and mechanical brake control device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5615935A (en) 1995-09-21 1997-04-01 Robert Bosch Gmbh ABS control for a four wheel drive vehicle experiencing axle oscillations

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012076637A (en) * 2010-10-04 2012-04-19 Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd Sensor misinstallation decision system
JP2012131267A (en) * 2010-12-20 2012-07-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Brake device, and track-guided vehicle having the same
JP2014103736A (en) * 2012-11-19 2014-06-05 Railway Technical Research Institute Rocking measuring device and rocking measuring method
JP2018140724A (en) * 2017-02-28 2018-09-13 公益財団法人鉄道総合技術研究所 Mechanical brake control method and mechanical brake control device

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