KR102308706B1 - 독립구동식 철도차량용 시스템 및 이를 구비한 철도차량, 독립구동식 철도차량용 시스템의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직선 주행 시 복원력 부족으로 편기현상이 발생하는 독립구동 방식 철도차량의 단점을 개선하기 위하여, 복수의 모터에 대한 토크와 속도를 레일의 특성에 따라 적절하게 제어하여 횡압을 줄이고, 휠 마모와 소음을 감소시킬 수 있으며, 특히, 철도차량의 주행속도와 주행하는 곡선반경에 따라 전방측 한 쌍의 모터와 후방측 한 쌍의 모터의 제어 방식을 가변적으로 적용함에 따라 횡압과 마모를 효과적으로 줄일 수 있는 독립구동식 철도차량용 시스템 및 이를 구비한 철도차량, 독립구동식 철도차량용 시스템의 제어방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 독립구동식 철도차량용 시스템은, 복수의 독립구동 휠, 상기 복수의 독립구동 휠에 각각 구비된 복수의 모터 및 곡선반경 정보에 따라 상기 복수의 모터를 각각 구동시킴에 따라 상기 독립구동 휠의 속도제어 또는 토크제어를 수행하는 제어기를 포함하여 구성된다.

Description

독립구동식 철도차량용 시스템 및 이를 구비한 철도차량, 독립구동식 철도차량용 시스템의 제어방법{SYSTEM FOR INDEPENDENTLY ROTATING WHEELSET TYPE RAILWAY VEHICLE AND RAILWAY VEHICLE AVING THE SAME, CONTROL METHOD OF THE SYSTEM FOR INDEPENDENTLY ROTATING WHEELSET TYPE RAILWAY VEHICLE}

본 발명은 독립구동식 철도차량용 시스템 및 이를 구비한 철도차량, 독립구동식 철도차량용 시스템의 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 곡선 구간의 상황에 따라 적절하게 제어하여 횡압을 줄이고, 휠 마모와 소음을 감소시킬 수 있는 독립구동식 철도차량용 시스템 및 이를 구비한 철도차량, 독립구동식 철도차량용 시스템의 제어방법에 관한 것이다.

철도차량의 베리어프리(승하차 편의제공) 및 차량내부 승차공간 확보 등의 이유로 철도차량에 독립구동방식 대차를 적용하는 사례가 늘고 있다. 이러한 독립구동방식 대차는 철도차량 강체 휠셋이 가지고 있는 고유한 자기조향기능과 복원기능이 상실되어 고속주행성능과 곡선통과기능이 저하된다.

다만, 독립구동방식 대차는 급곡선 주행 시에 좌우 회전차를 허용하기 때문에 휠셋의 공격각과 무관하게 차량의 곡선 통과가 가능하므로 급곡선 주행 대차에 일반적으로 적용되고 있고, 사행동을 일으키는 횡복원력이 없으므로 임계속도를 향상시키는 효과가 있다.

그러나, 독립구동방식 대차는 상대적으로 외란에 대한 저항력이 없으므로 한쪽으로 편기되어 지속적인 플렌지 접촉을 발생시키거나 지속적으로 좌우 플렌지를 충격하는 지그재그 현상을 유발한다.

한국등록특허 제10-0492744호

상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 주행 시 복원력 부족으로 편기현상이 발생하는 독립구동 방식 철도차량의 단점을 개선하기 위하여, 복수의 모터에 대한 토크와 속도를 레일의 특성에 따라 적절하게 제어하여 횡압을 줄이고, 휠 마모와 소음을 감소시킬 수 있는 독립구동식 철도차량용 시스템 및 이를 구비한 철도차량, 독립구동식 철도차량용 시스템의 제어방법을 제공함에 있다.

특히, 철도차량의 주행속도와 주행하는 곡선반경에 따라 전방측 한 쌍의 모터와 후방측 한 쌍의 모터의 제어 방식을 가변적으로 적용함에 따라 횡압과 마모를 효과적으로 줄일 수 있는 독립구동식 철도차량용 시스템 및 이를 구비한 철도차량, 독립구동식 철도차량용 시스템의 제어방법을 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 독립구동식 철도차량용 시스템은, 복수의 독립구동 휠; 상기 복수의 독립구동 휠에 각각 구비된 복수의 모터; 곡선반경 정보에 따라 상기 복수의 모터를 각각 구동시킴에 따라 상기 독립구동 휠의 속도제어 또는 토크제어를 수행하는 제어기;를 포함한다.

바람직하게, 상기 복수의 독립구동 휠은, 전방측 한 쌍의 휠과 후방측 한 쌍의 휠을 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 곡선반경 정보는 급곡선 구간, 중곡선 구간, 완곡선 구간 및 직선 구간으로 구분될 수 있다.

바람직하게, 상기 복수의 독립구동 휠은 전방측 한 쌍의 휠과 후방측 한 쌍의 휠을 포함하여 구성되고, 상기 곡선반경 정보는 급곡선 구간, 중곡선 구간, 완곡선 구간 및 직선 구간으로 구분되며, 레일 곡선반경 및 주행 속도에 근거하여 내측 레일을 주행하는 휠 회전과 외측 레일을 주행하는 휠 회전의 기준 속도차에 대응하여 제어 지령 토크값이 정의될 수 있다.

바람직하게, 상기 곡선반경 정보 중 급곡선 구간에 대한 정보는 곡선반경값이 제1 지정값 이하인 경우로 정의될 수 있다.

바람직하게, 상기 곡선반경 정보 중 중곡선 구간에 대한 정보는 곡선반경값이 제1 지정값을 초과하면서 제2 지정값 이하인 경우로 정의될 수 있다.

바람직하게, 상기 곡선반경 정보 중 완곡선 구간에 대한 정보는 곡선반경값이 제2 지정값을 초과하면서 제3 지정값 이하인 경우로 정의될 수 있다.

바람직하게, 상기 곡선반경 정보 중 직선 구간에 대한 정보는 곡선반경값이 제3 지정값을 초과하는 경우로 정의될 수 있다.

바람직하게, 상기 곡선반경 정보가 급곡선 구간인 경우, 상기 제어기는, 상기 전방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터, 상기 후방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 감소시키는 제어를 함과 동시에, 상기 전방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터, 상기 후방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값에 추가 토크값을 합산하여 연산된 토크값만큼 증가시키는 제어를 하도록 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 곡선반경 정보가 중곡선 구간인 경우, 상기 제어기는, 상기 전방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터, 상기 후방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 감소시키는 제어를 함과 동시에, 상기 전방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터, 상기 후방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 증가시키는 제어를 하도록 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 곡선반경 정보가 완곡선 구간인 경우, 상기 제어기는, 상기 전방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터, 상기 후방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 감소시키는 제어를 함과 동시에, 상기 전방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터, 상기 후방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값에 추가 토크값을 합산하여 연산된 토크값만큼 증가시키는 제어를 하도록 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 곡선반경 정보가 직선 구간인 경우, 상기 제어기는, 상기 전방측 한 쌍의 휠 회전 속도 및 후방측 한 쌍의 휠 회전 속도가 동일하도록 상기 복수의 모터의 토크를 제어를 하도록 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 후방측 한 쌍의 휠에 대응하는 모터에 고장이 발생한 경우, 상기 제어기는, (직선을 제외한 모든 곡선에서) 상기 전방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 감소시키는 제어를 함과 동시에, 상기 전방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 증가시키는 제어를 하도록 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 전방측 한 쌍의 휠에 대응하는 모터에 고장이 발생한 경우, 상기 제어기는, (직선을 제외한 모든 곡선 구간에서) 상기 후방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 감소시키는 제어를 함과 동시에, 상기 후방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 증가시키는 제어를 하도록 구성될 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 독립구동식 철도차량용 시스템을 포함하여 구성된 철도차량이 개시된다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 독립구동식 철도차량용 시스템의 제어방법은, 복수의 독립구동 휠과, 상기 복수의 독립구동 휠에 각각 구비된 복수의 모터를 포함하여 구성된 독립구동식 철도차량용 시스템의 제어방법으로서, 곡선반경 정보에 따라 상기 복수의 모터를 각각 구동시킴에 따라 상기 독립구동 휠의 속도제어 또는 토크제어를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 직선 주행 시 복원력 부족으로 편기현상이 발생하는 독립구동 방식 철도차량의 단점을 개선하기 위하여, 복수의 모터에 대한 토크와 속도를 레일의 특성에 따라 적절하게 제어하여 횡압을 줄이고, 휠 마모와 소음을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

특히, 철도차량의 주행속도와 주행하는 곡선반경에 따라 전방측 한 쌍의 모터와 후방측 한 쌍의 모터의 제어 방식을 가변적으로 적용함에 따라 횡압과 마모를 효과적으로 줄일 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 독립구동식 철도차량용 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 독립구동식 철도차량용 시스템의 급곡선 주행 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 독립구동식 철도차량용 시스템의 중곡선 주행 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 독립구동식 철도차량용 시스템의 완곡선 주행 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 독립구동식 철도차량용 시스템의 후축고장에 대응하는 전축 속도 차 토크제어 모드인 SF(Speed Front) 모드 제어를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 독립구동식 철도차량용 시스템의 전축고장에 대응하는 후축 속도 차 토크제어 모드인 SR(Speed Rear) 모드 제어를 설명하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 독립구동식 철도차량용 시스템의 속도와 곡선반경, 고장신호 입력에 대하여 토크제어 모드를 5가지로 변경하는 제어 변환 모드에 대한 설명하는 순서도이다.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

및/또는 이라는 용어는 복수 항목들의 조합 또는 복수 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘연결되어’있다거나 ‘접속되어’있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘직접 연결되어’있다거나 ‘직접 접속되어’있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

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.

본 출원에서, ‘포함하다’또는 ‘구비하다’, ‘가지다’등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

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 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 일실시예에 따른 독립구동식 철도차량용 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 독립구동 휠(FLW, FRW, RLW, RRW), 복수의 모터(111L, 111R, 121L, 121R) 및 제어기(200)를 포함하여 구성된다.

상기 복수의 독립구동 휠(FLW, FRW, RLW, RRW)은 대차(10)의 하부에 구비되어 상기 대차(10)가 레일을 따라 주행할 수 있도록 기능하며, 각각의 독립구동 휠(FLW, FRW, RLW, RRW)은 상기 대차(10)에 대하여 탄성수단에 의해 지지됨과 아울러 6자유도를 가지도록 상기 대차(10)의 하부에 구비된다.

구체적으로, 상기 복수의 독립구동 휠(FLW, FRW, RLW, RRW)은 전방측 좌우에 구비되는 한 쌍의 독립구동 휠(FLW, FRW)과, 후방측 좌우에 구비되는 한 쌍의 독립구동 휠(RLW, RRW)을 포함하여 구성되며, 전방측 한 쌍의 독립구동 휠(FLW, FRW)이 전방측 휠셋으로 구성되고, 후방측 한 쌍의 독립구동 휠(RLW, RRW)이 후방측 휠셋으로 구성된다.

한편, 전방측 휠셋을 구성하는 전방측 한 쌍의 독립구동 휠(FLW, FRW)은 상호 간 간격이 일정 간격으로 유지되도록 구속됨과 아울러 동일 방향으로 조향되도록(동일 횡변위와 요각을 갖도록) 구속되어 있다.

또한, 후방측 휠셋을 구성하는 후방측 한 쌍의 독립구동 휠(RLW, RRW)도 상호 간 간격이 일정 간격으로 유지되도록 구속됨과 아울러 동일 방향으로 조향되도록(동일 횡변위와 요각을 갖도록) 구속되어 있다.

상기 복수의 모터(111L, 111R, 121L, 121R)는 상기 복수의 독립구동 휠(FLW, FRW, RLW, RRW)에 각각 구비된다.

한편, 상기 복수의 모터(111L, 111R, 121L, 121R)는 각각 개별적으로 매칭된 인버터(300)를 통해 제어된 전원을 공급받으며, 상기 복수의 모터(111L, 111R, 121L, 121R)와 상기 각각의 독립구동 휠(FLW, FRW, RLW, RRW)은 연결수단(113L, 113R, 123L, 123R)을 통해 연결되어 동력이 전달될 수 있다.

상기 인버터(300)는 각 모터(111L, 111R, 121L, 121R)마다 1:1로 매칭되어 복수개가 구성될 수 있다.

한편, 상기 복수의 모터(111L, 111R, 121L, 121R)의 회전 정보(속도와 토크)와 전류를 검측하는 모터 검측부(미도시)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 독립구동식 철도차량용 시스템은, 센서나 추정기에 근거하여 연산된 제어를 수행하지 않고, 철도차량 중앙제어기(TCMS)로부터 전달 받은 차량의 정밀한 위치정보를 이용한 곡선반경 정보를 추정하여 제어를 수행하게 된다.

상기 제어기(200)는 복수의 모터(111L, 111R, 121L, 121R) 각각에 대하여 속도제어와 토크제어를 수행함에 있어서 횡 복원력을 보상하고 조향각을 추종함으로써 휠 및 레일 플렌지 접촉을 회피하고, 횡압을 낮춤으로써 소음 및 마모를 줄일수 있도록 기능한다. 상기 제어기(200)는 전방측 한 쌍의 모터(111L, 111R)를 제어하는 제1 제어기와, 후방측 한 쌍의 모터(121L, 121R)를 제어하는 제2 제어기로 분할되어 구성될 수도 있다.

특히, 상기 제어기(200)는 레일의 특성에 따라 모드를 변경하여 직선 주행 시 직선 구간 제어(회전속도차 제거모드)를 하고, 곡선 주행 시 급곡선 구간 제어(SP 토크제어모드), 중곡선 구간 제어(SC 토크제어모드), 완곡선 구간 제어(SN 토크제어모드), 전방 전용 제어(SF 토크제어모드), 후방 전용 제어(SR 토크제어모드)를 할 수 있다.

한편, 상기 제어기(200)는 내측 레일(곡선의 내측에 배치된 하나의 레일)을 주행하는 독립구동 휠과 외측 레일(곡선의 외측에 배치된 하나의 레일)을 주행하는 독립구동 휠의 속도차를 발생시켜 대차(10)나 휠셋에 요(Yaw) 모멘트를 발생시켜 휠 플렌지 접촉력이 낮아지도록 하여 횡압, 소음 및 마모가 저감하도록 한다.

상기 제어기(200)는 직선 구간 제어(회전속도차 제거모드)에서 복수의 모터(111L, 111R, 121L, 121R)에 설치된 모터 검측부로부터 모터의 회전 정보를 취득한 후, 좌측에 배치된 모터(111L, 121L)와 우측에 배치된 모터(111R, 121R)가 동일 회전수로 회전하도록 전류를 제어할 수 있다.

상기 제어기(200)는 철도차량의 위치정보에 기반한 곡선 정보를 이용하여 내측 레일을 주행하는 독립구동 휠과 외측 레일을 주행하는 독립구동 휠에 대응하는 모터의 토크력 차이를 임의 제어할 수 있다.

상기 제어기(200)는 복수의 모터(111L, 111R, 121L, 121R)의 토크 제어 시, 피드백을 받는 제한 조건이 없는 경우 모터의 부하토크 대비 요구토크에 해당하는 전류를 공급하도록 인버터(300)를 제어할 수 있다.

상기 제어기(200)는 특정 목적을 달성하기 위해 복수의 모터의 토크량을 계산한 제어토크 대비 현재 모터에 공급되는 전류 크기를 측정하여 해당 토크 또는 토크 변동이 발생하도록 인버터(300)를 제어할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예의 철도차량 시스템은 복수의 독립구동 휠(FLW, FRW, RLW, RRW), 복수의 모터(111L, 111R, 121L, 121R)를 포함하여 구성되며, 이하에서는, 상기 제어기(200)의 제어방법에 대하여 구체적이고 상세하게 설명하도록 한다.

상기 제어기(200)는 레일의 곡선반경 정보에 따라 상기 복수의 모터(111L, 111R, 121L, 121R)를 각각 구동시킴에 따라 상기 복수의 독립구동 휠(FLW, FRW, RLW, RRW)의 속도제어 또는 토크제어를 수행도록 기능한다.

구체적으로, 상기 제어기(200)는 철도차량이 주행하고 있는 위치에 대한 정보와 해당 위치의 레일의 곡선반경 정보에 근거하여 각각의 독립구동 휠(FLW, FRW, RLW, RRW)에 대한 속도와 토크를 제어하도록 기능하는 것이다.

상기 곡선반경 정보는 레일의 곡선반경에 대한 정보이고, 급곡선 구간, 중곡선 구간, 완곡선 구간 및 직선 구간으로 구분될 수 있다.

상기 제어기(200)는 곡선반경 정보가 급곡선 구간, 중곡선 구간, 완곡선 구간 및 직선 구간 중 어느 구간에 대한 정보인지에 따라 상기 독립구동 휠(FLW, FRW, RLW, RRW)에 대한 속도와 토크를 각각 제어한다.

추가적으로, 상기 제어기(200)는 전방측 좌우에 구비되는 한 쌍의 독립구동 휠(FLW, FRW) 중 어느 하나라도 고장이 발생한 경우와 후방측 좌우에 구비되는 한 쌍의 독립구동 휠(RLW, RRW) 중 어느 하나라도 고장이 발생한 경우에 대해 각각 추가적인 방식으로 독립구동 휠에 대한 속도와 토크를 각각 제어한다.

종합적으로, 상기 제어기(200)는 직선 구간 제어(회전속도차 제거모드), 급곡선 구간 제어(SP 토크제어모드), 중곡선 구간 제어(SC 토크제어모드), 완곡선 구간 제어(SN 토크제어모드), 전방 전용 제어(SF 토크제어모드), 후방 전용 제어(SR 토크제어모드)로 6가지 방식의 제어가 가능하며, 레일의 곡선반경 정보와 고장 상황에 근거하여 복수의 독립구동 휠(FLW, FRW, RLW, RRW)에 대한 속도와 토크를 각각 자동적으로 제어하게 된다.

한편, 철도차량이 곡선 구간의 레일을 주행하는 경우에, 내측 레일(곡선의 내측에 배치된 하나의 레일)과 외측 레일(곡선의 외측에 배치된 하나의 레일)의 곡률반경의 차이로 인하여 내측 레일을 주행하는 독립구동 휠과 외측 레일을 주행하는 독립구동 휠은 회전 속도가 달라야 한다.

즉, 내측 레일을 주행하는 독립구동 휠은 기준 회전 속도보다 낮은 속도가 되도록 해당 모터의 토크를 감쇠시키고, 외측 레일을 주행하는 독립구동 휠은 기준 회전 속도보다 높은 속도가 되도록 해당 모터의 토크를 증가시키는 것이다.

이때, 감쇠되는 토크의 양 또는 증가되는 토크의 양을 기준 토크값으로 정의할 수 있다.

예컨대, 철도차량이 정해진 주행 속도로 직선 구간을 주행 시 양측의 독립구동 휠에 가해지는 모터의 토크가 T라 할 경우, 동일한 주행 속도로 곡선 구간의 레일을 주행한다면, 내측 레일을 주행하는 독립구동 휠은 (T-α)의 토크가 가해지고, 외측 레일을 주행하는 독립구동 휠은 (T+α)의 토크가 가해지며, 이때, 상기 α가 기준 토크값으로 정의되는 것이다.

상술한 바와 같은 점을 참조하여, 상기 제어기(200)의 직선 구간 제어(회전속도차 제거모드), 급곡선 구간 제어(SP 토크제어모드), 중곡선 구간 제어(SC 토크제어모드), 완곡선 구간 제어(SN 토크제어모드), 전방 전용 제어(SF 토크제어모드), 후방 전용 제어(SR 토크제어모드)에 대하여 각각 설명하도록 한다.

먼저, 상기 제어기(200)의 직선 구간 제어(회전속도차 제거모드)에 대하여 설명하도록 한다.

회전속도차 제거모드는 대차(10)가 직선 구간을 주행하는 경우, 즉, 직선 구간 제어에 해당한다.

구체적으로, 상기 제어기(200)에 전송된 곡선반경 정보가 직선 구간인 경우에 회전속도차 제거모드가 작동하게 된다.

회전속도차 제거모드에서, 상기 제어기(200)는 전방측 한 쌍의 독립구동 휠(FLW, FRW) 회전 속도 및 후방측 한 쌍의 독립구동 휠(RLW, RRW) 회전 속도가 동일하도록 복수의 모터의 토크를 제어하게 된다.

즉, 철도차량이 직선을 주행 시 좌우 휠이 액슬로 단단히 고정되어 있어서 동일 회전수로 회전하는 강체 윤축과 같은 동특성을 확보하기 위하여 전방 좌측에 배치된 모터(111L)와 전방 우측에 배치된 모터(111R)의 회전 속도차를 제거하여 동일한 회전속도로 작동하도록 제어함과 함께 후방 좌측에 배치된 모터(121L)와 후방 우측에 배치된 모터(121R)의 회전 속도차를 제거하여 동일한 회전속도로 작동하도록 제어하는 것이다.

강체 윤축은 종방향 크립특성에 영향을 주고, 이로부터 접촉점에서 횡방향 복원력이 발생하여 외란에 대한 저항력을 높일 수 있다.

반면에, 본 실시예와 같은 독립구동 윤축은 좌우 휠을 연결하는 액슬이 없어서 좌우 휠이 개별적으로 프레임에 베어링으로 연결되어 회전 자유도를 확보할 수 있고, 종방향 크립이 없거나 매우 작아 접촉점에서 횡방향 복원력이 외란에 대한 저항력을 높여줄 수 있다.

따라서, 독립구동 윤축도 강체 윤축과 같이 좌우 휠을 동일 회전수로 회전하도록 회전속도차를 제거하도록 토크제어하게 되면 강체 윤축 거동으로 접촉점에서 횡방향 복원력이 발생하여 직진 주행성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 제어기(200)에 전송되는 곡선반경 정보는 무선 통신, 안테나, GPS와 내부 연산장치와 보정기술로 철도차량의 TCMS에서 철도차량의 현재 위치를 확보하고, 이렇게 확보된 철도차량의 현재 위치에 매칭되는 레일의 곡선반경 정보에 기반하여 제어기(200)의 모드 제어가 이루어질 수 있다.

예를 들어, 곡선반경 정보 중 직선 구간에 대한 정보는 위치와 곡선반경에 대한 정보가 저장된 테이블에서, 현재 철도차량이 주행하는 위치가 직선 구간이라고 정의되어 있는 경우에 해당할 수 있으며, 이 외에도, 해당 위치의 곡선반경값이 무한대이거나, 곡선반경값이 제3 지정값을 초과하는 경우도 적용할 수 있다. 상기 제3 지정값은 무한대는 아니지만, 일정 곡선반경값 이상일 경우 직선 레일로 정의하고자 하는 값이다.

다음으로, 상기 제어기(200)의 급곡선 구간 제어(SP 토크제어모드)에 대하여 설명하도록 한다.

상기 곡선반경 정보 중 급곡선 구간에 대한 정보는 곡선반경값이 제1 지정값 이하인 경우로 정의될 수 있다.

도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 곡선반경값이 제1 지정값 이하인 Rh 값이 되면, 전방측 외측 독립구동 휠(FLW)이 레일에 접촉한 상태로 주행하게 되고, 후방측 내측 독립구동 휠(RRW)이 레일에 접촉한 상태로 주행하게 되며 곡선반경과 주행 속도에 비례하는 원심력에 의해 횡압이 커지게 되며 이로 인해 마모와 소음이 크게 발생한다.

피봇 방식 대차의 경우 대차의 회전이 조금 더 자유롭기 때문에 휠에 걸리은 횡압 부담이 적지만 논 피봇 방식 대차의 경우 독립구동 휠의 플랜지 접촉에 의한 마모가 심해져서 휠 교체 주기가 짧아지게 되므로 이에 대한 대책이 필요하다.

따라서, 상기 곡선반경 정보가 급곡선 구간인 경우, 상기 제어기(200)는 상기 전방 내측 레일을 주행하는 독립구동 휠(FRW)을 구동시키는 모터(111R), 상기 후방 내측 레일을 주행하는 독립구동 휠(RRW)을 구동시키는 모터(121R)의 토크를 상기 기준 토크값만큼 감소시키는 제어를 함과 동시에, 상기 전방 외측 레일을 주행하는 독립구동 휠(FLW)을 구동시키는 모터(113L), 상기 후방 외측 레일을 주행하는 독립구동 휠(RLW)을 구동시키는 모터(123L)의 토크를 상기 기준 토크값에 추가 토크값을 합산하여 연산된 토크값만큼 증가시키는 제어를 한다.

이러한 제어를 하게 되면, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 전방측 한 쌍의 독립구동 휠(FLW, FRW)에 발생하는 요 모멘트(y1) 및 후방측 한 쌍의 독립구동 휠(RLW, RRW)에 발생하는 요 모멘트(y2)가 합산되어 대차(10)를 회전시키는 요 모멘트(Y)가 발생됨에 따라 대차(10)가 레일에 대하여 내측으로 회전하는 효과가 발생하며, 전방 외측 독립구동 휠(FLW)과 후방 내측 독립구동 휠(RRW)의 횡압과 마모가 줄어들게 된다.

일반적인 래디얼 조향과 달리 후방측 한 쌍의 독립구동 휠(RLW, RRW)은 오히려 공격각을 증가시키는 방향으로 요 모멘트(y2)가 발생하게 되지만, 대차(10) 전체의 요모멘트(Y) 적용으로 급곡선을 주행하는 휠셋의 횡압을 감소시킬 수 있다.

다음으로, 상기 제어기(200)의 중곡선 구간 제어(SC 토크제어모드)에 대하여 설명하도록 한다.

상기 곡선반경 정보 중 중곡선 구간에 대한 정보는 곡선반경값이 제1 지정값을 초과하면서 제2 지정값 이하인 경우로 정의될 수 있으며, 제2 지정값은 상기 제1 지정값보다 큰 값이다.

이와 같이, 곡선반경값이 제1 지정값을 초과하면서 제2 지정값 이하인 Rm 값이 되면, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 전방 외측 독립구동 휠(FLW)이 레일에 접촉한 상태로 주행하게 되고, 후방 내측 독립구동 휠(RRW)이 레일에 접촉한 상태로 주행하게 하게 된다.

따라서, 상기 곡선반경 정보가 급곡선과 완곡선 중간영역의 중곡선 구간인 경우, 상기 제어기(200)는 전방 내측 레일을 주행하는 독립구동 휠(FRW))에 대응하는 모터(111R), 상기 후방 내측 레일을 주행하는 독립구동 휠(RRW)에 대응하는 모터(121R)의 토크를 상기 기준 토크값만큼 감소시키는 제어를 함과 동시에, 상기 전방 외측 레일을 주행하는 독립구동 휠(FLW)에 대응하는 모터(111L), 상기 후방 외측 레일을 주행하는 독립구동 휠(RLW)에 대응하는 모터(121L)의 토크를 상기 기준 토크값만큼 증가시키는 제어를 하도록 구성될 수 있다.

이러한 제어를 하게 되면, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 전방측 한 쌍의 독립구동 휠(FLW, FRW)에 발생하는 요 모멘트(y1) 및 후방측 한 쌍의 독립구동 휠(RLW, RRW)에 발생하는 요 모멘트(y2)가 합산되어 대차(10)를 회전시키는 요 모멘트(Y)가 발생되며, 전방 외측 독립구동 휠(FLW)과 후방 내측 독립구동 휠(RRW)의 횡압과 마모가 줄어들게 된다.

이때, 중곡선 구간 제어(SC 토크제어모드) 시 발생하는 대차(10) 전체의 요 모멘트의 크기는 급곡선 구간 제어(SP 토크제어모드) 시 발생하는 대차(10) 전체의 요 모멘트의 크기보다 작은 값이 된다.

중곡선 구간 제어(SC 토크제어모드)는 제1 지정값을 초과하면서 제2 지정값 이하의 범위 내에서 곡선반경값에 따라 기준 토크값이 바뀌므로 급곡선의 도입부와 탈출부에 제어 토크량 완화 구간이 존재하지만(곡선반경 완화구간이 존재할 경우) 중곡선 구간 제어(SC 토크제어모드)는 직선에서 곡선으로 인식되는 순간부터 제어가 적용되며 토크 제어량은 시스템의 응답특성과 시정수에 따라 토크 제어 완화 구간이 시스템에 의존하여 존재하게 된다.

다음으로, 상기 제어기(200)의 완곡선 구간 제어(SN 토크제어모드)에 대하여 설명하도록 한다.

상기 곡선반경 정보 중 완곡선 구간에 대한 정보는 곡선반경값이 제2 지정값을 초과하면서 제3 지정값 이하인 경우로 정의될 수 있다.

이와 같이, 곡선반경값이 제2 지정값을 초과하면서 제3 지정값 이하인 Rl 값이 되면, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 원심력에 의해 휠셋이 바깥쪽으로 밀리며 전방 외측 독립구동 휠(FLW)이 레일에 접촉한 상태로 주행하게 되고, 후방 외측 독립구동 휠(RLW)이 레일에 접촉한 상태로 주행하게 하게 된다.

따라서, 상기 곡선반경 정보가 급곡선 구간인 경우, 상기 제어기(200)는 상기 전방 내측 레일을 주행하는 독립구동 휠(FRW)에 대응하는 모터(111R), 상기 후방 외측 레일을 주행하는 독립구동 휠(RLW)에 대응하는 모터(121L)의 토크를 상기 기준 토크값만큼 감소시키는 제어를 함과 동시에, 상기 전방 외측 레일을 주행하는 독립구동 휠(FLW)에 대응하는 모터(111L), 상기 후방 내측 레일을 주행하는 독립구동 휠(RRW)에 대응하는 모터(121R)의 토크를 상기 기준 토크값에 추가 토크값을 합산하여 연산된 토크값만큼 증가시키는 제어를 한다.

이러한 제어를 하게 되면, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 전방측 한 쌍의 독립구동 휠(FLW, FRW)에 요 모멘트(y1)가 발생하여 전방측 휠셋이 공격각을 줄이는 방향으로 조향되고, 후방측 한 쌍의 독립구동 휠(RLW, RRW)에 요 모멘트(y2)가 발생하여 후방측 휠셋이 공격각을 줄이는 방향으로 조향된다.

전방측 한 쌍의 독립구동 휠(FLW, FRW)에 발생된 요 모멘트(y1)와 후방측 한 쌍의 독립구동 휠(RLW, RRW)에 발생된 요 모멘트(y2)는 서로 반대 방향이고, 전방측 휠셋과 후방측 휠셋이 각각 레일의 래디얼 방향이 되도록 조향이 이루어지며, 이를 통해 전방 외측 독립구동 휠(FLW)과 후방 외측 독립구동 휠(RLW)의 횡압과 마모가 줄어들게 된다.

다음으로, 상기 제어기(200)의 전방 전용 제어(SF 토크제어모드)에 대하여 설명하도록 한다.

후방측 한 쌍의 독립구동 휠(RLW, RRW)에 대응하는 모터(121L, 121R)의 고장 등 후방측 구동 시스템에 고장이 감지된 경우, 전방측 한 쌍의 독립구동 휠(FLW, FRW)에 대응하는 모터(111L, 111R)만으로 정상적인 구동을 수행함과 동시에 조향 제어를 수행할 수 있다.

구체적으로, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 후방측 한 쌍의 독립구동 휠(RLW, RRW)에 대응하는 모터(121L, 121R)에 고장이 발생한 경우에는 전방 외측 독립구동 휠(FLW)과 후방 내측 독립구동 휠(RRW)이 레일에 접촉한 상태가 되며, 이를 해결하기 위해, 상기 제어기(200)는, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 전방 내측 레일을 주행하는 독립구동 휠(FRW)에 대응하는 모터(111R)의 토크를(직선을 제외한 곡선구간에서 곡선반경과 무관하게) 상기 기준 토크값만큼 감소시키는 제어를 함과 동시에, 상기 전방 외측 레일을 주행하는 독립구동 휠(FLW)에 대응하는 모터(111L)의 토크를 상기 기준 토크값만큼 증가시키는 제어를 하도록 구성될 수 있다.

즉, 전방 전용 제어(SF 토크제어모드)는 전방측 독립구동 휠(FLW, FRW)의 제어만으로 횡압 감소 효과를 발생시키는 제어 모드로써, 후방측 한 쌍의 독립구동 휠(RLW, RRW)에 대응하는 모터의 고장 등 후방측 구동 시스템에 고장 신호가 감지될 경우 전방측 독립구동 휠(FLW, FRW)의 제어만으로 정상 주행하는 과정에서도 토크제어를 통해 주행성능을 개선시킬 수 있도록 제어하는 모드이다.

다음으로, 상기 제어기(200)의 후방 전용 제어(SR 토크제어모드)에 대하여 설명하도록 한다.

전방측 한 쌍의 독립구동 휠(FLW, FRW)에 대응하는 모터(111L, 111R)의 고장 등 전방측 구동 시스템에 고장이 감지된 경우, 후방측 한 쌍의 독립구동 휠(RLW, RRW)에 대응하는 모터(121L, 121R)만으로 정상적인 구동을 수행함과 동시에 조향 제어를 수행할 수 있다.

구체적으로, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 전방측 한 쌍의 독립구동 휠(FLW, FRW)에 대응하는 모터(111L, 111R)에 고장이 발생한 경우에는 전방 외측 독립구동 휠(FLW)과 후방 내측 독립구동 휠(RRW)이 레일에 접촉한 상태가 되며, 이를 해결하기 위해, 상기 제어기(200)는, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 후방 내측 레일을 주행하는 독립구동 휠(RRW)에 대응하는 모터(121R)의 토크를(직선을 제외한 곡선구간에서 곡선반경과 무관하게) 상기 기준 토크값만큼 감소시키는 제어를 함과 동시에, 상기 후방 외측 레일을 주행하는 독립구동 휠(RLW)에 대응하는 모터(121L)의 토크를 상기 기준 토크값만큼 증가시키는 제어를 하도록 구성될 수 있다.

즉, 후방 전용 제어(SR 토크제어모드)는 후방측 독립구동 휠(RLW, RRW)의 제어만으로 횡압 감소 효과를 발생시키는 제어 모드로써, 전방측 한 쌍의 독립구동 휠(FLW, FRW)에 대응하는 모터(111L, 111R)의 고장 등 전방측 구동 시스템에 고장 신호가 감지될 경우 후방측 독립구동 휠(RLW, RRW)의 제어만으로 정상 주행하는 과정에서도 토크제어를 통해 주행성능을 개선시킬 수 있도록 제어하는 모드이다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.

10:대차
111L:전방 좌측 모터
111R:전방 우측 모터
113L:전방 좌측 연결수단
113R:전방 우측 연결수단
121L:후방 좌측 모터
121R:후방 우측 모터
123L:후방 좌측 연결수단
123R:후방 우측 연결수단
FLW:전방 좌측 독립구동 휠
FRW:전방 우측 독립구동 휠
RLW:후방 좌측 독립구동 휠
RRW:후방 좌측 독립구동 휠
200:제어기
300:인버터

Claims (29)

1. 전방측 한 쌍의 휠과 후방측 한 쌍의 휠을 포함하여 구성된 복수의 독립구동 휠; 상기 복수의 독립구동 휠에 각각 구비된 복수의 모터; 및 곡선반경 정보에 따라 상기 복수의 모터를 각각 구동시킴에 따라 상기 독립구동 휠의 속도제어 또는 토크제어를 수행하는 제어기;를 포함하는 독립구동식 철도차량 시스템으로서,
   상기 곡선반경 정보는 레일의 곡선반경에 대한 정보이고, 급곡선 구간, 중곡선 구간, 완곡선 구간 및 직선 구간으로 구분되며,
   레일 곡선반경 및 주행 속도에 근거하여 내측 레일을 주행하는 휠과 외측 레일을 주행하는 휠에 가해지는 기준 토크값이 정의되며,
   상기 제어기는,
   상기 곡선반경 정보가 급곡선 구간인 경우, 상기 전방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터, 상기 후방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 감소시키는 제어를 함과 동시에, 상기 전방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터, 상기 후방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값에 추가 토크값을 합산하여 연산된 토크값만큼 증가시키는 제어를 함에 따라 전방측 한 쌍의 휠에 대차의 회전방향과 동일 방향으로 발생하는 요 모멘트 및 후방측 한 쌍의 휠에 대차의 회전방향과 동일 방향으로 발생하는 요 모멘트가 합산되어 대차가 레일에 대하여 내측으로 회전되도록 하고,
   상기 곡선반경 정보가 완곡선 구간인 경우, 상기 전방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터, 상기 후방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 감소시키는 제어를 함과 동시에, 상기 전방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터, 상기 후방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값에 추가 토크값을 합산하여 연산된 토크값만큼 증가시키는 제어를 함에 따라 전방측 한 쌍의 휠에 대차의 회전방향과 동일 방향으로 발생하는 요 모멘트에 의해 전방측 휠셋이 공격각을 줄이는 방향으로 조향되고, 후방측 한 쌍의 휠에 대차의 회전방향과 반대 방향으로 발생하는 요 모멘트에 의해 후방측 휠셋이 공격각을 줄이는 방향으로 조향되도록 하는 독립구동식 철도차량 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 곡선반경 정보 중 급곡선 구간에 대한 정보는 곡선반경값이 제1 지정값 이하인 경우로 정의되는 것을 특징으로 하는 독립구동식 철도차량 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 곡선반경 정보 중 중곡선 구간에 대한 정보는 곡선반경값이 제1 지정값을 초과하면서 제2 지정값 이하인 경우로 정의된 것을 특징으로 하는 독립구동식 철도차량 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 곡선반경 정보 중 완곡선 구간에 대한 정보는 곡선반경값이 제2 지정값을 초과하면서 제3 지정값 이하인 경우로 정의된 것을 특징으로 하는 독립구동식 철도차량 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 곡선반경 정보 중 직선 구간에 대한 정보는 곡선반경값이 제3 지정값을 초과하는 경우로 정의된 것을 특징으로 하는 독립구동식 철도차량 시스템.
9. 삭제
10. 제1항에 있어서,
    상기 곡선반경 정보가 중곡선 구간인 경우, 상기 제어기는,
    상기 전방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터, 상기 후방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 감소시키는 제어를 함과 동시에,
    상기 전방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터, 상기 후방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 증가시키는 제어를 하는 것을 특징으로 하는 독립구동식 철도차량 시스템.
11. 삭제
12. 제1항에 있어서,
    상기 곡선반경 정보가 직선 구간인 경우, 상기 제어기는,
    상기 전방측 한 쌍의 휠 회전 속도 및 후방측 한 쌍의 휠 회전 속도가 동일하도록 상기 복수의 모터의 토크를 제어하는 것을 특징으로 하는 독립구동식 철도차량 시스템.
13. 제1항에 있어서,
    상기 후방측 한 쌍의 휠에 대응하는 모터에 고장이 발생한 경우, 상기 제어기는,
    상기 전방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 감소시키는 제어를 함과 동시에,
    상기 전방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 증가시키는 제어를 하는 것을 특징으로 하는 독립구동식 철도차량 시스템.
14. 제1항에 있어서,
    상기 전방측 한 쌍의 휠에 대응하는 모터에 고장이 발생한 경우, 상기 제어기는,
    상기 후방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 감소시키는 제어를 함과 동시에,
    상기 후방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 증가시키는 제어를 하는 것을 특징으로 하는 독립구동식 철도차량 시스템.
15. 제1항, 제5항 내지 제8항, 제10항, 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 독립구동식 철도차량용 시스템을 구비한 철도차량.
16. 전방측 한 쌍의 휠과 후방측 한 쌍의 휠을 포함하여 구성된 복수의 독립구동 휠과, 상기 복수의 독립구동 휠에 각각 구비된 복수의 모터를 포함하여 구성된 독립구동식 철도차량용 시스템에 있어서, 곡선반경 정보에 따라 상기 복수의 모터를 각각 구동시킴에 따라 상기 독립구동 휠의 속도제어 또는 토크제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 독립구동식 철도차량용 시스템의 제어방법으로서,
    상기 곡선반경 정보는 레일의 곡선반경에 대한 정보이고, 급곡선 구간, 중곡선 구간, 완곡선 구간 및 직선 구간으로 구분되며,
    레일 곡선반경 및 주행 속도에 근거하여 내측 레일을 주행하는 휠과 외측 레일을 주행하는 휠에 가해지는 기준 토크값이 정의되며,
    상기 곡선반경 정보가 급곡선 구간인 경우, 상기 전방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터, 상기 후방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 감소시키는 제어를 함과 동시에, 상기 전방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터, 상기 후방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값에 추가 토크값을 합산하여 연산된 토크값만큼 증가시키는 제어를 함에 따라 전방측 한 쌍의 휠에 대차의 회전방향과 동일 방향으로 발생하는 요 모멘트 및 후방측 한 쌍의 휠에 대차의 회전방향과 동일 방향으로 발생하는 요 모멘트가 합산되어 대차가 레일에 대하여 내측으로 회전되도록 하고,
    상기 곡선반경 정보가 완곡선 구간인 경우, 상기 전방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터, 상기 후방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 감소시키는 제어를 함과 동시에, 상기 전방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터, 상기 후방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값에 추가 토크값을 합산하여 연산된 토크값만큼 증가시키는 제어를 함에 따라 전방측 한 쌍의 휠에 대차의 회전방향과 동일 방향으로 발생하는 요 모멘트에 의해 전방측 휠셋이 공격각을 줄이는 방향으로 조향되고, 후방측 한 쌍의 휠에 대차의 회전방향과 반대 방향으로 발생하는 요 모멘트에 의해 후방측 휠셋이 공격각을 줄이는 방향으로 조향되도록 하는 독립구동식 철도차량용 시스템의 제어방법.
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 제16항에 있어서,
    상기 곡선반경 정보 중 급곡선 구간에 대한 정보는 곡선반경값이 제1 지정값 이하인 경우로 정의되는 것을 특징으로 하는 독립구동식 철도차량용 시스템의 제어방법.
21. 제16항에 있어서,
    상기 곡선반경 정보 중 중곡선 구간에 대한 정보는 곡선반경값이 제1 지정값을 초과하면서 제2 지정값 이하인 경우로 정의된 것을 특징으로 하는 독립구동식 철도차량용 시스템의 제어방법.
22. 제16항에 있어서,
    상기 곡선반경 정보 중 완곡선 구간에 대한 정보는 곡선반경값이 제2 지정값을 초과하면서 제3 지정값 이하인 경우로 정의된 것을 특징으로 하는 독립구동식 철도차량용 시스템의 제어방법.
23. 제16항에 있어서,
    상기 곡선반경 정보 중 직선 구간에 대한 정보는 곡선반경값이 제3 지정값을 초과하는 경우로 정의된 것을 특징으로 하는 독립구동식 철도차량용 시스템의 제어방법.
24. 삭제
25. 제16항에 있어서,
    상기 곡선반경 정보가 중곡선 구간인 경우,
    상기 전방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터, 상기 후방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 감소시키는 제어를 함과 동시에,
    상기 전방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터, 상기 후방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 증가시키는 제어를 하는 것을 특징으로 하는 독립구동식 철도차량용 시스템의 제어방법.
26. 삭제
27. 제16항에 있어서,
    상기 곡선반경 정보가 직선 구간인 경우,
    상기 전방측 한 쌍의 휠 회전 속도 및 후방측 한 쌍의 휠 회전 속도가 동일하도록 상기 복수의 모터의 토크를 제어하는 것을 특징으로 하는 독립구동식 철도차량용 시스템의 제어방법.
28. 제16항에 있어서,
    상기 후방측 한 쌍의 휠에 대응하는 모터에 고장이 발생한 경우,
    상기 전방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 감소시키는 제어를 함과 동시에,
    상기 전방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 증가시키는 제어를 하는 것을 특징으로 하는 독립구동식 철도차량용 시스템의 제어방법.
29. 제16항에 있어서,
    상기 전방측 한 쌍의 휠에 대응하는 모터에 고장이 발생한 경우,
    상기 후방측 한 쌍의 휠 중 내측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 감소시키는 제어를 함과 동시에,
    상기 후방측 한 쌍의 휠 중 외측 레일을 주행하는 휠에 대응하는 모터의 토크를 상기 기준 토크값만큼 증가시키는 제어를 하는 것을 특징으로 하는 독립구동식 철도차량용 시스템의 제어방법.

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