KR20050115586A - 철도차량 전조등 온/오프 스위칭 및 감시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무접점 회로를 이용한 철도차량 전조등 온/오프 스위칭 및 감시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 무접점 회로를 이용한 철도차량 전조등 온/오프 스위칭 및 감시 장치는, 상향등을 점등하는 상향등 점등부와 하향등을 점등하는 하향등 점등부로 구성되며, 상기 상향등 점등부와 하향등 점등부는 각각, 스위치 온시에 분배저항에 의해 입력전압을 분배하여 출력하는 전압분배부; 상기 전압분배부로부터의 출력전압을 감지하는 통전감지부; 상기 전압분배부에 게이트, 상향등에는 에미터가, 입력전원에는 컬렉터가 접속되며, 상기 전압분배부로부터의 통전이 이루어질 경우에, 입력전압이 에미터로 통전되는 트랜지스터를 구비한다. 또, 상기 통전감지부는 발광다이오드와 수광소자로 이루어진 광 커플러이다.

본 발명에 따른, 철도차량 전조등 온/오프 스위칭 및 감시 장치는, 종래의 접점식 키 스위치에 의한 전조등의 직접 제어대신에, 반도체 소자를 사용하여 전조등을 제어하기 때문에, 접점이 감당하는 부하를 줄일 수 있으므로, 스위치의 고장을 억제하여, 고비용의 스위치 교체 부담을 경감할 수 있는 효과가 있다. 또, 상향등 스위치, 하향등 스위치와 제 1 트랜지스터, 제 2 트랜지스터간에 제 1 광커플러와 제 2 광커플러를 접속하여, 전류통과 유무를 검출한 후, 차량 컴퓨터인 TCU 의 제어에 의해 디스플레이 등의 출력수단을 통해 출력시켜 인지토록 함으로써, 철도차량의 운행시 비상사태가 발생하여 운행이 불가능할 경우에, 운전자가 후방 전조등이 정상대로 동작하고 있는지를 확인할 수 있는 효과가 있다.

Description

철도차량 전조등 온/오프 스위칭 및 감시 장치{DEVICE FOR ON/OFF SWICHING AND MONITORING HEADLAMPS OF RAIL CAR }

본 발명은 무접점 회로를 이용한 철도차량 전조등 온/오프 스위칭 및 감시 장치에 관한 것이다.

철도차량 (특히, 전동차) 의 특성상 2개의 운전실이 있으며, 한 운전실에서 반대쪽 운전실까지의 거리는 편성수에 따라 다르기는 하나, 80 내지 200 미터로 상당히 멀다.

철도차량에서 전조등은 상향등과 하향등으로 구성되어 있으며, 운전시 운전사에게 전방을 조명하는 역할을 주로 하나, 보조적으로, 운행중인 차량에 비상사태가 발생하여 레일 위에서 정지하게 될 때, 전/후방에서 접근하는 다른 차량에게 경고를 발하는 경고등의 기능도 행한다. 이러한 경고기능은 비상사태시에 인명피해 및 사고의 파급을 막는데 매우 중요한 수단을 제공한다.

도 1 은 종래의 철도차량의 전조등 온/오프 스위칭 회로이다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 종래의 철도차량 전조등 온/오프 스위칭 회로는, 하나의 입력전압을, 상향등, 하향등 및 오프로 스위칭 동작하는 접점식 키 스위치 (1) 의 조작에 의해 상향등 (2) 또는 하향등 (3) 을 각각 온시키도록 구성되어 있다.

이와 같은 전조등 온/오프 스위칭 회로는 구조가 간단하여 회로구성이 용이하고, 저렴한 이점이 있다.

그러나, 이러한 접점식 키 스위치는 스위치 가격이 비싸고, 부피가 너무 크다. 또, 접점식 키 스위치는 기계 접점식으로서, 평상시에는 상향등을 점등하여 운행하고, 교차 운행시에는 하향등을 점등하여 운행하기 때문에, 빈번하게 상/하향 절환을 해야 하므로, 스위치 접점의 고장이 자주 발생하게 된다. 또, 철도차량의 운행시 비상사태가 발생하여 운행이 불가능하면, 후방 전조등을 점등하여 후방에서 접근하는 차량에 비상사태를 인식시켜야 하나, 만약 후방 전조등이 정상대로 동작하고 있는지를 운전사가 확인할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 소형이고, 무접점식이며, 스위치와 전조등의 정상동작 상태를 감시할 수 있는, 무접점 회로를 이용한 철도차량 전조등 온/오프 스위칭 및 감시장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한,

본 발명의 무접점 회로를 이용한 철도차량 전조등 온/오프 스위칭 및 감시 장치는,

상향등을 점등하는 상향등 점등부와 하향등을 점등하는 하향등 점등부로 구성되며,

상기 상향등 점등부와 하향등 점등부는 각각,

스위치 온시에 분배저항에 의해 입력전압을 분배하여 출력하는 전압분배부;

상기 전압분배부로부터의 출력전압을 감지하는 통전감지부;

상기 전압분배부에 게이트, 상향등에는 에미터가, 입력전원에는 컬렉터가 접속되며, 상기 전압분배부로부터의 통전이 이루어질 경우에, 입력전압이 에미터로 통전되는 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 통전감지부는 발광다이오드와 수광소자로 이루어진 광 커플러이고, 수광소자에 의해 수광하여 변환한 전류신호를 차량 컴퓨터인 TCU로 발생하고, TCU는 그 전류신호에 기초하여 상향등, 하향등 점등 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

[실시형태]

이하, 본 발명의 무접점 회로를 이용한 철도차량 전조등 온/오프 스위칭 및 감시장치의 실시형태를, 첨부도면을 참조하여, 자세히 설명한다.

도 2 는 본 발명에 따른 철도차량 전조등 온/오프 스위칭 및 감시장치의 일 시형태를 나타낸 회로도이다.

본 발명의 철도차량 전조등 온/오프 스위칭 및 감시 장치는, 도 2 에 도시된 바와 같이, 좌측부분에는, 양단의 전원에, 상향등 (2) 을 점등하는 상향등 점등부가 접속, 형성되어 있으며, 우측부에는 하향등 (3) 을 점등하는 하향등 점등부가 접속, 형성되어 있다.

상기 상향등 점등부와 하향등 점등부는 각각 스위치 온시에 분배저항 (R1, R2; R3, R4) 에 의해 입력전압을 분배하여 출력하는 전압분배부; 상기 전압분배부로부터의 출력전압을 감지하는 통전감지부; 및 상기 전압분배부로부터의 통전이 이루어질 경우에, 입력전원을 에미터로 통전하도록 스위칭작용하는 트랜지스터 등으로 구성되어 있다.

상향등 점등부에서, 상기 전압분배부는 트랜지스터의 게이트에 입력될 전압을 적당한 크기로 분압하는 부분으로서, 저항 (R1 및 R2) 및 스위치 (4) 로 구성되어 있으며, 양단의 전원에 저항 (R1) 과 저항 (R2) 를 직렬 접속하고, 그 사이에 분기점을 통하여 전압분배법칙에 의거하여 필요한 전압을 발생한다. 또, 그 저항 (R1) 과 분기점과의 사이에 스위치 (4) 가 형성되며, 이 스위치가 온되면, 저항 (R1) 과 저항 (R2) 간의 분배전압이 분기점을 통해 발생한다.

또, 통전감지부는 상기 전압분배부의 분기점으로부터 후술할 트랜지스터 (6) 의 게이트에 입력될 전압을 검출하여 차량 컴퓨터 (TCU) 로 출력하는 부분으로서, 한쌍의 발광소자 (5a) 와 수광소자 (5b) 로 된 광커플러 (5) 로 구성된다.

발광소자 (5a) 는 상기 분배전압부의 분기점과 접속하여 통전할 경우 발광하고, 수광소자 (6b) 는 상기 발광소자 (5a) 가 발광할 경우에, 그 광을 수광하여 전류로 변환한 후, 차량 컴퓨터 (TCU) 로 출력함으로써, 상기 전압분배부와 트랜지스터간에 전류가 흐름을 알려준다.

또, 상기 트랜지스터 (6) 는 그 게이트가 상기 통전감지부의 발광소자 (5a) 와, 에미터가 상향등 (2) 과, 그 콘택터가 입력전원과 접속되어 있으며, 통전감지부의 발광소자 (5a) 로부터 통전되면, 입력전원으로부터 트랜지스터 (6) 의 에미터를 통해 상향등 (2) 에 전원을 공급함으로써, 상향등 (2) 을 점등하도록 구성되어 있다.

한편, 하향등 점등부는 상술한 상향등 점등부의 구성과 대응하므로, 하향등 점등부의 구성에 대한 설명은 생략한다.

다음으로, 본 발명의 철도차량 전조등 온/오프 스위칭 및 감시 장치의 동작에 대해 도2를 참조하여 설명한다.

먼저, 상향등을 점등하는 경우에 대해 설명한다.

상향등 스위치 (4) 가 온되면, 통전되어, 저항 (R1, R2) 에 의해 분압시킨 전류가 분기점을 통해 발생하며, 이 전류가 제 1 광커플러 (5) 의 포토다이오드 (5a) 를 통과하면, 포토다이오드 (5a) 는 그 전류를 광으로 변환하여 광으로 출사한다. 그 출사된 광은 포토다이오드와 쌍으로 형성된 수광소자 (5b) 에 의해 검출된 후, 다시 전류로 변환되어, TCU (미도시) 로 전달됨으로써, 그 전류값에 기초하여, TCU 에서 상향등 (2) 이 점등되어 있음을 인지할 수 있다.

또, 포토다이오드 (5a) 를 통과한 전류가 제 1 트랜지스터 (6) 의 게이트에 입력되면, 제 1 트랜지스터 (6) 는 입력전원을 상향등 (2) 으로 통전시킴으로써, 상향등 (2) 을 점등시키게 된다.

한편, 하향등 (3) 을 점등하는 경우는, 그 구성이 상향등 (2) 의 점등회로의 구성과 유사하여, 위에서 설명한 상향등을 점등하는 경우와 대응하므로, 그 설명을 설명을 생략한다.

다음으로, 도 3 은 도 2 에 도시된 실시형태의 변형 실시형태를 나타낸 것이다.

도 2 와의 차이점으로는, 도 2 의 철도차량 전조등 온/오프 스위칭 및 감시 장치는 스위치 제어전원과 전조등 전원과 동일전원을 사용토록 구성되어 있으나, 도 3 의 철도차량 전조등 온/오프 스위칭 및 감시 장치는 스위치 제어용 전원과 전조등용의 전원이 별도로 분리되어 있다.

한편, 이상의 실시형태들에서는, 상향등 스위치와 하향등 스위치를 따라 구성하여 각 스위치가 개별적으로 동작하는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한하지 않고, 상향등 스위치와 하향등 스위치를 일조로 구성함으로써, 상향등 점등과 하향등 점등으로 교호로 절환 동작하도록 구성할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른, 철도차량 전조등 온/오프 스위칭 및 감시 장치는, 종래의 접점식 키 스위치에 의한 전조등의 직접 제어대신에, 반도체 소자를 사용하여 전조등을 제어하기 때문에, 접점이 감당하는 부하를 줄일 수 있으므로, 스위치의 고장을 억제하여, 고비용의 스위치 교체 부담을 경감할 수 있는 효과가 있다. 또, 상향등 스위치, 하향등 스위치와 제 1 트랜지스터, 제 2 트랜지스터간에 제 1 광커플러와 제 2 광커플러를 접속하여, 전류통과 유무를 검출한 후, 차량 컴퓨터인 TCU 의 제어에 의해 디스플레이 등의 출력수단을 통해 출력시켜 인지토록 함으로써, 철도차량의 운행시 비상사태가 발생하여 운행이 불가능할 경우에, 운전자가 후방 전조등이 정상대로 동작하고 있는지를 확인할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 종래의 철도차량 전조등 온/오프 스위칭 회로도.

도 2 는 본 발명에 따른 철도차량 전조등 온/오프 스위칭 및 감시 장치의 회로도.

도 3 은 도 2 에 도시된 실시형태에서 스위치 제어전원과 전조등 전원이 별도로 분리된 구성의 회로도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 키 스위치 2 : 상향등

3 : 하향등 4 : 상향등 스위치

5 : 제 1 광커플러 5a, 15a : 발광 다이오드

5b, 15b : 수광소자 6 : 제 1 트랜지스터

14 : 하향등 스위치 15 : 제 2 광커플러

16 : 제 2 트랜지스터 R1, R2, R3, R4 : 분배저항

Claims (2)

1. 철도차량의 전조등인 상향등과 하향등을 점등 및 감시하는 장치로서,

   상향등을 점등하는 상향등 점등부와 하향등을 점등하는 하향등 점등부로 구성되며,

   상기 상향등 점등부와 하향등 점등부는 각각,

   스위치 온 시에 분배저항에 의해 입력전압을 분배하여 출력하는 전압분배부;

   상기 전압분배부로부터의 출력전압을 감지하는 통전감지부; 및

   상기 전압분배부에 게이트, 상향등에 에미터, 입력전원에 콜렉터가 접속되며, 상기 전압분배부로부터의 통전이 이루어질 경우에, 입력전원이 에미터로 통전되는 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 무접점 회로를 이용한 철도차량 전조등 온/오프 스위칭 및 감시 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 통전감지부는 발광다이오드 및 수광소자로 이루어진 광커플러이고,

   수광소자에 의해 수광하여 광강도를 전류로 변환한 전류신호를 차량 컴퓨터인 TCU 로 발생하고, TCU 는 그 전류신호에 기초하여 상향등, 하향등 점등 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 무접점 회로를 이용한 철도차량 전조등 온/오프 스위칭 및 감시 장치.