KR20120032719A - 철도차량의 추진제어회로 - Google Patents

철도차량의 추진제어회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철도차량의 추진제어회로에 관한 것이다.
본 발명은 주행명령신호를 입력하기 위한 추진/제동 제어기, 주행명령신호의 입력에 따른 브레이크 실린더의 압력 변화에 따라 열림 및 닫힘 상태가 제어되는 브레이크 실린더 압력 스위치, 브레이크 실린더 압력 스위치가 열림 상태인 경우 소자되고 닫힘 상태인 경우 여자되는 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기 및 추진/제동 제어기와 추진제어장치 및 제동제어장치 사이에 설치되어, 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기가 소자되는 경우 닫힘 상태를 유지하여 주행명령신호를 추진제어장치 및 제동제어장치로 전달하고, 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기가 여자되는 경우 열림 상태로 전환되어 주행명령신호의 추진제어장치 및 제동제어장치로의 전달을 차단하는 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기 접점을 포함한다.
본 발명에 따르면, 철도차량의 추진 과정에서 제동 제어시스템의 오류로 인한 찰상사고의 발생 가능성을 차단하여 철도차량의 운행 효율을 향상시킬 수 있고, 철도차량의 내구성이 향상되고 유지보수 비용이 저감되는 효과가 있다.

Description

철도차량의 추진제어회로{TRACTION CONTROL CIRCUIT FOR RAILWAY CAR}
본 발명은 철도차량의 추진제어회로에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 철도차량의 추진 과정에서 제동 제어시스템의 오류로 인한 찰상사고의 발생 가능성을 차단하여 철도차량의 운행 효율을 향상시킬 수 있는 철도차량의 추진제어회로에 관한 것이다.
일반적으로 전동차와 동차를 포함하는 종래의 철도차량의 경우 정차 후 추진 수행 시 기 적용되어 있는 공기제동의 완해는 제동시스템으로의 추진신호 입력을 통해 이루어진다. 제동시스템을 구성하는 제동컨트롤러는 입력된 추진신호에 따라 공기제동 완해를 시작하며, 차량 설계사양의 차이로 차량별 시간차이가 있으나 정상 완해를 수행하기 위해서는 약 5 초 정도의 완해 완료 시간이 소요된다.
즉, 운전자에 의한 추진신호 입력으로 철도차량의 추진이 수행되며, 동시에 공기제동 완해가 이루어진다.
이때 공기제동이 정상적으로 완해되었을 경우에는 철도차량의 정상적인 주행이 가능하나, 제동시스템의 오류로 인하여 공기제동이 완해되지 않을 경우에는 철도차량이 제동이 체결된 상태로 주행을 하게 되어 마찰로 인한 찰상사고가 발생하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 종래의 철도차량의 추진제어회로를 나타낸 도 1과 도 2를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 철도차량의 추진제어회로는 선두차 계전기의 접점(HCR), 마스터 컨트롤러(MC), 비상제동루프 계전기의 접점(EBLR), 주차 브레이크 계전기의 접점(PBR), 도어 상태 검지 계전기의 접점(DPR) 및 추진/제동 제어기(TBC)를 포함하여 구성된다.
이러한 종래의 철도차량의 추진제어회로의 구체적인 동작을 제동 제어시스템이 정상인 경우와 비정상인 경우로 구분하여 설명한다. 제동 제어시스템이 정상인 경우는 추진/제동 제어기(TBC) 조작을 통하여 주행명령신호가 입력되었을 때 제동 제어시스템을 구성하는 모든 브레이크 실린더가 정상적으로 완해되는 경우이고, 제동 제어시스템이 비정상인 경우는 추진/제동 제어기(TBC) 조작을 통하여 주행명령신호가 입력되었을 때 제동 제어시스템을 구성하는 하나 이상의 브레이크 실린더가 정상적으로 완해되지 않는 경우이다.
1) 제동 제어시스템이 정상일 경우
차량의 추진을 위한 보호회로 조건 즉, 선두차 운전실에서 마스콘 키를 투입하여 마스터 컨트롤러(MC)가 모드 스위치를 닫힘 상태로 전환하고, 선두차 계전기의 접점(HCR)을 닫힘 상태로 전환하고, 비상제동루프 계전기의 접점(EBLR), 주차 브레이크 계전기의 접점(PBR), 도어 상태 검지 계전기의 접점(DPR)이 닫힘 상태를 유지하는 상태에서, 운전자가 추진/제동 제어기(TBC)를 POWERING 위치로 조작함으로써 주행명령신호가 추진제어장치(VVVF) 및 제동제어장치(BRAKE CONTROLLER)로 전달된다. 추진명령신호의 전달을 통해 추진이 수행되며, 공기제동을 위한 브레이크 실린더 역시 완해되어 정상주행이 가능케 된다.
2) 제동 제어시스템이 비정상일 경우
제동 제어시스템이 비정상일 경우에도 정상일 경우와 동일하게 주행명령신호가 추진제어장치(VVVF) 및 제동제어장치(BRAKE CONTROLLER)에 전달되어, 추진이 수행된다. 그러나 종래의 방식에 따르면, 제동 제어시스템의 오류로 인하여 브레이크 실린더가 정상적으로 완해되지 않은 경우에도 제동이 체결된 상태로 추진이 계속 이루어져 마찰로 인한 찰상사고가 발생하며, 이에 따라 철도차량의 내구성이 저하되고 유지보수 비용이 상승할 뿐만 아니라 운행 안전성이 저하되는 문제점이 발생한다.
본 발명은 철도차량의 추진 과정에서 제동 제어시스템의 오류로 인한 찰상사고의 발생 가능성을 차단하여 철도차량의 운행 효율을 향상시키는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 철도차량의 내구성을 향상시키고 유지보수 비용을 저감시키는 것을 기술적 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 철도차량의 추진제어회로는 추진제어장치와 제동제어장치로 주행명령신호를 입력하기 위한 추진/제동 제어기, 상기 주행명령신호의 입력에 따른 상기 제동제어장치에 포함된 브레이크 실린더의 압력 변화에 따라 열림 및 닫힘 상태가 제어되는 브레이크 실린더 압력 스위치, 상기 브레이크 실린더 압력 스위치가 열림 상태인 경우 소자되고 상기 브레이크 실린더 압력 스위치가 닫힘 상태인 경우 여자되는 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기 및 상기 추진/제동 제어기와 상기 추진제어장치 및 상기 제동제어장치 사이에 설치되어, 상기 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기가 소자되는 경우 닫힘 상태를 유지하여 상기 주행명령신호를 상기 추진제어장치 및 상기 제동제어장치로 전달하고, 상기 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기가 여자되는 경우 열림 상태로 전환되어 상기 주행명령신호의 상기 추진제어장치 및 상기 제동제어장치로의 전달을 차단하는 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기 접점을 포함하여 구성된다.
상기 추진/제동 제어기는 상기 철도차량의 운전실에 설치되어 있으며 사용자의 조작에 따라 상기 주행명령신호를 포함하는 명령신호가 입력되는 것을 특징으로 한다.
상기 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기는 상기 철도차량의 주행 개시시점으로부터 기 설정된 시간 동안 상기 브레이크 실린더 압력 스위치가 닫힘 상태를 유지하는 경우 여자되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 철도차량의 추진 과정에서 제동 제어시스템의 오류로 인한 찰상사고의 발생 가능성을 차단하여 철도차량의 운행 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 철도차량의 내구성이 향상되고 유지보수 비용이 저감되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 철도차량의 추진제어회로를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 개시된 종래의 철도차량의 추진제어회로의 구체적인 동작을 설명하기 위한 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 추진제어회로를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 개시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 추진제어회로의 구체적인 동작을 설명하기 위한 나타낸 도면으로서, 제동제어장치의 동작이 정상적인 정상모드에서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3에 개시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 추진제어회로의 구체적인 동작을 설명하기 위한 나타낸 도면으로서, 제동제어장치의 동작이 비정상적인 비정상모드에서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 추진제어회로를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 추진제어회로는 선두차 계전기의 접점(HCR), 마스터 컨트롤러(MC), 비상제동루프 계전기의 접점(EBLR), 주차 브레이크 계전기의 접점(PBR), 도어 상태 검지 계전기의 접점(DPR), 추진/제동 제어기(TBC), 브레이크 실린더 압력 스위치(BCPS1, BCPS2), 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기(BCPTR) 및 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기 접점(BCPTRa)을 포함하여 구성된다.
선두차 계전기의 접점(HCR), 마스터 컨트롤러(MC), 비상제동루프 계전기의 접점(EBLR), 주차 브레이크 계전기의 접점(PBR) 및 도어 상태 검지 계전기의 접점(DPR)의 기능은 도 1과 도 2를 참조하여 설명한 종래의 회로에서와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
추진/제동 제어기(TBC)는 예를 들어, 철도차량의 운전실에 구비되어 있으며 운전자의 수동조작을 통하여 주행명령신호와 제동명령신호를 입력하기 위한 수단이다.
브레이크 실린더 압력 스위치(BCPS1, BCPS2)는 주행명령신호의 입력에 따른 제동제어장치(BRAKE CONTROLLER)에 포함된 브레이크 실린더의 압력 변화에 따라 열림 및 닫힘 상태가 제어된다. 예를 들어, 브레이크 실린더 압력 스위치(BCPS1, BCPS2)는 1) 브레이크 실린더가 완해되어 제동 체결 상태가 해제된 경우의 브레이크 실린더의 압력에 따라 열림 상태가 되고, 2) 브레이크 실린더가 완해되지 않고 제동 체결 상태가 유지되는 경우의 브레이크 실린더의 압력에 따라 닫힘 상태가 되도록 구성될 수 있다.
브레이크 실린더 압력 타이머 계전기(BCPTR)는 브레이크 실린더 압력 스위치(BCPS1, BCPS2)가 열림 상태인 경우 소자되고, 브레이크 실린더 압력 스위치(BCPS1, BCPS2)가 닫힘 상태인 경우 여자된다. 보다 구체적으로, 1) 브레이크 실린더 압력 스위치(BCPS1, BCPS2)가 열림 상태인 경우에는, 전류루프가 단절되어 전원 공급이 차단되기 때문에 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기(BCPTR)는 소자 상태를 유지하고, 2) 브레이크 실린더 압력 스위치(BCPS1, BCPS2)가 닫힘 상태인 경우에는, 회로 차단기와 브레이크 실린더 압력 스위치(BCPS1, BCPS2)를 매개로 전원이 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기(BCPTR)로 공급되며, 이에 따라 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기(BCPTR)는 여자 상태로 전환된다.
예를 들어, 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기(BCPTR)는 철도차량의 주행 개시시점으로부터 기 설정된 시간동안 브레이크 실린더 압력 스위치(BCPS1, BCPS2)가 닫힘 상태를 유지하는 경우 여자되도록 구성할 수 있다. 이는 추진 과정에서 제동 완해를 위해 통상적으로 필요한 시간을 고려한 것이며, 하나의 예로 설정된 시간은 7초일 수 있다.
브레이크 실린더 압력 타이머 계전기 접점(BCPTRa)은 추진/제동 제어기(TBC)와 추진제어장치(VVVF) 및 제동제어장치(BRAKE CONTROLLER) 사이에 설치되어 있다.
이러한 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기 접점(BCPTRa)은 1) 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기(BCPTR)가 소자되는 경우 닫힘 상태를 유지하여 주행명령신호를 추진제어장치(VVVF) 및 제동제어장치(BRAKE CONTROLLER)로 전달하고, 2) 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기(BCPTR)가 여자되는 경우 열림 상태로 전환되어 주행명령신호의 추진제어장치(VVVF) 및 제동제어장치(BRAKE CONTROLLER)로의 전달을 차단한다. 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기(BCPTR)가 여자되었다는 사실은 제동 완해가 정상적으로 완료되지 않았다는 사실을 의미한다. 따라서 이 경우에 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기 접점(BCPTRa)을 열림 상태로 전환하여 주행명령신호를 차단함으로써, 찰상사고의 발생을 방지할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 추진제어회로의 구체적인 동작을 제동제어장치(BRAKE CONTROLLER)의 동작이 정상적인 정상모드와 제동제어장치(BRAKE CONTROLLER)의 동작이 비정상적인 비정상모드로 구분하여 설명한다.
도 4는 도 3에 개시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 추진제어회로의 구체적인 동작을 설명하기 위한 나타낸 도면으로서, 제동제어장치의 동작이 정상적인 정상모드에서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 먼저, 차량의 추진을 위한 보호회로 조건 즉, 선두차 운전실에서 마스콘 키를 투입하여 마스터 컨트롤러(MC)가 모드 스위치를 닫힘 상태로 전환하고, 선두차 계전기의 접점(HCR)을 닫힘 상태로 전환하고, 비상제동루프 계전기의 접점(EBLR), 주차 브레이크 계전기의 접점(PBR), 도어 상태 검지 계전기의 접점(DPR)이 닫힘 상태를 유지하는 상태에서, 운전자가 추진/제동 제어기(TBC)를 POWERING 위치로 조작함으로써 주행명령신호가 추진제어장치(VVVF) 및 제동제어장치(BRAKE CONTROLLER)로 전달된다.
다음으로, 제동제어장치(BRAKE CONTROLLER)로의 주행명령신호 입력과 동시에 제동 완해가 시작되어 예를 들어, 7 초 이내에 브레이크 실린더 압력 스위치(BCPS1, BCPS2)가 열림 상태로 전환된다. 따라서 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기(BCPTR)는 소자상태를 유지하고, 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기 접점(BCPTRa)은 노멀 클로즈 상태 즉 닫힘 상태를 유지한다. 이에 따라, 주행명령신호가 차단되지 않고 계속해서 추진제어장치(VVVF)로 전달된다.
도 5는 도 3에 개시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 철도차량의 추진제어회로의 구체적인 동작을 설명하기 위한 나타낸 도면으로서, 제동제어장치의 동작이 비정상적인 비정상모드에서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 먼저, 차량의 추진을 위한 보호회로 조건 즉, 선두차 운전실에서 마스콘 키를 투입하여 마스터 컨트롤러(MC)가 모드 스위치를 닫힘 상태로 전환하고, 선두차 계전기의 접점(HCR)을 닫힘 상태로 전환하고, 비상제동루프 계전기의 접점(EBLR), 주차 브레이크 계전기의 접점(PBR), 도어 상태 검지 계전기의 접점(DPR)이 닫힘 상태를 유지하는 상태에서, 운전자가 추진/제동 제어기(TBC)를 POWERING 위치로 조작함으로써 주행명령신호가 추진제어장치(VVVF) 및 제동제어장치(BRAKE CONTROLLER)로 전달된다.
다음으로, 제동제어 시스템의 오류로 차량의 주행이 시작되고 예를 들어, 7 초가 경과되도록 제동이 완해되지 않아 브레이크 실린더 압력 스위치(BCPS1)가 닫힘 상태를 유지한다. 이에 따라 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기(BCPTR)는 여자상태로 전환되고, 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기 접점(BCPTRa)은 열림 상태로 전환된다. 이에 따라, 전류루프가 단절되어 추진명령신호가 차단되기 때문에 철도차량의 주행이 정지된다.
따라서 제동제어 시스템의 오류가 발생하여도 찰상사고가 발생하지 않아 차량의 신뢰성이 향상된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 철도차량의 추진 과정에서 제동 제어시스템의 오류로 인한 찰상사고의 발생 가능성을 차단하여 철도차량의 운행 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 철도차량의 내구성이 향상되고 유지보수 비용이 저감되는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
HCR: 선두차 계전기의 접점
MC: 마스터 컨트롤러
EBLR: 비상제동루프 계전기의 접점
PBR: 주차 브레이크 계전기의 접점
DPR: 도어 상태 검지 계전기의 접점
TBC: 추진/제동 제어기
BCPS1, BCPS2: 브레이크 실린더 압력 스위치
BCPTR: 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기
BCPTRa: 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기 접점
VVVF: 추진제어장치
BRAKE CONTROLLER: 제동제어장치

Claims (3)

  1. 철도차량의 추진제어회로에 있어서,
    추진제어장치와 제동제어장치로 주행명령신호를 입력하기 위한 추진/제동 제어기;
    상기 주행명령신호의 입력에 따른 상기 제동제어장치에 포함된 브레이크 실린더의 압력 변화에 따라 열림 및 닫힘 상태가 제어되는 브레이크 실린더 압력 스위치;
    상기 브레이크 실린더 압력 스위치가 열림 상태인 경우 소자되고 상기 브레이크 실린더 압력 스위치가 닫힘 상태인 경우 여자되는 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기; 및
    상기 추진/제동 제어기와 상기 추진제어장치 및 상기 제동제어장치 사이에 설치되어, 상기 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기가 소자되는 경우 닫힘 상태를 유지하여 상기 주행명령신호를 상기 추진제어장치 및 상기 제동제어장치로 전달하고, 상기 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기가 여자되는 경우 열림 상태로 전환되어 상기 주행명령신호의 상기 추진제어장치 및 상기 제동제어장치로의 전달을 차단하는 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기 접점을 포함하는, 철도차량의 추진제어회로.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 추진/제동 제어기는
    상기 철도차량의 운전실에 설치되어 있으며 사용자의 조작에 따라 상기 주행명령신호를 포함하는 명령신호가 입력되는 것을 특징으로 하는, 철도차량의 추진제어회로.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 브레이크 실린더 압력 타이머 계전기는 상기 철도차량의 주행 개시시점으로부터 기 설정된 시간동안 상기 브레이크 실린더 압력 스위치가 닫힘 상태를 유지하는 경우 여자되는 것을 특징으로 하는, 철도차량의 추진제어회로.
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