KR20120115501A - 차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템 및 방법 - Google Patents

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커트 볼렌와이더
티모시 러셀 딕슨
콘레드 워로노비츠
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봄바디어 트랜스포테이션 게엠베하
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Abstract

본 발명은 차량 (81) 에, 특히 경전철 차량 (light rail vehicle) 과 같은 선로계 차량 (track bound vehicle) 에 전기 에너지를 전달하는 시스템에 관한 것으로서, - 상기 시스템은 교번 전자기장을 생성하고 이에 의해 상기 차량 (81) 에 전자기 에너지를 전달하는 도전체 배열을 포함하고, - 상기 도전체 배열은 적어도 하나 및 바람직하게 복수의 연속 세그먼트들 (T1, T2, T3, T4, T5) 을 포함하고, 각 세그먼트 (T1, T2, T3, T4, T5) 는 상기 차량 (81) 의 이동 경로의 상이한 구획을 따라 연장하며, - 각 세그먼트 (T1, T2, T3, T4, T5) 는 임의의 다른 세그먼트와 별도로 스위치 온 및 오프될 수 있고, - 상기 차량 (81) 은 상기 전자기 에너지를 수신하는 적어도 하나의 수신기 (1) 를 포함하고, - 상기 차량 (81) 은 상기 선로 쪽으로 인에이블 신호를 반복적으로 또는 연속적으로 발신하도록 구성된 적어도 하나의 신호 송신기 (2) 를 포함하고, - 신호 리셉터 (D1 , D2, D3, D4) 가 각 세그먼트 (T1, T2, T3, T4, T5) 에 할당되고, 상기 신호 리셉터 (D1 , D2, D3, D4) 가 상기 인에이블 신호를 수신하는 동안 상기 신호 리셉터 (D1 , D2, D3, D4) 는 상기 세그먼트를 인에이블시켜 상기 교번 전자기장을 생성하게 하고, 세그먼트 제어부 (3) 는 상기 세그먼트의 상기 신호 리셉터 (D1 , D2, D3, D4) 에 의해 상기 인에이블 신호가 더 이상 수신되지 않을 때 상기 세그먼트의 동작을 정지시키도록 구성되며, - 상기 차량 (81) 은 상기 수신기 및/또는 상기 수신기와 결합된 임의의 디바이스가 동작되지 않는다면, 상기 인에이블 신호의 송신을 정지시키도록 구성된 송신기 제어 배열을 포함한다.

Description

차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR TRANSFERRING ELECTRIC ENERGY TO A VEHICLE}
본 발명은 차량, 특히 경전철 차량 (light rail vehicle) (예를 들어, 전차 (tram)) 과 같은 선로계 차량 (track bound vehicle) 에 전기 에너지를 전달하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
종래의 레일 차량들, 모노레일 차량들, 트롤리 버스 (trolley bus) 들 및 그 밖의 기계적 수단, 자성 수단, 전자 수단 및/또는 광학 수단과 같은 다른 수단에 의해 선로 상에서 가이드되는 차량들과 같은 선로계 차량들은, 선로 상에서 추진을 위한, 그리고 차량의 견인력을 생성하지 않는 보조 시스템들을 동작시키기 위한, 전기 에너지를 요구한다. 이러한 보조 시스템들은, 예를 들어, 점등 시스템, 난방 및/또는 에어컨 시스템, 환기 시스템 및 승객 정보 시스템이다. 그러나, 보다 구체적으로 언급하면, 본 발명은 반드시 선로계 차량일 필요는 없는 (하지만 선로계 차량이면 바람직함) 차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템에 관한 것이다. 일반적으로 말하면, 차량은, 예를 들면 전기적으로 동작되는 추진 모터를 갖는 차량일 수도 있다. 차량은 또한 하이브리드 추진 시스템을 갖는 차량일 수도 있는데, 예를 들어, 이 시스템은 전기 에너지에 의해 동작될 수 있거나, 전기 화학적으로 저장된 에너지 또는 연료 (예컨대, 천연가스, 가솔린 또는 페트롤) 와 같은 그 밖의 에너지에 의해 동작될 수 있다.
선로계 차량들, 특히 공공 승객 운송용 차량들은, 전기 레일 또는 오버헤드 라인 (overhead line) 과 같은 선로를 따라 라인 도체 (line conductor) 와 기계적 및 전기적으로 접촉하는 집전기 (current collector) 를 통상 포함한다. 차량들에 탑재된 적어도 하나의 추진 모터는 외부 선로 또는 라인으로부터 전력을 공급받아 기계적 추진력을 생성한다.
전차 및 그 밖의 지방 또는 지역 열차는 통상 도시들 내의 오버헤드 라인들을 통해 동작된다. 그러나, 특히 도시들의 유적지에서는, 오버헤드 라인들이 바람직하지 않다. 반면, 그라운드 또는 그라운드 근방의 도체 레일 (conductor rail) 들은 안정성 문제들을 야기한다.
WO 95/30556 A2는 도로- 전력 공급된 전기 차량 시스템을 기재한다. 모든 전기 차량은, 전기 기계 배터리들의 네트워크와 같은 전기 소스로부터 획득된 에너지에 의해 빠르게 변화될 수 있거나 또는 활성화될 수 있는 하나 이상의 탑재 (on-board) 에너지 저장 엘리먼트들 또는 디바이스들을 갖는다. 에너지 저장 엘리먼트들은 차량이 동작하는 동안 충전될 수도 있다. 충전은 전력 커플링 엘리먼트들, 예를 들어 도로에 임베딩된 코일들을 통해 발생한다.
도로의 길이를 따라 선택된 위치들에 코일들을 배치하는 것은 차량에 탑재된 에너지 저장소가 큰 저장 용량을 요구한다는 단점이 있다. 부가적으로, 차량이 시간 내에 다음 코일에 도달하지 않는다면, 차량은 추진 또는 다른 목적들을 위한 에너지를 다 써버릴 수도 있다. 이에 따라, 적어도 일부 애플리케이션들에 대해, 이동 경로를 따라, 즉 선로를 따라, 연속적으로 차량에 에너지를 전달하는 것이 바람직하다.
US 5,821,728 은 운행 레인의 중앙 라인을 따라 연장된 전자기장을 사용하여 이동 전기 차량의 배터리를 충전하는 것을 개시한다. 전자기장을 생성하는 수단은 직렬의 유도성 코일들, 스위치들 및 센서들을 포함한다. 전자기장 권선 스위치들을 동작시키기 위해, 높은 피치 사운드 또는 다른 유형의 파형이 송신기 안테나에 의해 차량으로부터 송신되고 스위치들에 인접하여 위치된 센서들에 의해 수신된다.
US 5,821,728 은 차량이 운행하고 있는 동안 차량에 에너지를 연속적으로 전달할 수 있는 시스템을 제시하지만, 이 시스템은 몇가지 장점들을 갖는다. 하나의 장점은 전자기장을 생성하는 상이한 코일들이 교류 전류를 반송하는 전력 공급 라인에 접속된다는 사실이다. 이에 따라, 전력 공급 라인이 또한 전자기장을 생성한다.
전자파 적합성 (EMC; electromagnetic compatibility) 을 개선하기 위해, 코일 (더 일반적으로 말하면 : 전자기장을 생성하는 도전체 배열의 세그먼트들) 이 직류 전류 라인에 의해 공급될 수 있다. 각 세그먼트는 전자기장을 생성하기 위해 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 인버터를 포함할 수도 있다.
또한, US 5,821,728 의 코일들 및 전력 공급 라인은 상이한 주파수들에서 전자기파들을 생성한다. 이 주파수들 중 적어도 일부는 환경에서 디바이스들 및 시스템들을 방해할 수도 있다. 세그먼트의 라인 또는 라인들에서 일정 교류 전류를 생성하는 것은 정전압에서의 세그먼트의 동작에 비해 몇 가지 장점들을 갖는다. 하나의 장점은 정전류가 시간의 사인 함수 (sinus function) 일 수 있다는 것이다. 이는 전자기파들의 단지 단일 주파수만이 생성된다는 것을 의미한다. 반대로 정전압에서 세그먼트를 동작시키는 것은 상이한 주파수들에서 고조파가 생성되는 것을 의미하는 비사인곡선 함수 (non-sinusodial function)를 생성한다.
그러나, 정전류 동작은 또한 단점들을 갖는다. 특히, 선로 상의 세그먼트 위에서 임의의 차량이 전자기파들을 수신함으로써 에너지를 실제로 수신하는지를 검출하는 것은 어렵다. 전류는 에너지 전달 동안 세그먼트 위에 차량이 없는 것과 동일하게 된다.
선로 상에서 이동하는 차량은 세그먼트에 의해 생성된 전자기파들 또는 전자기장에 의해 송신된 전자기장 에너지를 수신하는 적어도 하나의 수신기 (예를 들어 US 5,821,728 의 레벨 제어형 전기자 참조) 를 포함하게 된다. 일반적으로, 픽업으로도 또한 칭할 수도 있는 수신기는, 적어도 하나의 위상에 대하여 도전체 권선들을 포함한다. 수신기의 고장 또는 손상에 대해 많은 가능성 있는 이유들이 있다. 권선들 중 적어도 하나는 다른 권선들에 대해 결함성일 수도 있고 또는 쇼트될 수도 있다. 기계적 진동들이 발생하고 수신기의 동작을 중단할 수도 있다. 수신기를 냉각하는 냉각 디바이스가 고장날 수도 있다. 이러한 모든 경우들에 있어서 그리고 과부하의 경우에 있어서, 수신기는 어떠한 전자기파들을 수신하지 않아야 한다, 즉 추가 에너지가 제공되지 않아야 하고 더 이상 동작되지 않아야 한다. 그러나, 선로 상의 세그먼트가 전자기파들을 가지고 지속하는 경우, 수신기 및/또는 접속된 부품들은 과열되고 착화될 수도 있다.
EMC는 세그먼트 위에 차량이 없는 경우 세그먼트들이 스위치 오프되는 것을 요구한다. 이에 따라, 세그먼트는 바람직하게 차량에 의해 완전히 커버될 때 스위치 온되어야 하고, 차량에 의해 더 이상 완전히 커버되지 않을 때 다시 스위치 오프되어야 한다. 차량이 실제로 세그먼트를 커버하고 에너지를 수신하고 있는 정전류 동작에 대해 검출하는 것은 어렵기 때문에, 커버되지 않는 세그먼트가 여전히 전자기파들을 방출하는 것이 발생할 수도 있다.
본 발명의 일 목적은 전자기장들의 불필요한 생성을 감소시키는, 선로로부터 차량으로, 특히 선로계 차량으로 전자기 에너지를 전달하는 시스템을 제공하는 것으로서, 수신기와, 차량 내의 수신기에 접속된 부품들 및 디바이스들이 패일 및 과부하의 경우에 보호된다. 본 발명의 추가 목적은 대응 차량 및 그 차량에 전자기 에너지를 전달하는 대응 방법을 제공하는 것이다.
상기 시스템은 교번 전자기장을 생성하고 이에 의해 차량에 전자기 에너지를 전달하는 도전체 배열을 포함한다. 도전체 배열은 적어도 하나 및 바람직하게 복수의 연속 세그먼트들을 포함하고, 각 세그먼트는 상기 차량의 이동 경로의 상이한 구획을 따라 연장한다. 2 이상의 세그먼트들이 있는 경우, 각 세그먼트는 다른 세그먼트들과 별도로 스위치 온 및 오프될 수 있다. 상기 언급된 바와 같이, 차량은 세그먼트 또는 세그먼트들에 의해 생성되는 전자기 에너지를 수신하는 적어도 하나의 수신기를 포함한다.
본 발명의 기본 개념에 의하면, 차량은 선로에 인에이블 신호를 반복적으로 또는 연속적으로 발신하는 적어도 하나의 인에이블 신호 송신기를 포함한다. 차량의 수신기가 세그먼트 위에서 이동하고 있는 경우 각 세그먼트의 신호 리셉터에 의해 인에이블 신호가 수신된다. 수신된 인에이블 신호는 세그먼트의 동작을 인에이블시킨다. 인에이블 신호가 수신되지 않거나 예상된 시간 주기 내에서 더 이상 수신되지 않는 경우, 세그먼트는 동작되지 않는다, 즉 세그먼트의 교류 전류 라인 또는 라인들이 차량에 에너지를 전달하는 전자기장을 생성하는 교류 전류를 반송하지 않는다. 바람직하긴 하지만, 인에이블 신호가 반드시 연속적인 신호는 아니다. 오히려, 인에이블 신호는 예를 들어 1초 또는 2초 마다 반복적으로 송신될 수 있다. 연속적인 신호는 신호 송신기의 작동 사이클에 따라 어떠한 중단 없이 연속적으로 송신되거나 반연속적으로 송신되는 신호임을 이해한다. 일반적으로, 작동 사이클은 몇 밀리초의 범위 내에 있다. 차량이 30m/s 의 속도로 이동하고 각 세그먼트의 길이가 15m의 범위 내에 있다고 가정하면, 0.1s 미만의 작동 사이클이 충분해야 한다.
바람직하게, 적어도 하나의 소정의 조건이 실현된다면, 즉 (a) 차량 내에서 전자기 에너지를 수신하고 사용하는 수신기 및/또는 다른 컴포넌트들의 온도가 소정의 임계치를 초과하지 않고, 그리고/또는 (b) 차량 내에서 전자기 에너지를 사용하는 수신기 및 시스템이 동작할 준비가 된다면, 인에이블 신호는 차량으로부터 선로로 유일하게 송신된다. 특히, 조건 또는 조건들은, 예를 들어 온도를 측정하는 대응 측정 센서들을 사용하여 또는 시스템의 동작 상태에 대응하는 신호를 출력하는 제어 디바이스를 사용하여 모니터링되고, 모니터링 디바이스 또는 시스템이 송신을 허용하는 경우 인에이블 신호 송신기만이 인에이블 신호를 송신하도록 동작된다. 허용은 특히 신호 송신기의 동작을 위해 필요한 전류를 통과시킴으로써 및/또는 신호 송신기에 제어 신호를 송신함으로써 실현될 수 있다. 모니터링이 인에이블 신호가 선로에 송신되지 않아야 하는 결과가 되는 경우, 전류는 예를 들어 스위치 또는 퓨즈를 개방함으로써 통과되지 않고, 그리고/또는 인에이블 신호를 송신하기 위해 신호 송신기를 제어하는 제어 신호가 신호 송신기로 송신되지 않고 및/또는 제어 신호가 인에이블 신호를 송신하지 않도록 신호 송신기에게 명령하는 신호 송신기로 송신된다. "모니터링" 은 지능적 모니터링 디바이스를 반드시 필요로 하지 않는다. 오히려, 온도 감응형 스위치 및/또는 퓨즈가 단지 모니터링 디바이스로서 사용될 수 있다.
특히, 다음이 제시된다: 차량에, 특히 경전철 차량 (light rail vehicle) 과 같은 선로계 차량 (track bound vehicle) 에 전기 에너지를 전달하는 시스템으로서,
- 상기 시스템은 교번 전자기장을 생성하고 이에 의해 상기 차량에 전자기 에너지를 전달하는 도전체 배열을 포함하고,
- 상기 도전체 배열은 적어도 하나 및 바람직하게 복수의 연속 세그먼트들을 포함하고, 각 세그먼트는 상기 차량의 이동 경로의 상이한 구획을 따라 연장하며,
- 각 세그먼트는 임의의 다른 세그먼트와 별도로 스위치 온 및 오프될 수 있고,
- 상기 차량은 상기 전자기 에너지를 수신하는 적어도 하나의 수신기를 포함하고,
- 상기 차량은 상기 선로 쪽으로 인에이블 신호를 반복적으로 또는 연속적으로 발신하도록 구성된 적어도 하나의 신호 송신기를 포함하고,
- 신호 리셉터가 각 세그먼트에 할당되고, 상기 신호 리셉터가 상기 인에이블 신호를 수신하는 동안, 상기 신호 리셉터는 상기 세그먼트를 인에이블시켜 상기 교번 전자기장을 생성하게 하고, 세그먼트 제어부는 상기 세그먼트의 상기 신호 리셉터에 의해 상기 인에이블 신호가 더 이상 수신되지 않을 때 상기 세그먼트의 동작을 정지시키도록 구성되며,
- 상기 차량은 상기 수신기 및/또는 상기 수신기와 결합된 어떠한 디바이스도 동작되지 않는다면, 상기 인에이블 신호의 송신을 정지시키도록 구성된 송신기 제어 배열을 포함한다.
또한, 대응 차량이 제시된다. 특히, 차량은 본 발명의 차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템을 사용하여 동작된다. 차량은 교번 전자기장의 전자기 에너지를 수신하는 적어도 하나의 수신기를 포함한다. 또한, 차량은 상기 선로 쪽으로 인에이블 신호를 반복적으로 또는 연속적으로 발신하도록 구성된 적어도 하나의 송신기를 포함한다. 제 1 신호 송신기가 - 이동 방향에 대하여 - 수신기 앞에 배열되고, 제 2 신호 송신기가 - 이동 방향에 대하여 - 수신기 뒤에 배열된다.
또한, 신호 리셉터가 인에이블 신호를 수신하는 동안 세그먼트를 인에이블시켜 교번 전자기장을 생성하게 하는, 차량에 전기 에너지를 전달하는 방법이 제공되며, 세그먼트의 동작은 세그먼트의 신호 리셉터에 의해 인에이블 신호가 더 이상 수신되지 않을 때 정지된다.
특히, 다음의 방법이 제시된다 : 차량에, 특히 경전철 차량과 같은 선로계 차량에 전기 에너지를 전달하는 방법으로서,
- 상기 선로를 따라 위치된 도전체 배열에 의해 교번 전자기장이 생성되고 이에 의해 상기 차량에 전자기 에너지를 전달하고,
- 상기 도전체 배열의 적어도 하나의 세그먼트 또는 복수의 연속 세그먼트들 은, 상기 차량이 이동하고 있는 상기 차량의 이동 경로의 제한된 영역에만 상기 전자기장을 생성하기 위해, 다른 세그먼트들과 별도로 스위치 온 및 오프되고, 각 세그먼트는 상기 차량의 이동 경로의 상이한 구획을 따라 연장하며,
- 상기 전자기 에너지는 상기 차량에 배열된 적어도 하나의 수신기를 사용하여 수신되고,
- 상기 차량으로부터 상기 선로 쪽으로 반복적으로 또는 연속적으로 인에이블 신호가 발신되고,
- 상기 세그먼트는 신호 리셉터가 상기 인에이블 신호를 수신하는 동안 상기 교번 전자기장을 생성하도록 인에이블되고, 상기 세그먼트의 동작은 상기 인에이블 신호가 상기 세그먼트의 신호 리셉터에 의해 더 이상 수신되지 않을 때 정지되며,
상기 인에이블 신호의 송신은 상기 수신기 및/또는 상기 수신기와 결합된 어떠한 디바이스도 동작되지 않는 경우 정지된다.
차량 내의 상황에 의존하여 인에이블 신호의 송신을 정지시키는 것은 종래 기술의 단점을 극복한다. 수신기 또는 임의의 접속된 디바이스 또는 시스템이 동작될 준비가 되지 않거나 과부하되는 경우, 인에이블 신호는 더 이상 송신되지 않고, 선로에서의 수신 리셉터는 인에이블 신호를 더이상 수신하지 않으며, 이에 따라 세그먼트의 동작이 정지된다. 그 결과, 정전류에서 세그먼트를 동작시키는 특정 단점들이 극복된다. 특히, 차량의 존재 (또는 임의의 차량의 부재) 가 확실히 검출되며, 차량 내의 수신기 시스템이 과부하되는 동안 정전류에서의 동작이 지속되는 것은 일어날 수 없다.
바람직하게, 신호 송신기로부터 선로로 송신되는 인에이블 신호는 상부에서 하부로, 즉 하향으로 지향되어, 송신된 인에이블 신호가 신호 송신기 아래에 위치되지 않은 다른 세그먼트들에서 검출되거나 수신될 수 없다. 특히, 신호 송신기는 낮은 높이 레벨에, 바람직하게 차량의 차체 (car body) 아래, 예를 들어 차량의 보기 (bogie) 약간 위 또는 보기의 높이에 위치된다. 이것은 옆으로 벗어나게 될 수도 있는 인에이블 신호의 성분들이 차량 바로 아래의 세그먼트보다 다른 세그먼트들에 도달하지 않게 하는 것을 보장한다.
인에이블 신호의 송신은 유도성 커플링에 의해 또는 다른 절차들에 의해 실현될 수도 있다. 유도성 커플링은, 세그먼트의 안테나를 수신하는데 있어서 전압을 유도하는 전자기파들에 의해 신호가 전달되는 것을 의미한다. 바람직하게, 신호 리셉터는 도전체의 적어도 하나의 권선을 갖는 수신 루프로서 실현된다. 이에 따라, 각 세그먼트에 할당된 신호 리셉터가 도전체의 루프를 포함하는 것이 바람직하며, 수신 영역은 루프에 의해 둘러싸인 영역에 의해 정의된다. 선로가 수평 방향으로 연장하고 있는 경우, 이에 따라 상기 영역도 또한 수평 영역이다. 바람직하게, 영역의 길이는 세그먼트의 길이와 같거나 거의 같다. 영역의 폭은 몇 센티미터들의 범위 내에 있을 수도 있고, 바람직하게는 50㎝ 보다 작다. 작은 폭은 수신 영역이 인에이블 신호의 벗어난 성분들에 덜 민감하며, 특히 평행한 선로들 상의 차량들로부터 송신된 인에이블 신호들의 벗어난 성분들은 세그먼트의 동작을 인에이블시키지 않는다는 장점이 있다. 보다 일반적으로 말하면, 수신 영역은 선행 세그먼트들에 대한 세그먼트의 한계들로부터 다음 세그먼트에 대한 세그먼트의 한계들까지 차량의 이동 경로를 따라 연장한다. 이로써, 반복적으로 또는 연속적으로 송신된 인에이블 신호는 신호 송신기가 세그먼트 위에서 직접 이동하는 한 수신 영역에 의해 수신된다.
보다 일반적으로 말하면, 신호 리셉터는 인에이블 신호를 수신하는 수신 영역을 포함할 수도 있으며, 수신 영역은 차량의 이동 경로의 구획, 특히 이동 방향에 있어서 거의 세그먼트의 길이를 갖는 구획을 따라 연장한다. 특히, "거의" 는 수신 영역의 길이가 세그먼트의 길이 플러스 또는 마이너스 세그먼트 길이의 20% 와 같다.
제안된 해결책은 신호 송신기가 세그먼트 위에 직접 위치되는 경우에만 세그먼트가 동작되는 장점이 있다. 신호 송신기가 세그먼트로부터 연속 세그먼트로 이동된 경우, 세그먼트의 신호 리셉터는 인에이블 신호를 더 이상 수신하지 않는다. 다른 신호 송신기가 세그먼트 위에 위치되는지 여부의 질의에 의존하여, 세그먼트의 동작이 정지되게 된다.
바람직하게, 코딩된 인에이블 신호가 송신된다. "코딩된" 은 신호가 세그먼트의 신호 리셉터에 의해 인식되는 코드를 포함하는 것을 의미한다. 이에 따라, 신호 리셉터에 의해 수신될 수도 있는 다른 신호들은 세그먼트의 동작을 인에이블시키지 않게 된다. 인에이블 신호를 코딩하는 바람직한 절차는 FSK (Frequency Shift Keying) 이다. 이 코딩 절차는 신호 송신의 기술에서 잘 알려져 있다. FSK는 디지털 정보가 반송파의 별개의 주파수 변화들을 통해 송신되는 주파수 변조 스킴이다. FSK의 상세는 예를 들어 WIKIPEDIA 프리 백과 사전의 영어 버전에 설명되어 있다. 그러나, 임의의 다른 코딩 스킴이 사용될 수 있다.
바람직하게, 제어 배열은 신호 송신기가 인에이블 신호를 발신하는 것을 방지하도록 구성된 적어도 하나의 스위치 및/또는 퓨즈를 포함하며, 적어도 하나의 스위치 및/또는 퓨즈는 다음 중 적어도 하나에 응답한다 : 수신기의 온도, 수신기에 의해 생성된 전류를 변환하는 전류 컨버터의 온도, 수신기, 전류 컨버터 및/또는 수신기에 의해 수신된 전자기장 에너지를 사용하는 차량의 시스템의 동작 능력. 모니터링의 추가 상세들은 상기에서 설명되었다. 특히, 동작 능력은, 예를 들어 임의의 디바이스가 과부하되는 경우 및/또는 드라이버 또는 제어 센터가 세그먼트로부터 또는 연속 세그먼트들로부터의 에너지를 사용하여 차량을 동작시키기 위해 허용되지 않은 경우 주어지지 않는다.
스위치 및/또는 퓨즈에 의해 중단되는 라인 또는 라인들은 제어 신호 라인(들) 또는 신호 송신기에 전기 에너지를 제공하는 라인(들)일 수도 있다. 특히, 라인은 릴레이를 활성화시켜 인에이블 신호가 송신되는 동안 닫힌 상태로 릴레이를 유지할 수 있는 제 1 라인일 수도 있으며, 릴레이는 비활성화되고, 이에 따라 제 1 라인이 중단되는 경우, 적어도 하나의 신호 송신기에 대해 제 2 라인을 중단시키는 개방 상태에 있게 된다.
스위치 및/또는 퓨즈가 라인을 개방 (즉, 중단) 하고, 이에 따라, 신호 송신기가 인에이블 신호를 더 이상 발신하지 않는다면, 세그먼트의 동작이 정지된다. 스위치 및/또는 퓨즈는 수신기에 할당된 모든 신호 송신기들에 대해 효과적인 것이 바람직하다. 예를 들어, 2개의 신호 송신기들이 수신기에 할당될 수 있는데, 이동 방향에 대하여 하나는 수신기 앞에 하나는 수신기 뒤에 할당될 수 있다. 스위치 및/또는 퓨즈가 라인을 개방한다면, 양 신호 송신기들은 스위치 오프 또는 디스에이블된다.
이전에 언급한 바와 같이, 제 1 신호 송신기는 - 이동 방향에 대하여 - 수신기 앞에 배열될 수 있어서, 제 1 신호 송신기에 의해 발신된 인에이블 신호가 수신기가 세그먼트에 도달하기 전에 세그먼트를 인에이블시킨다. 세그먼트에 도달한다는 것은, 수신기가 세그먼트 바로 위의 위치에 도달하는 것을 의미한다. 또한, 제 2 신호 송신기는 - 이동 방향에 대하여 - 수신기 뒤에 배열될 수 있어서, 수신기가 세그먼트를 떠날때까지 제 2 신호 송신기의 인에이블 신호가 세그먼트를 지속하여 인에이블시킨다. 세그먼트를 떠난다는 것은, 수신기가 더 이상 세그먼트 바로 위에 위치되지 않는다는 것이다. 이러한 배열의 결과로서, 수신기가 세그먼트에 도달하기 직전에 세그먼트가 동작될 수 있고 또한 수신기가 세그먼트를 떠난 후 짧은 시간 주기 동안 여전히 동작된다. 이에 따라, 수신기는 이동 방향에 대하여 차량의 앞에 대해 일정 거리 및 차량의 뒤에 대해 일정 거리에 위치되는 것이 바람직하다. 세그먼트는 적어도 부분적으로 수신기가 차량에 도달하기 전에 차량에 의해 커버되고, 수신기가 세그먼트를 떠날 때 차량에 의해 부분적으로 커버되지만, 제 2 신호 송신기의 인에이블 신호가 수신되기 때문에 여전히 인에이블된다.
특히, (세그먼트들이 연장하는) 이동 경로의 구획들은 이동 방향에서 선로 상의 차량의 길이보다 더 짧은 것이 바람직하고, 차량이 세그먼트가 위치되는 선로의 각 구획을 점유하고 있는 경우에만, 시스템이 세그먼트들을 동작 (특히 스위치 온) 시키도록 구성되는 것이 바람직하다. 차량 아래의 세그먼트들만이 스위치 온되기 때문에, 차량은 도전체 배열에 의해 생성된 전자기장으로부터 환경을 차폐한다. 예를 들어, 세그먼트들의 길이는, 세그먼트들 중 적어도 2개가 선로 상의 차량에 의해 길게 커버되는 방식, 즉 선로 상의 차량의 최소 길이가 하나의 세그먼트의 길이의 2 배만큼 긴 방식으로 치수화될 수 있다. 바람직하게, 모든 라인 세그먼트들은 동일한 길이를 갖는다. 대응하여, 전달된 에너지를 수신하는 차량의 수신 디바이스 또는 수신 디바이스들은 길이 방향으로 차량의 중간 구획에 위치될 수 있다. 바람직하게, 차량에 의해 완전히 점유되는 세그먼트들만이 동작되고, 즉 - 이동 경로를 따라 길이 방향으로 - 동작된 세그먼트들이 차량의 앞을 지나 연장하지 않고 또한 차량의 끝을 지나 연장하지 않는다.
차량이 이동 경로를 따라 이동하고 있는 동안, 세그먼트들로부터의 전기 에너지를 차량에 지속적으로 전달하는 방식으로 세그먼트들이 동작되는 것이 가장 바람직하다. 이것은 차량에 의해 점유되는 제 1 세그먼트가 동작될 수 있고, 또한 차량이 다음에 이어지는 세그먼트에 진입하기 전에, 이 다음 세그먼트가 스위치 온되는 것을 의미한다. 한편, 차량이 이동 경로의 대응 구획을 떠난 후, 제 1 세그먼트가 스위치 오프될 수 있다.
동시에 동작되는 연속 세그먼트들의 개수는 2개로 제한되지 않는다. 예를 들어, 상이한 위치들에서 수신 디바이스들을 갖는 차량과 같은, 긴 차량이 경로 상에서 이동하고 있다면, 오히려 3 개 이상의 연속 세그먼트들이 동시에 동작될 수 있다. 이러한 경우, 세그먼트들은 마지막 수신 디바이스가 세그먼트에 대응하는 경로의 구획을 떠날 때에만 스위치 오프되는 것이 바람직하다.
앞의 단락들에서 기재된 바람직한 실시형태들은, 수신기 앞의 하나의 신호 송신기와 수신기 뒤의 하나의 신호 송신기를 갖는 배열에 의해 쉽게 실현될 수 있으며, 양 송신기들은 트랙에 인에이블 신호를 발신하고 임의의 인이에블 신호들을 수신하는 세그먼트가 인에이블된다.
각 세그먼트는 신호 리셉터에 접속된 세그먼트 제어부를 포함할 수도 있다. 신호 리셉터 또는 세그먼트 제어부 중 어느 하나가 인에이블 신호의 수신을 검출하도록 구성된다. 신호가 코딩된다면, 수신의 검출은 코드가 인에이블 신호의 예상된 코드라는 결정을 포함한다.
세그먼트는 도전체 배열의 일 부분임을 알 수 있으며, 세그먼트가 스위치 온, 즉 동작된다면, 각 세그먼트는 차량에 에너지를 전달하는 전자기장을 생성할 수 있다. 특히, 각 세그먼트는 도전체 배열의 적어도 2개의 라인들의 구획들로 이루어질 수 있으며, 각 라인은 교류 전류의 위상들 중 상이한 위상을 반송하도록 구성된다.
바람직하게, 도전체 배열은 3개의 라인들을 포함하고, 각 라인은 3상 교류 전류의 상이한 위상을 반송한다. 그러나, 라인들의 대응 개수에 의해 반송되는 3상보다 많이 또는 단지 2개만 있는 것도 또한 가능하다. 특히, 세그먼트들의 각각은 라인들 각각의 구획들을 포함할 수도 있어서, 각 세그먼트가 3상에 의해 야기되는 전자기장을 생성한다.
세그먼트들을 스위칭 온 및 오프하는 프로세스는 교류 전류의 위상들을 반송하는 세그먼트들의 라인들 중 적어도 하나와 전력 공급 라인 사이에서 접속을 중단 또는 연결시킴으로써, 및/또는 전력 공급 라인의 전류를 세그먼트의 교류 전류로 변환 (특히, 인버팅) 하는 전류 컨버터를 스위칭 온 또는 오프시킴으로써 제어될 수 있다.
본 발명의 실시형태들 및 예시들이 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다. 도면들에서,
도 1은 레일 차량의 선로 및 차량을 포함하는 배열을 나타내며, 선로는 전자기장을 생성하는 복수의 세그먼트들을 구비한다.
도 2는 도 1의 선로의 부분들 및 차량의 확대도를 나타낸다.
도 3은 차량으로부터 선로로 인에이블 신호를 송신하는 신호 송신기의 바람직한 실시형태를 나타내고, 또한 도면은 송신기의 동작을 제어하는 제어 배열을 나타낸다.
도 4는 선로에서 수신된 신호들을 프로세싱하는 배열을 나타낸다.
도 1은 차량 (81), 특히 전차와 같은 경전철 차량을 나타낸다. 이 특정 실시형태에 있어서, 전차는 선로에 의해 생성된 전자기장을 수신하는 2개의 수신기들 (1a, 1b) 을 포함한다. 수신기들 (1a, 1b) 은 차량 (81) 의 앞 부분 및 뒷 부분의 중간 구획에서 차량 (81) 의 저부에 위치된다. 수신기들은 도 2의 개략적인 측면도에서 가장 잘 보여질 수 있다. 차량은 임의의 다른 개수의 수신기들을 가질 수도 있다.
수신기들 (1a, 1b) 은 수신기 (1) 에 의해 생성된 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 컨버터 (미도시) 와 같은, 차량 (81) 내의 다른 장비와 접속된다. 예를 들어, 직류 전류는 차량 (81) 의 배터리들 또는 다른 에너지 저장소들 (5a, 5b) 를 충전하기 위해 사용될 수 있다.
수신기들 (1a, 1b) 은, 차량의 저부에 또한 위치되는 신호 송신기들 (2a, 2b, 2c, 2d) 의 동작을 제어하는 제어 디바이스 (3a, 3b) 에 접속되어, 신호 송신기들에 의해 발신된 신호들이 하향으로 선로 쪽으로 발신된다. - 이동 방향 (이동 방향은 도 1 및 도 2에서 오른쪽으로 연장한다) 에 대하여 - 각 경우에 있어서 수신기 (1a, 1b) 뒤에 하나의 신호 송신기 (2a, 2c) 가 있고, 각 경우에 있어서 수신기 (1a, 1b) 앞에 하나의 신호 송신기 (2b, 2d)가 있다. 또한, 신호 송신기들은 제어 디바이스 (3a, 3b) 에 접속된다.
선로는 서로 분리되어 동작될 수 있고, 차량 (81) 에 에너지를 전달하기 위하여 전자기장을 동작시키는 동안 생성하는 직렬의 연속 세그먼트들 (T1, T2, T3, T4, T5) 을 포함한다. 각 세그먼트는 차량의 이동 경로의 구획에 걸쳐 연장한다. 게다가, 대응 세그먼트 (T) 의 구획을 따라 또한 연장하는 루프 (D1, D2, D3, D4, D5) 가 있다. 각 루프 (D) 는 도전체의 단일 루프 또는 다중 루프이다. 신호 송신기들 (2) 에 의해 생성된 전자기파들은 루프 (D) 에서 대응하는 전압을 유도한다. 각 루프 (D) 는 전자기파를 사용하여 루프 (D) 로 전달되는 임의의 신호를 디코딩하기 위해 선로에서 신호 디코더 (21a, 21b, 21c, 21d, 21e, 21f) 에 접속된다. 신호 디코더 (21) 는 대응하는 세그먼트 (T) 의 동작을 제어하는 제어 디바이스 (23a, 23b, 23c, 23d, 23e, 23f) 에 접속된다.
도 1은 또한 각 제어 디바이스 (23) 로부터 인버터 (24a, 24b, 24c, 24d, 24e, 24f) 로의 접속을 나타낸다. 또한, 각 제어 디바이스 (23) 는 제어 디바이스들 (23) 의 동작을 제어하기 위해, 특히 제어 디바이스들 (23) 에 의해 수행되는 제어를 인에이블 또는 디스에이블 하기 위해, 제어 라인으로서 사용될 수도 있는 전력 공급 라인 (25) 에 접속된다. 전력 공급 라인 (25) 은 직류 전류를 생성하기 위해 전력 공급부 (26) 에 접속된다. 전력 공급 라인 (25) 이 또한 제어 라인으로서 사용된다면, 중앙 제어 유닛 (28) 은 라인 (25) 에 접속된다.
도 1 및 도 2에 나타낸 배열의 동작은 다음과 같다 : 차량 (81) 이 선로 상에서 이동하는 동안, 송신기들 (2) 은 선로 쪽으로 연속적으로 또는 반복적으로 인에이블 신호를 발신한다. 예를 들어, 도 2에 나타낸 신호 송신기 (2a) 는 루프 (D2) 에 의해 수신된 인에이블 신호를 발신한다. 신호는 루프 (D2) 내에서의 유도에 의해 대응 교류 전압을 유발한다. 전달 및 수신의 다른 무선 기술들이 대신 사용될 수도 있다. 신호 송신기 (2a) 에 의해 발신된 인에이블 신호는 코딩된 신호이기 때문에, 루프 (D2) 에 접속된 디코더 (21b) 는 수신된 신호가 예상 코딩된 신호임을 검출한다. 이에 따라, 디코더 (21b) 는 제어 디바이스 (23b) 로 신호를 출력하여 제어 디바이스 (23b) 가 예상 코딩된 신호가 수신된다는 정보를 수신한다. 신호 송신기 (2a) 가 루프 (D2) 바로 위에서 이동하는 한, 이 프로세스는 반복된다.
옵션으로, 제어 디바이스 (23b) 는 중앙 제어 유닛 (28) 으로부터 추가 인에이블 또는 디스에이블 신호를 수신할 수도 있다. 제어 디바이스 (23b) 는, 디스에이블 신호를 수신하는 경우 세그먼트 (T2) 가 동작하도록 제어하지 않는다. 그러나, 제어 디바이스 (23b) 가 중앙 제어 유닛 (28) 으로부터 인에이블 신호를 수신하고, 동시에 예상 코딩된 신호가 수신되는 디코더 (21b) 로부터 정보를 수신하는 경우, 제어 디바이스는 인버터 (24b) 가 세그먼트 (T2) 를 통해 교류 전류를 생성하도록 제어하여 세그먼트 (T2) 에 의해 전기장이 생성된다.
다른 세그먼트들 (T) 의 동작은 세그먼트 (T2) 에 대해서와 동일하다. 또한, 다른 세그먼트들 (T) 은, 접속된 루프 (D) 로부터 신호를 수신하거나 수신하지 않는 디코더 (21) 의 검출 결과에 의존하여 제어 디바이스 (23) 에 의해 제어되는 인버터 (24) 에 접속된다. 도 1 및 도 2에 나타낸 상황의 경우에 있어서, 세그먼트들 (T2, T3, T4) 은 전기장을 생성하도록 동작되는데, 이는 신호 송신기들 (2a, 2b, 2c, 2d) 이 대응 루프들 (D2, D3, D4) 위를 이동하고 있기 때문이다.
다음에서, 신호 송신기의 동작을 제어하는 제어 디바이스의 바람직한 실시형태가 설명된다. 도 3에 나타낸 제어 디바이스는, 예를 들어 도 1 및 도 2의 제어 디바이스 (3a 또는 3b) 일 수도 있다.
신호 송신기 (2) 는 도 3의 오른쪽에 개략적으로 나타낸다. 신호 송신기 (2) 는 소정의 코드를 생성하는 신호 인코더 (31) 에 접속되어 대응 신호 디코더 (예를 들어, 도 1 및 도 2의 신호 디코더 (21)) 가 예상 신호를 디코딩하고 인식할 수 있다. 신호 인코더 (31) 에는 도 3에 나타내지 않은 소스로부터 전기 에너지가 제공되지만, 인코더 (31) 에 대한 플러스 및 마이너스 전위 라인들은 도 3에서 "＋" 및 "－" 기호로 상징화된다. 이 2 개의 라인들 (40a, 40b) 은, 릴레이 (33) 의 좌측에 나타낸 제어 배열의 동작 상태에 의존하여 라인 (40a) 및/또는 (40b) 를 중단하도록 구성된 릴레이 (33) 에 접속된다.
제어 배열은 2개의 라인들, 즉 "＋" 로 표시된 제 1 라인 (41a) 과 "－" 로 표시된 제 2 라인 (41b) 을 포함한다. 도 3에 나타낸 바람직한 실시형태에서, 라인들 (41a, 41b) 중 하나의 라인의 중단은 트리거 릴레이 (33) 가 양 라인들 (40a, 40b) 을 중단하기에 충분하다. 라인들 (40) 이 중단된다면, 인코더 (31) 는 동작하지 않고, 이에 따라 신호 송신기 (2) 는 코딩된 신호를 발신하지 않는다. 그것은 전자기파를 생성할 수 있지만, 이 전자기파가 예상된 신호에 의해 코딩되지 않는다. 제 1 및 제 2 라인 (41a, 41b) 은 동일한 유형의 엘리먼트들을 포함한다. 이 엘리먼트들 및 라인들 (41a, 41b) 은 신뢰성 및 안전성을 증가시키기 위해 중복된다. 블록 (39) 은 수신기 (1) 에 접속되는 컨버터의 범위 내에서 초과 온도 (즉, 소정의 임계치 이상의 온도) 가 검출된다면, 대응 라인 (41) 을 스위치 오프 (즉, 중단) 하도록 구성된 라인 (41b) 의 대응 스위치 (32d) 와 라인 (41a) 의 스위치 (32c) 를 포함한다. 컨버터는, 특히 수신기 (1) 에 의해 생성된 교류 전류로부터 직류 전류를 생성하는 정류기이다. 스위치 (32) 가 라인 (41) 을 중단하게 하는 온도 센서는 스위치 (32) 에 접속된 별도의 온도 센서일 수도 있고 또는 스위치 (32) 에 통합될 수도 있다.
또한, 블록 (39) 은 초과 온도에 또한 응답하는 제 1 및 제 2 라인 (41a, 41b) 의 각각에 퓨즈 (30c, 30d) 를 포함한다. 그러나, 퓨즈 (30) 가 용융되어 라인 (41) 을 중단하게 하는 온도는 스위치 (32) 를 개방시키는 소정의 온도보다 높은 것이 바람직하다. 이에 따라, 더 자주 발생할 수도 있는 더 작은 초과 온도는 단지 스위치들 (32) 중 하나 또는 스위치들 (32) 모두를 개방시키지만, 퓨즈 또는 퓨즈들 (30) 을 용융시키지 않는다.
블록 (39) 은 반드시 서로 고정된 부분들의 배열이 아니지만, 이러한 배열일 수도 있다. 동일한 것을 다음에서 설명되는 블록 (38) 에 적용한다 :
블록 (38) 은 블록 (39) 과 동일한 유형의 엘리먼트들을 포함하지만, 라인 (41a) 및 라인 (41b) 에서의 온도 감응형 스위치들 (32a, 32b) 과 라인 (41a) 과 라인 (41b) 에서의 퓨즈들 (30a, 30b) 은 수신기 (1) 의 초과 온도에 민감하다. 엘리먼트들 (30, 32) 의 기능은 상기 설명된 바와 같은 스위치들 (32) 및 퓨즈들 (30) 의 기능에 대응한다.
수신기와 결합되는 다른 디바이스들이 초과 온도 동안 모니터링되는 경우, 블록들 (38, 39) 과 유사한 추가 블록들이 존재할 수도 있다.
또한, 도 3에 나타낸 제어 배열은 차량의 제어 시스템으로부터 신호 (특히, 디지털 신호) 를 수신하는 신호 입력 (37) 을 갖는 릴레이 (36a, 36b) 을 포함한다. 신호는, 수신기 (1) 를 포함하는 수신 시스템이 동작할 준비가 되었는지 여부의 정보를 포함한다. 신호가 시스템이 동작할 준비가 되지 않았다는 정보를 포함한다면, 또는 - 대안의 실시형태에 따라 - 시스템이 동작할 준비가 되었다는 정보를 포함하는 신호가 없다면, 릴레이 (36) 는 개방 상태로 있게 되어 라인들 (41a, 41b) 이 중단된다.
유사한 배열, 즉 제어 신호 입력 (35) 을 갖는 릴레이 (34a, 34b) 는, 차량에 선로로부터 전자기장 에너지가 제공될 준비가 되었는지 여부의 정보를 포함하는 제어 신호 (바람직하게 디지털 신호) 를 수신하도록 구성된다. 예를 들어, 차량의 드라이버 또는 선로의 동작을 제어하는 제어 센터는 신호 입력 (35) 으로 제어 신호를 출력할 수도 있다. 차량이 선로로부터 유도에 의해 에너지를 수신할 준비가 되지 않았다면, 릴레이 (34a, 34b) 는 개방 상태로 있게 되어 라인들 (41a, 41b) 이 중단된다.
그 결과, 수신기 및 컨버터의 초과 온도가 없다면, 컨버터를 포함하는 수신기 시스템이 동작할 준비가 된다면, 그리고 차량이 선로로부터 전자기장 에너지를 수신할 준비가 됨을 표시하는 제어 신호가 릴레이 (34) 에 입력된다면, 릴레이 (33) 만이 닫히게 되어 신호 인코더 (31) 가 동작할 수 있다. 모든 다른 경우에 있어서, 라인들 (41a, 41b) 중 적어도 하나는 중단되어 릴레이 (33) 가 개방 상태로 있게 된다.
도 3은 바람직한 예시이다. 변형들이 가능하다. 특히, 제어 배열이 단지 하나의 제어 라인 (41) 만을 포함하는 것이 가능하다. 게다가 또는 대안적으로, 제어 라인 (41) 또는 제어 라인들 (41a, 41b) 은, 스위칭 상태가 차량의 추가 제어 정보 또는 동작 데이터에 의존하는 부가 스위치들 또는 릴레이들을 포함할 수도 있다. 대안적으로, 제어 라인 (41) 또는 제어 라인들 (41a, 41b) 은 도 3에 나타낸 것보다 적은 엘리먼트들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 하나 또는 양 릴레이들 (34, 36) 이 생략될 수 있다. 도 3에 나타낸 엘리먼트들의 각 결합이 가능하고, 예를 들어 수신기의 초과 온도 퓨즈 (30) 만으로 가능하지만, 도 3에 나타낸 엘리먼트들 만으로도 가능하다.
도 4는 신호 디코더 (21), 예를 들어 도 1 및 도 2의 신호 디코더 (21b) 를 나타낸다. 도 4의 왼쪽에, 디코더 (21) 가 루프 (D) 에 접속된다. 디코더가 예상 코딩된 신호를 수신하는지의 질의에 의존하여, 릴레이 (45) 로 신호를 출력한다. 옵션으로, 도 4에 나타낸 바와 같이, 부가 엘리먼트들 (43a, 43b) 이 디코더 (21) 와 릴레이 (45) 사이의 접속에서 배열될 수 있다. 예를 들어, 이 부가 엘리먼트들은 디코더 (21) 로부터 릴레이 (45) 로의 신호를 증가 또는 변경하기 위한 용량들 또는 다른 디바이스들일 수도 있다.
도 4에 나타낸 특정 실시형태는 디코더 (21) 로부터 릴레이 (45) 로의 2개의 접속들을 포함한다. 그 이유는 접속들 중 하나는 고장일 수 있다는 것이다. 또한, 중복 접속은 신뢰성을 개선한다.
나타낸 특정 실시형태에서의 릴레이 (45) 는 3개의 출력 라인들 (릴레이 (45) 의 저부에 도시됨) 에 대응하는 3개의 스위치들을 갖는다. 다른 실시형태들에 있어서, 릴레이 (45) 는 출력 접속들의 상이한 수를 가질 수도 있다. 예를 들어, 인버터 (24, 도 1 및 도 2 참조) 에 대해 단일 출력 접속은 충분하다. 그러나, 도 4에 나타낸 배열이 바람직한데, 이는 보다 신뢰성이 있기 때문이다.
릴레이 (45) 의 출력 접속들 중 2개는 인버터 게이트 드라이브 (46), 예를 들어 도 1 및 도 2의 인버터 (24b) 의 인버터 게이트 드라이브와 릴레이 (45) 를 접속시키도록 작용한다. 인버터 게이트 드라이브는 게이트들의 동작을 직접 제어하는, 즉 인버터를 동작시키기 위해 사용되는 전자 스위치들의 전극들을 제어하는 인버터의 제어 디바이스의 부분이다.
릴레이 (45) 의 제 3 출력은 동일한 인버터의 인버터 제어부 (47) 에 릴레이 (45) 를 접속시키도록 작용한다. 인버터 제어부는 인버터 게이트 드라이브들을 제어하는 인버터의 부분이다. 결과적으로, 인버터 제어부와 인버터 게이트 드라이브 사이에 제어 접속 (48) 이 있다. 일반적으로, 3 상 애플리케이션의 인버터는 6 개의 전자 스위치들을 포함하기 때문에, 모든 인버터 게이트 드라이브들이 릴레이 (45) 의 출력에 직접 접속되는 것이 바람직하다. 도 4에 나타낸 릴레이 (45) 로부터 인버터 게이트 드라이브 (46) 로의 2개의 제어 라인들은 단지 예시들이다.
릴레이 (45) 가 닫힌 상태에 있다면, 도 4에서 "＋" 및 "－" 로 표시된 릴레이 (45) 의 모든 출력들은 에너지 소스에 접속된다. 이것은, 디코더 (21) 가 예상 코딩된 신호를 수신하고 이에 따라 릴레이 (45) 에 신호를 출력하여 스위치를 닫는지의 경우이다. 반면, 신호 디코더 (21) 가 루프 (D) 로부터 예상 코딩된 신호를 수신하지 않는다면, 신호를 릴레이 (45) 에 출력하지 않고, 또는 대안적으로 개방 신호를 출력하여 릴레이 (45) 를 개방시켜서, 릴레이 (45) 가 개방 상태에 있게 되며, 릴레이 (45) 의 출력 라인들 중 어느 것도 에너지 소스에 접속되지 않는다. 이에 따라, 인버터는 동작될 수 없고 세그먼트 (T) 에 교류 전류를 제공하지 않게 된다.

Claims (14)

  1. 차량 (81) 에, 특히 경전철 차량 (light rail vehicle) 과 같은 선로계 차량 (track bound vehicle) 에 전기 에너지를 전달하는 시스템으로서,
    - 상기 시스템은 교번 전자기장을 생성하고 이에 의해 상기 차량 (81) 에 전자기 에너지를 전달하는 도전체 배열을 포함하고,
    - 상기 도전체 배열은 적어도 하나 및 바람직하게는 복수의 연속 세그먼트들 (T1, T2, T3, T4, T5) 을 포함하고, 각 세그먼트 (T1, T2, T3, T4, T5) 는 상기 차량 (81) 의 이동 경로의 상이한 구획을 따라 연장하며,
    - 각 세그먼트 (T1, T2, T3, T4, T5) 는 임의의 다른 세그먼트와 별도로 스위치 온 및 오프될 수 있고,
    - 상기 차량 (81) 은 상기 전자기 에너지를 수신하는 적어도 하나의 수신기 (1) 를 포함하고,
    - 상기 차량 (81) 은 상기 선로 쪽으로 인에이블 신호를 반복적으로 또는 연속적으로 발신하도록 구성된 적어도 하나의 신호 송신기 (2) 를 포함하고,
    - 신호 리셉터 (D1, D2, D3, D4) 가 각 세그먼트 (T1, T2, T3, T4, T5) 에 할당되고, 상기 신호 리셉터 (D1, D2, D3, D4) 가 상기 인에이블 신호를 수신하는 동안, 상기 신호 리셉터 (D1, D2, D3, D4) 는 상기 세그먼트를 인에이블시켜 상기 교번 전자기장을 생성하게 하고, 상기 세그먼트의 상기 신호 리셉터 (D1, D2, D3, D4) 에 의해 상기 인에이블 신호가 더 이상 수신되지 않을 때, 세그먼트 제어부 (3) 가 상기 세그먼트의 동작을 정지시키도록 구성되며,
    - 상기 차량 (81) 은 상기 수신기 및/또는 상기 수신기와 결합된 임의의 디바이스가 동작되지 않는다면, 상기 인에이블 신호의 송신을 정지시키도록 구성된 송신기 제어 배열을 포함하는, 차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 리셉터 (D1, D2, D3, D4) 는 상기 인에이블 신호를 수신하는 수신 영역을 포함하고,
    상기 수신 영역은 상기 차량 (81) 의 이동 경로의 구획을 따라 연장하는, 차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 세그먼트가 동작되는 동안, 각 세그먼트 (T1, T2, T3, T4, T5) 에서 일정 크기의 교류 전류가 생성되는, 차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템을 사용하여 동작하는 차량 (81), 특히 경전철 차량 (light rail vehicle) 과 같은 선로계 차량 (track bound vehicle) 으로서,
    - 상기 차량 (81) 은 교번 전자기장의 전자기 에너지를 수신하는 적어도 하나의 수신기 (1) 를 포함하고,
    상기 차량 (81) 은 상기 교번 전자기장의 생성을 인에이블 시키기 위해 상기 선로 쪽으로 인에이블 신호를 반복적으로 또는 연속적으로 발신하도록 구성된 적어도 하나의 신호 송신기 (2) 를 포함하며,
    - 상기 차량 (81) 은 상기 수신기 (1) 및/또는 상기 수신기 (1) 와 결합된 임의의 디바이스가 동작되지 않는다면, 상기 인에이블 신호의 송신을 정지시키도록 구성된 송신기 제어 배열 (3) 을 포함하는, 차량.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신기 제어 배열 (3) 은 상기 신호 송신기 (2) 가 상기 인에이블 신호를 발신하는 것을 방지하도록 구성된 적어도 하나의 스위치 (32) 및/또는 퓨즈 (30) 를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 스위치 (32) 및/또는 퓨즈 (30) 는, 수신기의 온도, 상기 수신기에 의해 생성된 전류를 변환하는 전류 컨버터의 온도, 상기 수신기, 상기 전류 컨버터 및/또는 상기 수신기에 의해 수신된 상기 전자기 에너지를 사용하는 상기 차량의 시스템의 동작 능력 중 적어도 하나에 응답하는, 차량 또는 차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스위치 (32) 및/또는 퓨즈 (30) 는 라인 (41) 에 배열되고, 상기 적어도 하나의 신호 송신기 (2) 가 상기 인에이블 신호를 발신하는 것을 방지하는 경우, 상기 라인 (41) 을 중단하도록 구성되는, 차량 또는 차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 라인 (41) 은, 릴레이 (33) 를 활성화시켜 상기 인에이블 신호가 송신되는 동안, 상기 릴레이 (33) 를 닫힌 상태로 유지하는 제 1 라인이고,
    상기 릴레이 (33) 는 비활성화되고 이에 따라 상기 제 1 라인 (41) 이 중단되는 경우, 상기 적어도 하나의 신호 송신기 (2) 에 대해 개방 상태로 제 2 라인 (40) 을 중단시키는, 차량 또는 차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 신호 송신기 (2b) 는 - 이동 방향에 관하여 - 상기 수신기 (1) 앞에 배열되어, 상기 수신기 (1) 가 상기 세그먼트 (T2) 위의 영역에 도달하기 전에 상기 제 1 신호 송신기 (2b) 에 의해 발신된 인에이블 신호가 세그먼트 (T2) 를 인에이블시키고,
    제 2 신호 송신기 (2a) 는 -상기 이동 방향에 대하여- 상기 수신기 (1) 뒤에 배열되어, 상기 수신기 (1) 가 상기 세그먼트 (T2) 위의 상기 영역을 떠날 때까지, 상기 제 2 신호 송신기 (2a) 의 인에이블 신호가 상기 세그먼트 (T2) 를 지속하여 인에이블시키는, 차량 또는 차량에 전기 에너지를 전달하는 시스템.
  9. 차량 (81) 에, 특히 경전철 차량 (light rail vehicle) 과 같은 선로계 차량 (track bound vehicle) 에 전기 에너지를 전달하는 방법으로서,
    - 상기 선로를 따라 위치된 도전체 배열에 의해 교번 전자기장이 생성되고 이에 의해 상기 차량 (81) 에 전자기 에너지를 전달하고,
    - 상기 도전체 배열의 적어도 하나의 세그먼트 또는 복수의 연속 세그먼트들 (T1, T2, T3, T4, T5) 은, 상기 차량 (81) 이 이동하고 있는 상기 차량의 이동 경로의 제한된 영역에만 상기 전자기장을 생성하기 위해, 다른 세그먼트들 (T1, T2, T3, T4, T5) 과 별도로 스위치 온 및 오프되고, 상기 각 세그먼트 (T1, T2, T3, T4, T5) 는 상기 차량 (81) 의 이동 경로의 상이한 구획을 따라 연장하며,
    - 상기 전자기 에너지는 상기 차량 (81) 에 배열된 적어도 하나의 수신기 (1) 를 사용하여 수신되고,
    - 상기 차량으로부터 상기 선로 쪽으로 반복적으로 또는 연속적으로 인에이블 신호가 발신되고,
    - 상기 세그먼트는 신호 리셉터 (D1, D2, D3, D4) 가 상기 인에이블 신호를 수신하는 동안 상기 교번 전자기장을 생성하도록 인에이블되고, 상기 세그먼트 (T1, T2, T3, T4, T5) 의 동작은 상기 세그먼트 (T1, T2, T3, T4, T5) 의 신호 리셉터 (D1, D2, D3, D4) 에 의해 상기 인에이블 신호가 더 이상 수신되지 않을 때 정지되며,
    상기 인에이블 신호의 송신은 상기 수신기 (1) 및/또는 상기 수신기 (1) 와 결합된 임의의 디바이스가 동작되지 않는 경우 정지되는, 차량에 전기 에너지를 전달하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 수신기 (1) 의 온도가 소정의 최대값을 초과하고;
    상기 수신기에 의해 생성된 전류를 변환시키는 전류 컨버터의 온도가 소정의 최대값을 초과하고;
    상기 수신기, 상기 전류 컨버터 및/또는 상기 수신기에 의해 수신된 전자기 에너지를 사용하는 상기 차량의 시스템이 동작될 준비가 되지 않는,
    이벤트들 중 하나 이상이 발생하는 경우,
    상기 인에이블 신호가 더 이상 발신되지 않는, 차량에 전기 에너지를 전달하는 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    제 1 인에이블 신호는 - 이동 방향에 대하여 - 상기 수신기 앞에서 제 1 신호 송신기 (2b) 에 의해 제 1 위치로부터 송신되어, 상기 수신기 (1) 가 세그먼트 (T2) 위의 영역에 도달하기 전에 상기 제 1 신호 송신기 (2b) 에 의해 발신된 인에이블 신호가 상기 세그먼트 (T2) 를 인에이블시키고,
    제 2 인에이블 신호는 - 상기 이동 방향에 대하여 - 상기 수신기 뒤에서 제 2 신호 송신기 (2a) 에 의해 제 2 위치로부터 송신되어, 상기 수신기 (1) 가 상기 세그먼트 (T2) 위의 상기 영역을 떠날 때까지 상기 제 2 신호 송신기 (2a) 의 인에이블 신호가 상기 세그먼트 (T2) 를 지속하여 인에이블시키는, 차량에 전기 에너지를 전달하는 방법.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 신호 송신기 (2) 가 상기 인에이블 신호를 발신하는 것이 방지되는 경우, 스위치 (32) 및/또는 퓨즈 (30) 가 라인 (41) 을 중단시키는데 사용되는, 차량에 전기 에너지를 전달하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 라인 (41) 은 릴레이 (33) 를 활성화시켜 상기 인에이블 신호가 송신되는 동안 상기 릴레이 (33) 를 닫힌 상태로 유지하는 제 1 라인이고,
    상기 릴레이 (33) 는 비활성화되고 이에 따라 상기 제 1 라인 (41) 이 중단되는 경우, 상기 적어도 하나의 신호 송신기 (2) 에 대해 개방 상태로 제 2 라인 (40) 을 중단시키는, 차량에 전기 에너지를 전달하는 방법.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세그먼트가 동작되는 동안, 각 세그먼트 (T1, T2, T3, T4, T5) 에서 일정 크기의 교류 전류가 생성되는, 차량에 전기 에너지를 전달하는 방법.
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