KR20200093669A - 밸브의 개방 시간의 교정 장치를 구비한 브레이크 시스템 및 밸브의 개방 시간을 교정하기 위한 방법 - Google Patents

밸브의 개방 시간의 교정 장치를 구비한 브레이크 시스템 및 밸브의 개방 시간을 교정하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 밸브(103)의 개방 시간의 교정 장치(1)를 구비한 브레이크 시스템에 관한 것으로, 상기 브레이크 시스템은 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154)의 신호를 위한 신호 입력 인터페이스, 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154) 후 밸브(103) 이전의 압력(156)을 위한 신호 입력 인터페이스, 유효 밸브 개방 시간(153)의 현재 설정 전후 밸브(103) 이후의 압력 사이의 압력차(125)를 위한 신호 입력 인터페이스, 밸브(103) 이후의 압력차(125), 유효 밸브 개방 시간(154)의 가장 최근에 입력된 설정 후 밸브(103) 이전의 압력(156) 및 기준 시스템(111)의 공압 특성을 규정하는 기준 시스템(111)의 파라미터로부터 유효 기준 시스템 밸브 개방 시간(160)을 결정하는 밸브 개방 시간 결정 장치, 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154)과 유효 기준 시스템 밸브 개방 시간(160) 사이의 차이로서 교정 시간(162)을 결정하는 교정 시간 결정 장치(127), 현재 유효 밸브 개방 시간(153) 후 교정 시간들(162)을 합산하여 총 교정 시간(164)을 형성하는 가산 장치(129) 및 현재 유효 밸브 개방 시간(153)을 교정하는 총 교정 시간(164)을 위한 신호 출력부를 갖는다.

Description

밸브의 개방 시간의 교정 장치를 구비한 브레이크 시스템 및 밸브의 개방 시간을 교정하기 위한 방법
본 발명은 밸브의 개방 시간의 교정 장치를 구비한 브레이크 시스템과 밸브의 개방 시간을 교정하기 위한 방법, 및 특히 철도 차량을 위한 브레이크 시스템에 관한 것이다.
철도 차량의 브레이크는 일반적으로 제어 장치 또는 조절 장치에 의해 제어되는 공압 브레이크 시스템을 통해 작동된다. 브레이크 시스템의 기능을 구현하기 위해 개발 측에서 모델 기반의 압력 제어 장치 또는 압력 조절 장치가 제조된다. 유효 밸브 개방 시간, 즉 밸브가 실제로 개방되는 시간은 목표 압력의 소정의 변화에 대해 계산된다. 이러한 계산을 위해 체적 및 공압 유도값과 같은 공압 경로의 특성 변수, 즉 파라미터가 사용된다.
압력 제어 장치의 사용 시 작업점에서 파라미터화가 부적절하거나 밸브 거동이 바람직하지 않은 경우에 압력은 유지되거나 상기 작업점으로부터 매우 느리게 멀어질 수 있다. 모델 기반 압력 조절 장치의 사용 시 공압 경로와 관련하여 잘못된 파라미터화로 인해 조절 과정마다 발생하는 압력 변화가 너무 작거나 클 수 있다. 이로 인해 스위칭 사이클이 증가하고, 조절 정확도는 낮아지며, 조절 속도는 감소하거나 불안정성이 발생할 수 있다.
이러한 이유로 공압 경로의 특성 변수는 지금까지 구성 데이터를 기반으로 결정되었거나, 공압 시스템은 의도대로 규정된 공압 변수를 위해 설계되었다. 또한, 공압 시간 거동, 즉 환기 및 배기 시간은 소정의 압력 변화에 대해 테스트되었고, 이러한 테스트 결과에 기초하여 제어 기능에 필요한 파라미터가 결정되었다. 그러나 모듈식 시스템의 경우에 다양한 구성 요소로 인해 테스트할 매우 다양한 변형이 발생할 수 있다.
본 발명의 과제는, 상기 단점을 제거하고, 설계 사양이 부정확하거나 실제 공압 시스템의 변경 시에도 공압 브레이크 시스템에서 필요한 유효 밸브 개방 시간을 보장하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1 항의 특징들을 갖는 밸브 개방 시간의 교정 장치를 구비한 브레이크 시스템 및 청구항 제 6 항에 따른 밸브 개방 시간을 교정하기 위한 방법에 의해 해결된다. 본 발명의 추가 개선예는 종속 청구항들의 대상이다.
밸브 개방 시간의 교정 장치를 구비한 본 발명에 따른 브레이크 시스템은 제어 시스템의 공압 브레이크 시스템의 밸브에 대해 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간의 신호를 위한 신호 입력 인터페이스를 갖는다. 공압 브레이크 시스템 내부의 소정의 압력 변화, 즉 제동 작용의 도입, 강화 또는 감소 또는 해제를 위해, 예정된 유효 밸브 개방 시간이 제어 시스템에 의해 사전 설정되고, 상기 개방 시간에 따라 밸브가 제어되고, 상기 시간은 신호 입력 인터페이스를 통해 교정 장치에 입력된다.
브레이크 시스템은 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간 후 밸브 이전의 압력을 위한 신호 입력 인터페이스를 더 포함한다. 밸브 이전의, 즉 브레이크로부터 떨어져 있는 밸브 측의 압력이 압력 센서에 의해 검출되며, 밸브 이전의 압력에 대한 해당 압력 신호는 신호 입력 인터페이스를 통해 장치에 입력된다.
본 발명에 따른 브레이크 시스템은 또한 유효 밸브 개방 시간의 현재 설정 후 밸브 이후의 압력과, 유효 밸브 개방 시간의 가장 최근에 입력된 설정 후 밸브 이후의 압력 사이의 압력차를 위한 신호 입력 인터페이스를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 브레이크 시스템은 밸브 개방 시간 결정 장치를 갖고, 상기 결정 장치는 밸브 이후의 압력차, 유효 밸브 개방 시간의 가장 최근에 입력된 설정 후 밸브 이전의 압력 및 기준 시스템의 파라미터로부터 유효 기준 시스템 밸브 개방 시간을 결정한다.
이러한 파라미터는 실질적으로 브레이크 시스템의 공압 구성에 기반한다. 파라미터는 상응하게 예정된 공압 기준 시스템에 대해 미리 결정되며, 상기 파라미터는 예를 들어 최대값으로서 선택되고 또는 대안으로서 예를 들어 실제 브레이크 시스템에 따라 선택된다. 최대값은, 공압 시스템의 체적이 상한이고 밸브 반응 시간이 "느린" 공차 한계에 있음을 의미한다. 이는, 밸브 개방 시간 동안 압력 증가는 느리고 결과적인 압력 변화는 작고, 또는 다른 측면에서 볼 때, 예정된 압력차를 달성하기 위해, 더 긴 밸브 개방 시간이 필요하다는 것을 의미한다. 파라미터가 실제 브레이크 시스템을 맵핑하는 경우, 예정된 압력차에 대한 기준 시스템의 유효 밸브 개방 시간은 이러한 압력차에 대한 실제 브레이크 시스템의 이론적인 유효 밸브 개방 시간에 해당한다. 파라미터는 파라미터 공간일 수도 있고, 상이한 압력차에 대해 상이한 파라미터가 사용된다.
유효 기준 시스템 밸브 개방 시간은 기준 시스템의 공압 특성을 규정하는 파라미터 또는 파라미터 공간에 기초하여, 밸브 이후의 압력차와 유효 밸브 개방 시간의 가장 최근에 입력된 설정 후 밸브 이전의 압력으로부터 기준 시스템에 대해 결정된 유효 밸브 개방 시간이다. 전술한 바와 같이, 유효 기준 시스템 밸브 개방 시간은 예정된 공압 기준 시스템의 선택에 의해 영향을 받는다.
본 발명에 따른 브레이크 시스템은 또한 교정 시간 결정 장치를 더 포함하고, 상기 결정 장치는 제어 장치에 의해 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간과 유효 기준 시스템 밸브 개방 시간 사이의 차이로부터 교정 시간을 결정한다. 예를 들어 교정 시간은 차이에 해당할 수 있다.
교정 시간은, 미리 정해진 유효 밸브 개방 시간에 의해 달성할 압력차가 얻어지도록, 미리 정해진 유효 밸브 개방 시간을 교정하기 위해 이용된다.
이는 다음과 같은 기본적인 고찰에서 비롯된다.
제어 장치에 의해 미리 정해진 유효 밸브 개방 시간에 기초하여, 미리 정해진 유효 밸브 개방 시간의 입력 전후 실제 시스템에서 밸브 이후의 실제 압력차가 얻어진다. 이러한 실제 압력차가 기준 시스템에 입력되면, 이러한 실제 압력차에 대해 기준 시스템을 통해 사실상의 유효 기준 시스템 밸브 개방 시간이 계산된다. 이러한 사실상의 유효 기준 시스템 밸브 개방 시간은, 이러한 실제 압력차가 생기도록 하기 위해, 기준 시스템에 따라 밸브가 사실상 얼마나 오랫동안 개방되었는지를 나타낸다.
기준 시스템은 이론적인 실제 브레이크 시스템에 해당한다는 것이 가정된다.
먼저, 사실상의 유효 기준 시스템 밸브 개방 시간은 미리 정해진 유효 밸브 개방 시간보다 짧은 경우가 고려된다.
이는 한편으로, 실제 시스템이 이론적 실제 시스템(기준 시스템)에 해당하지 않음을 의미하며, 그렇지 않으면 유효 기준 시스템 밸브 개방 시간은 미리 정해진 유효 밸브 개방 시간에 해당할 것이기 때문이다. 또한 이는, 예를 들어 실제 시스템에서 장애로 인해 유효 밸브 개방 시간으로부터 발생하는 실제 압력차는 기준 시스템에서 더 짧은 사실상의 유효 밸브 개방 시간 (즉, 유효 기준 밸브 개방 시간)으로부터 발생할 압력차에 해당하는 것을 의미한다. 즉, 실제 압력차는 미리 정해진 유효 밸브 개방 시간에 따라 예상되는 압력차보다 작다. 따라서 실제로 예상되는 압력차를 달성하려면, 미리 정해진 유효 밸브 개방 시간이 연장되어야 한다. 유효 밸브 개방 시간과 유효 기준 밸브 개방 시간 사이의 차이는 교정 시간에 대한 근사치로서 이용된다.
사실상의 유효 기준 시스템 밸브 개방 시간이 유효 밸브 개방 시간에 해당하는 경우에, 교정은 불필요하다.
사실상의 유효 기준 시스템 밸브 개방 시간이 미리 정해진 유효 밸브 개방 시간보다 긴 경우에, 실제 압력차는 의도된 것보다 큰 것이 추론될 수 있으며, 따라서 여기서 경우에 따라서는 교정 시간을 이용한 교정이 필요할 것이고, 미리 정해진 유효 밸브 개방 시간은 단축될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 브레이크 시스템은 또한 가산 장치를 포함하고, 상기 가산 장치는 교정 시간들을 합산하여 총 교정 시간을 형성하므로, 유효 밸브 개방 시간은 추가 제어 사이클에서 실제로 필요한 밸브 개방 시간에 근사된다.
또한, 본 발명에 따른 브레이크 시스템은 총 교정 시간을 제어 시스템으로 출력하는 신호 출력부를 더 갖는다.
실시예에서 브레이크 시스템에는 바람직하게는 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간 후 밸브 이후의 압력을 위한 신호 입력 인터페이스가 제공된다. 여기서 밸브 이후의 압력, 즉 브레이크를 향한 밸브 측의 압력은 압력 센서를 통해 검출되고, 밸브 이후의 압력에 대한 해당 압력 신호는 신호 입력 인터페이스를 통해 입력된다.
또한, 이 실시예에는 현재 입력된 유효 밸브 개방 시간 후 밸브 이후의 압력을 위한 신호 입력 인터페이스가 제공된다.
또한, 기준 시스템의 공압 특성을 규정하는 파라미터가 저장되는 메모리 장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 따른 브레이크 시스템에는, 주어진 시간에 압력을 이용 가능하게 하기 위해, 유효 밸브 개방 시간의 가장 최근에 입력된 설정 후 밸브 이전의 압력을 저장하는 메모리 장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 따른 브레이크 시스템에는, 주어진 시간에 압력을 이용 가능하게 하기 위해, 유효 밸브 개방 시간의 가장 최근에 입력된 설정 후 밸브 이후의 압력을 저장하는 메모리 장치가 제공된다.
이 실시예의 브레이크 시스템은 또한 계산 장치를 갖고, 상기 계산 장치는, 밸브 개방 시간 결정 장치를 위한 압력차를 제공하기 위해, 현재 입력된 유효 밸브 개방 시간 후 압력과 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간 후 압력 사이의 밸브 이후의 압력차를 계산한다.
브레이크 시스템의 다른 실시예에서 파라미터는 바람직하게 밸브 특성을 포함한다. 예를 들어 최대 밸브 횡단면, 밸브 개방 속도 및/또는 밸브 폐쇄 속도를 고려함으로써, 실제 시스템은 기준 시스템에서 더 정확하게 맵핑된다.
브레이크 시스템의 추가의 또는 대안 실시예에서 파라미터는 바람직하게 밸브 이후의 브레이크 시스템의 체적을 포함한다. 밸브 이후의 브레이크 시스템의 체적을 고려함으로써, 실제 시스템은 기준 시스템에서 더 정확하게 맵핑된다.
브레이크 시스템의 추가의 또는 대안 실시예에서 파라미터는 바람직하게 공압 유도값을 포함한다. 공압 유도값을 고려함으로써 실제 시스템은 기준 시스템에서 더 정확하게 맵핑된다.
브레이크 시스템의 다른 실시예에서 파라미터는 바람직하게, 기준 시스템의 공압 특성("공압 기울기")이 공압 시스템의 공압 특성에 부합하도록 규정된다.
기준 시스템이 실제 브레이크 시스템과 적어도 대략 일치하면, 이 실시예에서, 하나의 시간 단계 내에서 유효 밸브 개방 시간에 대해 전술한 바와 같이 교정이 수행될 수 있다. 또한, 유효 밸브 개방 시간이 너무 짧고 유효 밸브 개방 시간이 너무 긴 경우에도, 한편으로 기능을 보장하기 위해서는 물론 다른 한편으로 공기 소비를 작게 유지하기 위해서도, 소정의 압력 변화를 달성할 수 있다.
장치의 다른 실시예에서 파라미터는 바람직하게, 기준 시스템의 공압 특성이 가장 느린 허용 가능한 공압 시스템에 부합하도록 규정된다.
미리 정해진 유효 밸브 개방 시간의 입력 후 측정된 압력차에서, 기준 시스템을 통해 실제로 가장 느린 시스템의 유효 밸브 개방 시간에 해당하는 사실상의 유효 기준 개방 시간이 얻어진다. 사실상의 유효 밸브 개방 시간은 여기서, 소정의 압력차를 달성하기 위해 필요할 수 있는 가장 긴 시간에 해당한다. 유효 밸브 개방 시간이 러한 사실상의 유효 밸브 개방 시간에 근사되면, 압력 변화의 함수적으로 충분한 최소값이 달성되는 것이 보장된다.
공압 브레이크 시스템에서 밸브의 밸브 개방 시간을 교정하기 위한 본 발명에 따른 방법에서 먼저 기준 시스템의 공압 특성을 규정하는 파라미터로 기준 시스템이 결정된다. 이 경우, 전술한 바와 같이, 특수한 기준 시스템과 관련하여 파라미터를 선택할 수 있다. 예를 들어 가장 느린 허용 가능한 기준 시스템 또는 이론적인 실제 시스템에 해당하는 기준 시스템이 선택될 수 있다.
또한, 유효 밸브 개방 시간의 가장 최근에 입력된 설정 후 또는 경우에 따라서는 유효 밸브 개방 시간의 제 1 설정 전 제 1 제동 시, 밸브 이전의 브레이크 시스템 내부의 압력이 검출 및 저장되고, 밸브 이후의 브레이크 시스템 내부의 압력이 검출 및 저장된다. 제어 시스템이 유효 밸브 개방 시간을 결정하는 제동 과정을 위해, 밸브는 이러한 유효 밸브 개방 시간으로 제어된다. 이어서 유효 밸브 개방 시간의 현재 입력된 설정 후 밸브 이후의 브레이크 시스템 내부의 압력이 다시 검출되고, 유효 밸브 개방 시간의 현재 입력된 설정 후 압력과 유효 밸브 개방 시간의 가장 최근에 입력된 설정 후 압력의 밸브 이후의 압력차가 결정된다. 밸브 이후의 브레이크 시스템 내부의 압력차, 유효 밸브 개방 시간의 가장 최근에 입력된 설정 후 밸브 이전의 브레이크 시스템 내부의 압력 및 기준 시스템의 공압 특성을 규정하는 파라미터로부터 유효 기준 밸브 개방 시간이 결정된다. 이어서 유효 밸브 개방 시간과 유효 기준 밸브 개방 시간 사이의 차이에 따라서 교정 시간이 결정된다.
이는 예를 들어, 유효 밸브 개방 시간이 유효 기준 밸브 개방 시간보다 큰지, 또는 유효 밸브 개방 시간이 유효 기준 밸브 개방 시간보다 작은지에 따라 양 또는 음의 부호를 갖는 고정 시간값일 수 있다. 이러한 교정 시간은 합산되어 총 교정 시간을 형성하고, 총 교정 시간이 출력되고, 이 경우 제어 시스템에 의해 출력된 유효 밸브 개방 시간은 총 교정 시간으로 교정된다.
교정 시간에 의해 밸브의 부적절한 유효 개방 시간뿐만 아니라 기준 시스템에서 벗어난 "공압 기울기"도 보상될 수 있다. 실제 "공압 기울기"가 기준 시스템의 그것에 일치하면, 하나의 단계 내에서, 즉 유효 밸브 개방 시간의 단일 설정 후 유효 개방 시간에 대한 보상이 이루어진다.
또한, 공압 시스템의 속도와 관련하여 소프트웨어의 파라미터화가 반드시 필요한 것은 아니다. 제어할 또는 조절할 공압 시스템의 속도는 규정된 한계 내에 있는 것만이 보장되면 된다.
본 방법의 바람직한 개선예에서 교정 시간은 유효 밸브 개방 시간과 유효 기준 밸브 개방 시간 사이의 차이로서 결정된다. 이로 인해, 유효 밸브 개방 시간을 유효 기준 밸브 개방 시간에 가능한 신속하게 맞출 수 있어서, 확실한 기능이 신속하게 보장된다.
본 방법의 다른 바람직한 개선예에 따라 유효 밸브 개방 시간에 대한 초기값은 예상되는 가장 빠른 공압 시스템에 해당하는 시상수로 결정되며, 이는 가능한 한 짧은 밸브 개방 시간을 제공한다. 이로 인해, (압력이 최악의 경우에는 심지어 최대로 필요한 압력을 초과할 정도로) 교정 방법의 제 1 사이클에서 밸브 이후의 압력이 과도하게 상승하지 않는 것이 달성되고, 이 경우 오버슈트 없이 실제로 필요한 압력에 근사될 수 있고, 근사는 신속하게 이루어지고, 공기 소비는 더 작다.
방법의 바람직한 개선예에 따라 기준 시스템의 파라미터가, 그것이 실제 공압 시스템에 해당하도록 선택되면, 유효 밸브 개방 시간이 유효 기준 밸브 개방 시간에 해당하도록 교정이 이루어질 수 있고, 이는 밸브 이후의 너무 높은 압력이 존재하여 압축 공기 소비가 감소하는 것을 저지한다.
본 방법의 대안적인 바람직한 개선예에서 기준 시스템의 파라미터는, 그것이 가장 느린 허용 가능한 공압 시스템에 해당하도록 선택된다. 여기서 유효 기준 밸브 개방 시간은 기준 시스템에 의해 가능한 한 길게 선택되어, 유효 밸브 개방 시간은 교정 시간에 의해 압력 변화의 함수적으로 충분한 최소값이 달성되는 것을 보장하는 값을 취한다.
본 방법의 다른 바람직한 개선예에서, 제어 지속 시간과 유효 밸브 개방 시간 사이의 관계를 나타내는 함수가 고려된다. 이 관계는 선형 함수로 표현될 수 있거나, 과비례적으로(over-proportional) 증가할 수 있거나 또는 저비례적으로(under-proportional) 증가할 수 있다. 이 경우 밸브 교체 시 이러한 관계만 조정되면 된다.
본 방법의 바람직한 개선예에 따라 압력 변화의 방향이 변하지 않는, 즉 공압 시스템 내부의 압력이 연속해서 증가하거나 대안으로서 연속해서 감소하는 유효 밸브 개방 시간의 각 신호마다 장치 내에서 교정값이 결정되고 합산되어, 유효 밸브 개방 시간은 실제로 필요한 유효 밸브 개방 시간에 근사된다. 이 경우 제동 과정마다 그리고 브레이크 시스템의 배기 시마다 유효 밸브 개방 시간은 브레이크 시스템의 현재 상태에 맞춰진다. 이로 인해, 밸브 개방 시간에 대한 구조적 영향 외에 현재 발생하는 변화도 고려되는 것이 보장된다.
본 방법의 바람직한 개선예에 따라, 브레이크 제어가 환기에서 배기로, 또는 배기에서 환기로 변경되면, 총 교정값은 0으로 리셋된다. 이 경우, 너무 큰 제동 작용을 야기할 수 있는 너무 높은 제동 압력이 발생하지 않고 유효 밸브 개방 시간은 가급적 신속하게 실제로 필요한 밸브 개방 시간으로 교정되는 것이 보장된다.
본 방법의 바람직한 개선예에서, 본 방법은 본 발명에 따른 장치로 수행된다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 원리 및 실시예가 도시된다.
도 1은 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 기본 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 교정 장치의 실시예를 갖는 브레이크 시스템의 구조를 도시한 도면.
브레이크 시스템의 브레이크의 제동 또는 해제는 브레이크 시스템의 제어 장치에 의해 펄스를 출력함으로써 이루어진다. 제동 과정은 소정의 지속 시간에 걸쳐 제 1 제동 펄스의 출력에 의해 트리거되며, 상기 지속 시간으로부터 유효 밸브 개방 시간이 기인하고, 상기 유효 밸브 개방 시간 동안 브레이크 시스템이 환기된다. 제동력의 변동을 위해, 유효 밸브 개방 시간 동안 추가 제동 펄스가 출력되고, 상기 추가 제동 펄스에 의해 브레이크 시스템이 추가로 환기되고, 즉 브레이크 상의 압력이 증가하거나, 또는 추가 제동 펄스에 의해 브레이크 시스템이 배기되고, 즉 브레이크 상의 압력이 감소한다. 추가 브레이크 펄스 이후 및 모든 후속 브레이크 펄스 이후의 상태는 이하에서 "현재 입력된 유효 밸브 개방 시간 후"로 지칭된다. 제 1 브레이크 펄스 이후 및 그 직전에 추가의 현재 입력된 유효 밸브 개방 시간 후의 상태는 이하에서 "가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간 후"로 지칭된다. 제 1 제동 펄스를 현재 밸브 개방 시간으로 해석하는 경우, 제 1 제동 펄스 이전의 상태는 가장 최근에 입력된 유효 개방 시간 이후의 상태로 간주된다.
도 1에 미리 정해진 유효 밸브 개방 시간의 작용 모니터링 및 미리 정해진 유효 밸브 개방 시간을 교정하기 위한 브레이크 시스템에서 본 발명에 따른 교정 장치(1)의 기본 구조가 도시된다.
교정 장치(1)는 현재 입력된 유효 밸브 개방 시간(153; 도 2) 후 밸브(103; 도 2) 이후의 압력(152)과, 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154) 후 밸브(103; 도 2) 이후의 압력(158) 사이의 압력차(125)를 위한 입력부를 갖는다.
또한, 교정 장치(1)는 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154) 후 밸브(103; 도 2) 이전의 압력(156)을 위한 입력부를 갖는다.
또한, 교정 장치(1)에서 기준 시스템(111)은 기준 시스템(111)의 공압 특성을 규정하는 파라미터, 압력차(125) 및 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154) 전 밸브(103; 도 2) 이전의 압력(156)으로부터 유효 기준 밸브 개방 시간(160)을 결정하는 "가장 느린 시스템"의 공차 기입 틀(feature control frame)에 제공된다.
또한, 교정 장치(1)는 유효 기준 밸브 개방 시간(160)과 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154) 사이의 차이로부터 교정 시간(162; 도 2)을 결정하는 교정 시간 결정 장치(127)를 갖는다.
교정 장치(1)에는 가산 장치(129)가 추가로 제공되고, 상기 가산 장치는 유효 밸브 개방 시간의 각 설정 후 교정 시간들(162)을 합산하여 총 교정 시간(164)을 형성한다.
또한, 교정 장치(1)에는 총 교정 시간(164)을 시스템 제어 장치에 출력하기 위한 신호 출력부가 제공된다.
각각의 조절 과정 후, 즉 유효 밸브 개방 시간의 재설정 후, 교정 장치(1)는 현재 입력된 유효 밸브 개방 시간(153; 도 2) 후 압력(152)과, 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154) 후 압력(158) 사이의 밸브(103; 도 2) 이후의 압력차(125), 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154) 후 밸브(103; 도 2) 이전의 압력(156) 및 기준 시스템의 공압 특성을 규정하는 파라미터로부터 유효 기준 밸브 개방 시간(160)을 공차 한계에서 기준 시스템(111)에 대해 결정하고, 상기 공차 한계에서 밸브 개방 시간 동안 압력 증가는 최소이다. 이러한 유효 기준 밸브 개방 시간(160)은, 측정된 압력 변화에 영향을 주기 위해 이론적인 기준 시스템의 밸브가 사실상 얼마나 오랫동안 개방되었는지를 알려준다. 마지막으로 미리 정해진 유효 밸브 개방 시간(154)은 계산된 유효 기준 밸브 개방 시간(160)과 비교되고, 그 차이로부터 마지막 유효 밸브 개방 시간(154)의 제어 지속 시간이 적합했는지 여부가 결정된다. 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154)과 계산된 유효 기준 밸브 개방 시간(160) 사이에 편차가 있는 경우 교정 시간(162)이 계산되고, 각 사이클마다 가산 장치(129)에서 총 교정 시간(164)으로서 합산된다. 이때 총 교정 시간(164)은 다음으로 미리 정해진 유효 밸브 개방 시간의 교정을 위해 제어 장치에 제공된다.
도 2는 교정 장치(1)를 구비한 브레이크 시스템의 실시예의 구조를 도시한다.
브레이크 시스템은 공급 압력을 안내하기 위한 압력 라인(101)을 갖는다. 또한, 압력 라인(101)에 연결된 밸브(103)가 제공되어, 밸브(103) 뒤에 있는 체적(105)에는 소정의 제동 효과를 위해 소정의 압력이 공급될 수 있다. 밸브(103) 이전의 압력(150)을 검출하기 위해, 밸브(103) 앞에, 즉 압력 라인(101) 측의 밸브(103)에서부터 압력 센서(107)가 제공된다. 밸브(103) 이후의 압력(152)을 검출하기 위해, 밸브(103) 뒤에, 즉 체적(105) 측의 밸브(103)에서부터 추가 압력 센서(109)가 제공된다.
브레이크 시스템에는 현재 유효 밸브 개방 시간(153)의 설정을 위한 신호 입력 인터페이스, 밸브(103) 이전의 압력(150)을 위한 신호 입력 인터페이스 및 밸브(103) 이후의 압력(152)을 위한 신호 입력 인터페이스가 제공된다. 또한, 브레이크 시스템에는 기준 시스템(111)의 공압 특성을 규정하는 파라미터를 위한 메모리 장치가 제공된다. 또한, 브레이크 시스템에는 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154) 후 밸브(103) 이전의 압력(156)을 저장하기 위한 메모리 장치(121) 및 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154) 후 밸브(103) 이후의 압력(158)을 저장하기 위한 메모리 장치(123)가 제공된다.
브레이크 시스템은 또한 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154) 후 밸브(103) 이후의 압력(158)과, 현재 입력된 유효 밸브 개방 시간(153) 후 밸브(103) 이후의 압력(152) 사이의 압력차(125; 도 1)를 계산하는 계산 장치를 갖는다.
또한, 브레이크 시스템에 밸브 개방 시간 결정 장치가 제공되고, 상기 결정 장치는 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154) 후 밸브(103) 이후의 압력(158)과 현재 입력된 유효 밸브 개방 시간(153) 후 밸브(103) 이후의 압력(152) 사이의 압력차(125; 도 1), 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154) 후 밸브(103) 이전의 압력(156) 및 기준 시스템(111)의 공압 특성을 규정하는 파라미터로부터 유효 기준 밸브 개방 시간(160)을 결정한다.
또한, 교정 장치(1)는 교정 시간 결정 장치(127)를 포함하고, 상기 결정 장치는 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154)과 유효 기준 밸브 개방 시간(160) 사이의 차이로부터 교정 시간(162)을 결정한다.
또한, 각각 현재 입력된 유효 밸브 개방 시간(153) 후 교정 시간들(162)을 총 교정 시간(164)으로 합산하는 가산 장치(129)가 더 제공된다.
브레이크 시스템에는 밸브 다이내믹 메모리- 및 계산 장치(133)가 더 제공되고, 현재 입력된 유효 밸브 개방 시간(153)의 설정으로부터 상기 계산 장치에 의해 임시 조절 변수(166)가 계산된다.
또한, 브레이크 시스템에 추가 가산 장치(131)가 더 제공되며, 상기 가산 장치는 임시 조절 변수(166)를 총 교정 시간(164)에 가산한 다음, 유효 밸브 개방 시간(154)에 기초하여 최종 조절 변수(168)를 밸브(103)에 출력한다.
제어 장치에 의해 현재 입력된 유효 밸브 개방 시간(153)에 대한 초기값이 미리 정해진다. 현재 입력된 유효 밸브 개방 시간(153)에 대한 이러한 초기값은 선택적으로 시상수로 결정되고, 상기 시상수는 예상되는 가장 빠른 공압 시스템에 대응하며, 이는 현재 입력된 가능한 한 짧은 유효 밸브 개방 시간(153)을 제공한다. 이로 인해, 밸브(103) 이후의 압력은 교정 방법의 제 1 사이클에서 과도하게 상승하지 않음으로써 달성되며, 경우에 따라서 상기 압력은 심지어 최대로 필요한 압력을 초과할 수 있어서, 오버슈트 없이 실제로 필요한 압력에 근사될 수 있고, 이러한 근사는 신속하게 이루어지고 압축 공기 소비는 더 적다.
공개된 밸브 다이내믹에 기초하여, 현재 입력된 유효 밸브 개방 시간(153)으로부터 밸브 다이내믹을 위한 밸브 다이내믹 메모리- 및 계산 장치(133)에 의해 임시 조절 변수(166)가 계산된다.
임시 조절 변수(166)는 추가 가산 장치(131)에 의해 총 교정 시간(164)에 가산되어 최종 조절 변수(168)로서 밸브(103)에 출력된다.
총 교정 시간(164)은 미리 정해진 개별 유효 밸브 개방 시간에 대해 결정된 교정 시간들(162)로부터 가산 장치(129)에 의해 계산된다. 총 교정 시간(164)은 제어의 방향 변경 시, 브레이크 제어가 환기로부터 배기로 또는 배기로부터 환기로 변경될 때, 0으로 리셋된다. 체적(105) 내의 압력이 미리 정해진 2개의 유효 밸브 개방 시간 사이에서만 유지되면, 총 교정 시간(164)의 값은 유지된다.
교정 시간들(162)은 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154)과 유효 기준 밸브 개방 시간(160) 사이의 차이로부터 교정 시간 결정 장치(127)에 의해 형성된다.
기준 시스템(111)에서, 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154) 후 밸브(103) 이후의 압력(158)과 현재 입력된 유효 밸브 개방 시간 후 밸브(103) 이후의 압력(152) 사이의 압력차(125; 도 1), 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154) 후 밸브(103) 이전의 압력(156) 및 기준 시스템(111)의 공압 특성을 규정하는 파라미터로부터 유효 기준 밸브 개방 시간(160)이 공차 한계에서 결정된다.
1 교정 장치
101 압력 라인
103 밸브
105 체적
107 압력 센서
109 압력 센서
111 기준 시스템
121 메모리 장치
123 메모리 장치
125 압력차
127 교정 시간 결정 장치
129 가산 장치
131 가산 장치
133 밸브 다이내믹 메모리- 및 계산 장치
150 현재 입력된 유효 밸브 개방 시간 후 밸브 이전의 압력
152 현재 입력된 유효 밸브 개방 시간 후 밸브 이후의 압력
153 유효 밸브 개방 시간의 현재 설정
154 유효 밸브 개방 시간의 가장 최근에 입력된 설정
156 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간 후 밸브 이전의 압력
158 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간 후 밸브 이후의 압력
160 유효 기준 밸브 개방 시간
162 교정 시간
164 총 교정 시간
166 임시 조절 변수
168 최종 조절 변수

Claims (14)

  1. 공압 브레이크 시스템의 밸브(103)의 개방 시간의 교정 장치(1)를 구비한 브레이크 시스템으로서,
    가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154)의 신호를 위한 신호 입력 인터페이스;
    상기 가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154) 후 상기 밸브(103) 이전의 압력(156)을 위한 신호 입력 인터페이스;
    유효 밸브 개방 시간(153)의 현재 설정 후 상기 밸브(103) 이후의 압력(152)과, 상기 유효 밸브 개방 시간(154)의 가장 최근에 입력된 설정 후 상기 밸브(103) 이후의 압력(158) 사이의 압력차(125)를 위한 신호 입력 인터페이스;
    상기 밸브(103) 이후의 압력차(125), 상기 유효 밸브 개방 시간(154)의 가장 최근에 입력된 설정 후 상기 밸브(103) 이전의 압력(156) 및 기준 시스템(111)의 공압 특성을 규정하는 상기 기준 시스템(111)의 파라미터로부터 유효 기준 시스템 밸브 개방 시간(160)을 결정하도록 구성된 밸브 개방 시간 결정 장치;
    가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154)과 유효 기준 시스템 밸브 개방 시간(160) 사이의 차이로부터 교정 시간(162)을 결정하도록 구성된 교정 시간 결정 장치(127);
    현재 유효 밸브 개방 시간(153) 후 교정 시간들(162)을 합산하여 총 교정 시간(164)을 형성하도록 구성된 가산 장치(129);
    상기 현재 유효 밸브 개방 시간(153)을 교정하는 총 교정 시간(164)을 위한 신호 출력부
    를 포함하는 브레이크 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    공압 브레이크 시스템의 밸브(103)에 대한 현재 유효 밸브 개방 시간(153)의 신호를 위한 신호 입력 인터페이스;
    가장 최근에 입력된 유효 밸브 개방 시간(154) 후 상기 밸브(103) 이후의 압력(158)을 위한 신호 입력 인터페이스;
    현재 입력된 유효 밸브 개방 시간(153) 후 상기 밸브(103) 이후의 압력(152)을 위한 신호 입력 인터페이스;
    기준 시스템(111)의 공압 특성을 규정하는 파라미터가 저장되는 메모리 장치;
    상기 유효 밸브 개방 시간(154)의 가장 최근에 입력된 설정 후 상기 밸브(103) 이전의 압력(156)을 저장하는 메모리 장치(121);
    상기 유효 밸브 개방 시간(154)의 가장 최근에 입력된 설정 후 상기 밸브(103) 이후의 압력(152)을 저장하는 메모리 장치(123);
    상기 밸브(103) 이후의 압력(158)과 상기 유효 밸브 개방 시간(154)의 가장 최근에 입력된 설정 후 상기 밸브(103) 이후의 압력(152) 사이의 압력차(125)를 계산하는 계산 장치
    를 더 포함하는 것인 브레이크 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기준 시스템(111)의 파라미터는 밸브 특성 및/또는 상기 밸브(103) 이후의 브레이크 시스템의 체적(105) 및/또는 공압 유도값을 포함하는 것인 브레이크 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파라미터는, 상기 기준 시스템(111)의 공압 특성이 공압 브레이크 시스템의 공압 특성에 부합하도록 규정되는 것인 브레이크 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파라미터는, 상기 기준 시스템(111)의 공압 특성이 가장 느린 허용 가능한 기준 시스템의 공압 특성에 부합하도록 규정되는 것인 브레이크 시스템.
  6. 공압 브레이크 시스템에서 밸브(103)의 밸브 개방 시간을 교정하기 위한 방법으로서, 하기 단계, 즉
    기준 시스템(111)의 공압 특성을 규정하는 파라미터로 상기 기준 시스템(111)을 결정하는 단계;
    유효 밸브 개방 시간(154)의 가장 최근에 입력된 설정 후 밸브(103) 이전의 공압 브레이크 시스템 내부의 압력(156)을 검출 및 저장하는 단계;
    유효 밸브 개방 시간(154)의 가장 최근에 입력된 설정 후 밸브 이후의 공압 브레이크 시스템 내부의 압력(158)을 검출 및 저장하는 단계;
    제어 장치에 의해 현재 유효 밸브 개방 시간(153)을 결정하는 단계;
    상기 유효 밸브 개방 시간(153)으로 상기 밸브(103)를 제어하는 단계;
    상기 유효 밸브 개방 시간(153)의 현재 입력된 설정 후 상기 밸브(103) 이후의 공압 브레이크 시스템 내부의 압력(152)을 검출하는 단계;
    상기 유효 밸브 개방 시간(153)의 현재 입력된 설정 후 상기 밸브(103) 이후의 압력(152)과, 유효 밸브 개방 시간(154)의 가장 최근에 입력된 설정 후 상기 밸브(103) 이후의 압력(158)의 압력차(125)를 계산하는 단계;
    상기 밸브(103) 이후의 상기 압력차(125), 상기 유효 밸브 개방 시간(154)의 가장 최근에 입력된 설정 후 밸브 이전의 압력(156), 및 상기 기준 시스템(111)의 공압 특성을 규정하는 파라미터로부터 유효 기준 시스템 밸브 개방 시간(160)을 결정하는 단계;
    미리 정해진 현재 유효 밸브 개방 시간(153)과 유효 기준 시스템 밸브 개방 시간(160) 사이의 차이에 따라 교정 시간(162)을 결정하는 단계;
    상기 교정 시간(162)을 합산하여 총 교정 시간(164)을 형성하는 단계;
    상기 총 교정 시간(164)을 출력하는 단계;
    상기 총 교정 시간(164)으로 유효 밸브 개방 시간의 다음 설정을 교정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 교정 시간은 유효 밸브 개방 시간과 유효 기준 밸브 개방 시간 사이의 차이로서 결정되는 것인 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    예상되는 가장 빠른 공압 브레이크 시스템에 해당하는 시간 상수로 유효 밸브 개방 시간의 초기값을 결정하는 단계
    를 포함하는 것인 방법.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기준 시스템(111)의 파라미터는, 그것이 실제 공압 시스템에 해당하도록 선택되는 것인 방법.
  10. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기준 시스템(111)의 파라미터는, 예상되는 가장 느린 공압 시스템에 해당하도록 선택되는 것인 방법.
  11. 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브(103)의 유효 개방 시간과 제어 지속 시간 사이의 관계를 제공하는 함수가 고려되는 것인 방법.
  12. 제 6 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 변화의 방향이 변하지 않는 현재 유효 밸브 개방 시간(153)의 각 입력마다 상기 교정 시간(162)이 합산되어, 상기 현재 유효 밸브 개방 시간(153)은 실제로 필요한 개방 시간에 근사되는 것인 방법.
  13. 제 6 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 환기에서 배기로 또는 배기에서 환기로 제어가 변경될 때, 총 교정 시간(164)은 0으로 리셋되는 것인 방법.
  14. 제 6 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 브레이크 시스템에서 수행되는 것인 방법.
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