KR830001844B1 - 차량의 기계 동작을 감지하는 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

차량의 기계 동작을 감지하는 장치

제1도는 본 발명의 기계동작감지 장치의 한 실시예의 개략 회로도이다.

제2도는 본 발명의 동작감지기에 의하여 발생한 파형이다.

제3도는 본 발명의 차량의 기계동작 감지 장치의 다른 실시예의 개략 회로도이다.

본 발명은 차량의 기계 동작 감지 장치에 관한 것으로 특히 철도대중교통에 이용된다. 현대의 철도 교통 시스템에서 뜻밖의 움직임에 의하여 승객의 안전이 위험한 경우가 있다. 예를들면 철도차량의 승객용 문이 열려 있을 때 우연히 브레이크가 풀리면 위험한 상태가 생긴다. 이런 경우에 그러한 위험한 상태를 빨리 감지하여 그 사태를 바로 잡아야 한다. 따라서 대부분의 현대의 철도교통 시스템에서는 회전 속도계를 사용하여 차량의 움직임을 감지하여 신호를 발생하고, 그것에 의하여 위험한 경우에 미리 정해진 조치를 취할 수 있다. 그러나 회전 속도계는 점점 비싸지므로 특히 많은 감지기가 필요한 경우는 회전 속도계의 사용이 경제적으로 불가능하다.

대부분의 현대의 철도 교통 시스템은 위험한 상태를 막기 위하여 주기 점검 안전 설계법(cycle checking safty design)을 사용한다. 주기 점검법은 완전히 동작하고 있는지를 확인하기 위하여 계속해서 장치, 회로 컴퓨터 지령등을 점검해야 한다. 게다가 안전 설계법은 위험 상태가 발생해도 안전하도록 하는 위험방지 방향으로 향하고 있다.

따라서 본 발명의 한 목적은 철도 교통 시스템의 안전 동작을 위하여 차량의 기계 동작을 감지하는 새로운 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 주기 점검이 중요한 위험 방지 시스넴에 사용하기 적당한 차량의 기계 동작을 감지하는 새로운 장치를 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 차량의 속도가 아니라 미리 선택된 움직인 양을 감지하는 새로운 차량의 기계 동작 감지 장치를 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 특별히 사용되는 필요에 따라서 감도를 선택할 수 있는 새로운 차량의 기계동작 감지장치를 제공하는 것이다.

차량의 변이를 감지하여 한 일련의 신호가 다른 일련의 신호에 미리 정해진 위상 관계를 갖는 다수의 일련의 신호를 감지한 차량의 변이에 따라 발생시키는 동작 변확기를포함하는 차량기계 동작을 감지하는 새로운 장치를 제공함으로써 이러한 목적을 이룰수 있다. 변환기의 다수의 일련의 신호는 각각 첫번째 동작감지 출력상태에 있다가 일련의 신호가 인가되면 두번째 출력상태에 고정될 수 있는 다수의 고정 스위치(latching switch)회로에 인가된다. 다수의 고정 스위치 회로에는 모든 고정 스위치 회로가 두번째 고정 출력 상태에 있는것을 감지하여 미리 정해진 차량변이가 생겼음을 나타내는 동작 감지 신호를 발생하는 고정 스위치 회로가 연결된다. 다수의 고정 스위치 회로에는 모든 고정 스위치 회로가 두번째 고정 출력 상채에 있는 것을 감지하여 미리 정해진 차량변이가 생겼음을 나타내는 동작 감지 신호를 발생하는 고정 스위치 회로가 연결된다. 또한 안전 때문에 차량의 움직임을 감지하는 동작을 시작한 후에 각각의 고정 스위치 회로를 첫번째 출력 상태로 보내는 회로가 제공되었다.

도면에서 같은 번호는 같은 또는 상응한 부분을 나타낸다.

제1도에서 차량의 기계동작을 감지하는 장치는 동작감지기(10), 다이오우드(12), 상하(上下), 접점(16), (18)을 갖는 릴레이 코일(14) 다이오우드(20), 상하 접점(24), (26)을 갖는 릴레이코일(22), 동작감지 작용을 개시시키는 회로(28)를 포함한다. 제1도에 개략적으로 도시된 바와 같이, 동작 감지기(10)는 평상시 닫혀있는 한쌍의 접점(32), (34)과 연결된 자기(magnetic) 작동기(30)을 포함한다. 작동기(30)는 회로에 있는 릴레이코일(14), (22)의 수와 같은 수의 접점에 연결되어 있다. 작동기(30)는 차량 구동체(도시되지않았음)의 회전부재와 자기적으로 결합되어 있다.

회전부재는 평상시 닫혀있는 접점(32), (34)와 상호 작용하는 다수의 자극(磁極)을 가지고 있어 이 접점이 낮은 듀티 사이클(duty cycle)로 열리도록 한다.

회전부재에 위치한 작동작극의 위치에 관계없이 접점(32), (34)이 계속 열려 있는 상태가 지속되지 않도록 작동기(30)는 특별히 설계되어 있다. 따라서 회전부재의 자극에 의하여 발생한 짧은 작동 구간 동안을 제외하고는 접점(32), (34) 중 하나는 항상 닫혀 있다. 다시 제1도를 참조하면 개시회로(28) 은접점(38), (40), (42)에 연결되어 있고 스위치(44)에 의하여 자동하는 릴레이(reed relay) (36)을 포함한다. 개시 회로(28)는 또한 일시적으로 릴레이코일(14), (22)를 작동시키기 위한 저항(46), 콘덴서(48), 다이오드(50)의 직렬연결을 포함한다. 저항(46)의 한쪽은 직류 공급전원의 양극인 B⁺에 연결되어 있다. 저항(46)의 다른 한쪽은 콘덴서(48)에 점(52)에서 연결되고, 다시 릴레이(36)의 윗쪽 접점(38)에 연결된다. 콘덴서(48)의 다른 한쪽은 점(54)에서 다이오드(50)의 양극에 연결되고 다시 릴레이 코일(14), (22)의 한쪽에 연결된다. 다이오드(50)의 음극은 전원의 음극, B^-에 연결된다.

다이오드(12), (20)의 양극은 B^-에 연결되고, 음극은 각각 점(56), (58)에서 릴레이 코일(14), (22)의 다른 한쪽과 각 코일에 연관된 위쪽 접점에 연결되어 있다. 따라서 다이오드(12), 릴레이코일(14), 다이오드(50)은 직렬회로를 이루고, 다이오드(20), 릴레이코일(22), 다이오드(50)은 다른 직렬회로를 이룬다.

제1도의 회로가 작동할 때, 더 자세히 승객문이 열리는 것 같이 동작 감지작동이 개시되면 스위치(44)는 닫혀서 릴레이(36)를 작동시킨다. 릴레이(36)이 작동하면 접점(38), (40), (42)의 와이퍼(wiper)가 각각 제1도와 반대로 위쪽 접점에 연결된다. 따라서 접점(38)의 위쪽에 연결된 와이퍼가 B^-에 연결되므로 점(52)도 B^-에 연결된다. 그러나 콘덴서(48)는 처음에 저항(4)을 통해서 B⁺에 연결되어 있었으며, 또 콘덴서의 전압은 연속이므로 점(52)이 B^-에 연결되면 점 (54)의 전압이 상대적으로 낮아진다. 이때 다이오드(50)은 역 바이어스 되고, 다이오드(12), (20)은 순바이어스되어 콘덴서(48)이 방전할 동안 이 상태를 유지한다. 다이오드(12), (20)은 충분한 시간동안 순 바아어스 되어 이 동안 릴레이코일(14), (22)은 동작한다.

그러면 릴레이에 연관된 접점(16), (18)과 접점(24), (26)은 각각 제1도와는 반대인 위쪽에 연결된다. 이때, 릴레이 코일(14)는 접점(32), 접점(16), 다이오드를 통하여 가해진 B⁺에 의하여 계속 동작한다. 마찬가지로 릴레이 코일(22)도 접점(34), 접점(24), 코일(22), 다이오드(50)을 통하여 동작을 계속 유지한다. 따라서 차량의 동작을 감지하지 않는 경우에는 릴레이 코일(14) 와 (22)는 콘덴서가 방전한 후에는 각각의 공급회로에 의해 동작된다.

릴레이코일(14) 와 (22)의 어느 하나라도 동작하는 동안은 릴레이 코일(14)의 아래접점(18), 또는 릴레이 코일(22)의 아래 접점(26)에 의하여 접점(40)의 위쪽에서 제어신호를 얻을 수 있다.

그후, 차량이 움직이면, 평상시 접점(32), (34)의 닫혀있는 와이퍼는 여러가지 시간간격으로 교대로 열려서 제2도의 (60), (62)에 보인 것과 같이 동작 감지 신호를 각각 접점(16), (24)의 와이퍼에 가한다. 접점(32), (34)의 접점이 열리면 곧 각각에 연관된 릴릴레이 코일(14), (22)의 공급 회로가 열려 각각의 릴레이(14), (22)가 열려서 각각의 접점(16), (18)과 (24), (26)은 제1도의 상태로 되돌아 간다. 이때에 접점(40)의 위쪽의 제어신호가 정지되어 차량의 변동이 생겼음을 나타내며, 그러면 적당한 안전조치를 취해야 한다. 그 후 저항(46)을 통하여 콘덴서(48)가 다시 충전될 충분한 시간이 지난후 릴레이 코일(14), (22)는 다시 작동하여 동작 감지 작동을 개시시킨다. 릴레이(14), (22)가 모두 작동하지 않을 때, 접점 신호가 직렬 연결된 접점(18), (26)을 통해 난온다. 이 점검 신호를 사용하여 철도산업에 잘 알려진 주기 점검법을 이용하여 동작검지기가 잘 작동하는 것을 점검할 수 있다. 예를 들면, 원하는 동작을 시작하였을 때 매우 짧은 시간에 점검신호가 나타나야 한다. 점검 신호가 나타나지 않으면, 회로가 고장인 것을 알 수 있으므로 동작을 멈춰야 한다.

제2도에 보인 바와 같이 접점(32), (34)의 출력(60), (62)는 180°위상차가 있다. 따라서, 동작검지 접점(32), (34)의 하나가 열리려하는 순간에 동작이 정지되어 있을 땐 본 발명의 장치는 접점(32)와 (34)이 교대로 열리는 사이의 시간 간격에 대응하는 최소의 변이 d₁에 감응하게 된다. 반면에 접점(32), (34)의 하나가 열린 직후에 동작이 정지했을때는 본 발명의 장치는 접점(32), (34)이 교대로 열리는 시간 간격의 2배보다 조금 작은 변이 d₂에 감응하게 된다. 변이의 차 d₂-d₁은 자기 작동기(30)의 극수(極數)와 차량의 구동비에 의하여 쉽게 선택된다. 그러나 제1도의 장치는 자기 작동시의 정지점에 따라서 최소 최대에서 분명하듯이 동작 감지도의 변화는 2 : 1이다.

제1도의 장치의 동작감지도의 비는 동작감지 접점(32), (34)와 연관된 릴레이 코일(14), (22)외에 부가의 릴레이 코일과 그에 연관된 접점(32), (34)와 같은 부가의 접점을 더하여 개선할 수 있다. 이 경우에 모든 릴레이 코일(14), (22) 부가된 릴레이 코일을 열기게 하는데 필요한 차량의 변이는 한 동작감지접점이 열리는 연속적인 짧은 시간 사이의 움직임이다. 최소의 변이는 최대의 변이보다 두 동작 감지 접점((32), (34))등 사이의 연속적 움직임에 의하여 작을 것이다. 예를들면 3개의 릴레이 코일과 연관된 동작 감지 접점을 사용하면 동작감지도의 비를 3 : 2로 개선한다. 마찬가지로 4개의 릴레이 코일과 연관된 접점을 사용하면 감지도의 비는 4 : 3으로 개선된다.

위에 논의한 감지도의 개선은 접점(32)이 열리고, 접점(34)이 열리는 시간 간격에 의하여 표현한 차량변이가 접점(34)가 열린 후 접점(32)가 열리는 시간 간격으로 표현한 차량변이와 같도록 자기작동기의 자극이 배열되었을때이다. 다르게 말하면, 접점(16)과 (24)에 각각 가해진 신호(60)과 (62)가 연속적인 미리 정해진 관계를 즉, 180°위상차가 난다. 따라서 3 또는 4의 릴레이와 그와 연관된 접점이 사용되면 동작 감지 작동기 접점에서 릴레이 콩일 접점에 가해지는 일련의 신호 사이의 관계를 각각 120°와 90°위상차이다.

선택에 따라 제1도의 장치는 동작 검지기4(10)과 연관되고 작기 작동기(30)의 접점(32), (34)에 연결된 별도의 릴레이 코일(64)을 사용할 수 있다. 코일(64)는 동작 감지를 필요로 하지 않는 차량 동작중에 작동기(30)의 동작을 정지시키기 위한 것이다. 따라서 코일(64)을 사용할 수 있다. 코일(64)는 동작 감지를 필요로 하지 않는 차량 동작중에 작동기(30)의 동작을 정지시키기 위한 것이다. 따라서 코일(64)가 동작하면 접점(32), (34)가 정지되어 평상대로 차량이 움직여도 접점을 작동시키지 않는다. 따라서 릴레이 코일(64)를 사용하면 접점의 수명이 연장된다. 제3도에 본 발명의 다른 실시예를 나타내었다. 동작 검지기(10)은 서로 90°각도로 위치한 회전 1차 코일(68)과 한쌍의 2차 코일(70)을 갖는 변압기(66)로 1차 코일(68)에 어낼로그 정현파를 발생하는 신호발생기(74)가 연결되어 있다. 2차 코일(70), (72)는 각각 연관된 격리 회로(78), (80)에 연결되어 있는데 이것은 각각 포로 트랜지스터에 광학적으로 연결된 LED를 포함한다. 격리회로(78), (80)의 컬렉터는 각각 포토 트랜지스터에 광학적으로 연결된 LED를 포함하는 격리 회로(82), (84)에 연결되어 있다. 격리회로(82), (84)의 에미터와 (88)은 각각 동조 능동 구동회로(turned vital driver)(86)(88)에 연결되어 있다. 동조 능동 구동기(86), (88)은 각각 결리회로(82), (84)의 LED에 저항(93), (95)를 통하여 출력을 궤환시킨다. 출력(90), (92)은 각각 주 릴레이(94)의 코일과 양극이 B^-에 연결된 다이오드의 음극에 연결된다. 주 릴레이(94)에 접점(96), (98)이 연관된다.

코일로 작동 전류가 흐르지 않을 때는 접점(96), (98)이 열려 있도록 주 릴레이(94)는 설계되었다. 릴레이(94)는 각각의 코일에서 출력을 뽑아내 이 출력을 합하여 하나의 능동 릴레이 출력(100)을 공급한다. 출력(100)은 근본적으로 제1도의 장치와 동일한 개시회로(28)와 위쪽 접점(96)에 공급된다.

능동 릴레이(94)의 출력은 공동출력(100)에 연결되어 있으므로 주 릴레이(94)는 코일에 가해지는 입력(90), (92)에 대하여 'OR'기능을 한다.

제3도의 동조 능동 구동기(86), (88)은 연관된 격리회로(82), (84)에서부터 입력에 가해진 교류 신호를 여파(filter)하고, 정류하고, 임계검파(threshold detect)한다. 따라서 동조능동 구동기(86), (88)은 능동 회로이고 입력에 충분한 크기의 교류 신호가 가해지면 각각의 구동기(90)(92)의 출력에 B⁺전위의 직류 신호가 발생한다.

제3도의 회로의 동작중에 교류신호(74)는 연속적으로 변압기(66)의 1차코일(68)에 가해진다. 따라서 변압기의 1차 코일(68)과 2차코일(70), (72)사이의 자속결합에 의하여 2차 코일에 교류신호가 가해진다.

동작감지 작동을 시작하기 전에 능동 구동시(86)과 (88)의 출력(90), (92)는 예를들면 B^-같이 충분히 낮은 전위에 연결되어 격리기(78), (80)이 트랜지스터가 전도하지 않게 한다. 그러나 예를 들면 개시 회로(28)의 릴레이코일(36)의 작동함으로써 차량동작감지 작동이 시작하면 능동릴레이(64)의 출력(100)은 충전된 콘덴서(48)의 전압 때문에 일시적으로 예를 들면 B^-같은 낮은 전압에 유지된다. 그러면 능동 릴레이(94)의 각 코일에는 다이오드(97), (99)에서 위의 낮은 전압으로 전류가 흐

이때에 차량의 변이는 1차코일(74)을 회전시키며 동시에 1차 코일(68)과 2차 코일(70), (72)의 결합에 변화를 일으킨다.

결국 1차 코일과 2차 코일의 특정한 하나는 결합되지 않고 그 결과 각각의 2차 코일의 출력은다른 시간에 0점을 통과하게 된다. 2차 코일(70), (72)는 90°각도로 위치하므로, 그것의 출력은 180°위상차가 있다.

변압기의 1차 코일(68)에 가해진 교류 신호(76)의 크기와 변압기(66)의 권선비는 격리회로(78), (80)의 LED 전도 임계치(condution threshold)를 이용하도록 선택된다. 따라서 차량의 움직임이 결국 교대로 격리회로(78), (80)에 가해지는 변압기 2차 전압을 없게 하여 트랜지스터(78), (80)이 전도하지 않아서 각각의 동조 능동 구동기에 0신호가 가해지므로, 동조 능동 구동기의 출력이 B^-전위에 연결된다. 그러나 연관된 능동 구동기(86), (88)이 각각의 격리 회로를 작동시킬 때까지 격리회로 (78)에

위에서 본 바와 같이 각각의 동조 능동 구동기(86), (88)은 능동 구동기(94)를 작동하여 한쌍의 릴레이 코일은 OR기능을 하여 동조 능동 구동기중 하나가 B⁺상태에 있는 한 능동 구동기(94)는 연결되어 있다. 그러나 일단 능동 ㅍ구동기(86), (88)이 모두 B^-상태에 고정되면 능동 구동기(94)의 코일은 작동을 정지하고 접점(96), (98)은 제3도의 위치로 돌아간다.

제1도와 같이 제3도의 장치는 릴레이(94)에 연관된 접점(98)에 B⁺를 인가하고 외부 제어선에 릴레이(36)에 연관된 접점(40)을 통하여 동작 감지 작동중에 제어 신호를 발생할 수 있다. 제3도의 실시예에서는 회로와 출력릴레이가 본래 능동적이기 때문에 별도의 점검 신호는 필요하지 않다.

위에 논의에서 본 발명의 장치는 철도 차량의 동작, 즉 변이를 감지하기 때문에 철도 교통 시스템의 안전도를 높인다. 그외에 본 장치는 최근의 철도교통 시스템의 능동 설계 요구점에도 완전하게 사용될 수 있다. 특히 제3도의 실시예는 주요 부품을 반도체로 제작하여 철도 교통 시스템의 전체적인 신뢰도를 높일 수 있다. 그 외에도 제3도의 실시예의 감도의 변화는 제1도의 실시예에 관하여 설명한 것과 비슷한 방법으로 선택할 수 있다.

분명히 위의 설명에 비추어 볼 때 본 발명의 여러가지 수정과 변화가 가능하다. 예를들면 두 실시예의 동작 감지기(10)는 동작을 감지하려는 부재에 연결된 회전 장치이나 광학통로를 차단시킬 수 있는 이동 셔터(moving shutter)나 반사기 같은 다른 형태의 감지기를 사용할 수돌 있다. 그 외에도 감지되는 움직이는 차량에 동작감지기(10)를 포함시키지 않을 수도 있다. 그 대신에 예를들면 한 배열은 광학대, 자석, 코일, 또는 이동선 같은 한 소자를 길가에 설치하고 차량에 이와 함께 작동할 부품을 설치해도 된다. 예를들면 문을 제어하려면 길가에 설치되는 소자는 차량의 문이 열리는 역 플렛홈의 가장 자리나 땅 근치에 설치할 수 있다.

따라서 특허청구의 범위안에서 본 발명은 본 명세서에 설명된 것과는 다른 방법으로 사용될 수도 있다.

Claims (1)

1. 차량의 기계 동작을 감지하는 장치에 있어서, 차량의 변위를 감지하여 상호간에 소정의 위상관계를 갖는 일련의 신호를 발새요하는 동작 변환기(10)와, 상기 동작 변환기에서 나오는 신호에 따라 첫번째 동작 감지 출력상태로 설정되었다가 두번째 출력 상태로 고정되는 다수의 고정 스위치 회로와 동작감시 동작을 개시시키면 상기 고정 스위치 회로를 첫번째 동작 감지 출력상태로 옮기고 수단(28)과, 상기 고정 스위치 회로 수단이 각각 두번째 출력 상태에 있으면 차량 동작 검지 신호를 내보내는 수단으로 구성된 차량의 이동 동작을 감지하는 장치.

Images