KR100883013B1 - An emergency braking apparatus using parking brake - Google Patents

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이문환
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현대자동차주식회사
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Abstract

An emergency brake apparatus using the parking brake of the vehicles is provided that the vehicles can be braked conveniently since the parking brake wire is pulled through drive motor in driving. An emergency brake apparatus using the parking brake of the vehicles comprises a car body mounting plate(10) having a pair of fixed guide bearing(11) supporting a parking brake wire(2), a drive motor(20) installed at one side of the car body mounting plate, a driving gear(30) installed at the driving shaft(21) of the drive motor, a wire pulling gear(40) having a pair of movement guard bearing(41) which can pull the parking brake wire.

Description

차량의 주차브레이크를 이용한 비상제동장치 {an emergency braking apparatus using parking brake}Emergency braking apparatus using parking brake

본 발명은 비상시에 차량의 주차브레이크를 이용하여 차량을 제동할 수 있도록 하는 차량의 주차브레이크를 이용한 비상제동장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 주차브레이크 와이어에 구동모터에 의해 회전하는 와이어 당김기어를 접속하여 주행도중에 주차브레이크를 당겨 차량을 비상 제동할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.The present invention relates to an emergency braking device using a parking brake of a vehicle that enables the vehicle to be braked by using the parking brake of the vehicle in an emergency, and more particularly, connects a wire pulling gear that is rotated by a drive motor to the parking brake wire. By pulling the parking brake while driving to the emergency braking of the vehicle.

기존의 자동차 주차브레이크장치는 기계식의 것과 전자식의 것이 사용되고 있으며, 와이어 방식으로 작동되는 기계식과 달리 전자식으로 제어되는 전자 주차브레이크(EPB)는 차가 서 있을 때는 브레이크가 자동으로 잠겨 있다가 출발할 때는 액셀러레이터 페달만 밟으면 자동으로 풀리도록 되어 있다.Conventional car parking brakes are mechanical and electronic. In contrast to wire-operated mechanical, electronically controlled electronic parking brakes (EPBs) have brakes locked automatically when the car is standing and accelerators when starting. The pedal is released automatically when you step on it.

상기 주차브레이크장치는 기계식이든 전자식이든 그 목적이 자동차의 정지상태를 지속시켜주는 데에 있으며, 자동차의 정지상태를 유지시키는 것이 목적이므로 주행중인 차량을 제동시키는 제동장치와는 역할 및 구조가 다르다.The parking brake device, whether mechanical or electronic, is used to maintain a stopped state of a vehicle. The parking brake device has a different role and structure from a braking device for braking a vehicle while driving because the purpose is to maintain the stopped state of the vehicle.

그러나 실제 주행환경에서 차량 주행제동장치의 갑작스런 고장이나 엔진꺼짐 등에 의해 작동하지 않을 경우 운전자는 불가피하게 주차브레이크를 이용해 차량을 제동시켜야 하는 상황도 발생하게 되는데, 주차브레이크는 약간의 주차레버의 당김에 의해서도 예민하게 반응하는 제동시스템이기 때문에 노련한 운전자가 아니라면 사실상 주차브레이크를 제어해서 차량을 제동시키기란 매우 어려운 일이며, 이는 자칫 더 큰 사고를 유발할 수 있게 된다.However, if the vehicle does not operate due to sudden failure of the vehicle brake system or engine shut down in the actual driving environment, the driver will inevitably have to brake the vehicle using the parking brake, which is caused by the slight pull of the parking lever. Because it is a braking system that reacts sensitively even to a seasoned driver, it is very difficult to brake the vehicle by controlling the parking brake, unless it is an experienced driver, which can cause a bigger accident.

즉, 현재의 주차브레이크는 비상시 주행중인 차량을 제동시키기에 사실상 불가능한 구조이다.That is, the current parking brake is virtually impossible to brake a vehicle in emergency.

본 발명은 상기와 같은 종래의 실정을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 차량 주행중에 주차브레이크를 이용하여 차량을 비상 제동할 수 있도록 하는 차량의 주차브레이크를 이용한 비상제동장치를 제공하는 데에 있는 것이다.The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and an object thereof is to provide an emergency braking apparatus using a parking brake of a vehicle that enables emergency braking of the vehicle using the parking brake while the vehicle is being driven. will be.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 주차브레이크 와이어에 구동모터를 통해 회전되는 와이어 당김기어를 접속하여 주행도중 구동모터의 작동으로 주차브레이크 와이어를 당김으로써 차량을 간편하게 비상 제동할 수 있도록 한 것을 특 징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention connects a wire pulling gear that is rotated through a driving motor to a parking brake wire, so that the vehicle can be easily emergency braked by pulling the parking brake wire by the operation of the driving motor during driving. Gong.

즉, 본 발명은 주차브레이크레버와 브레이크 드럼이 주차브레이크 와이어를 통해 접속된 주차브레이크장치에 있어서, 차체에 고정 설치되고, 상단 양측에 주차브레이크 와이어의 좌우유동을 지지할 수 있도록 하는 한 쌍의 고정가드베어링이 설치되는 차체 마운팅 플레이트와; 상기 차체 마운팅 플레이트의 일측에 고정 설치되는 구동모터와; 상기 구동모터의 구동축에 설치되는 구동기어와; 상기 차체 마운팅 플레이트에 회전 가능하게 지지되고, 상기 구동기어에 기어 접속되며, 상단 양측에 주차브레이크 와이어를 당길 수 있도록 하는 한 쌍의 이동가드베어링이 설치되는 와이어 당김기어;를 구비하여서 되는 것이다.That is, according to the present invention, in the parking brake device in which the parking brake lever and the brake drum are connected through the parking brake wire, the pair is fixed to the vehicle body and fixed to a pair of upper and both sides to support the left and right flow of the parking brake wire. A vehicle body mounting plate on which guard bearings are installed; A drive motor fixedly installed at one side of the vehicle body mounting plate; A drive gear installed on a drive shaft of the drive motor; And a wire pulling gear rotatably supported by the vehicle body mounting plate, gear connected to the drive gear, and a pair of moving guard bearings installed on both sides of the upper side to allow the parking brake wire to be pulled.

본 발명에 있어서 구동모터는 휠속센서(Wheel Speed Sensor)의 신호가 입력되는 비교기를 포함하는 제어회로에 의해 제어되며, 구동모터의 입력전압은 차속에 비례하는 전압 V_input과 기준전압 V_ref의 상대적인 크기에 따라 변하고, 운전자가 비상제동스위치를 눌러 주차브레이크로 비상제동이 작동하는 경우 구동모터는 현재 진행중인 속도에 비례해서 그의 회전속도를 정하게 된다.In the present invention, the drive motor is controlled by a control circuit including a comparator to which a signal of a wheel speed sensor is input, and the input voltage of the drive motor is determined by the relative magnitude of the voltage V_input and the reference voltage V_ref proportional to the vehicle speed. If the driver presses the emergency braking switch and emergency braking is activated by the parking brake, the driving motor sets its rotation speed in proportion to the speed currently in progress.

또한 본 발명은 안정성을 고려한 기준값 V_ref를 설정하고 현재 차량의 속도에 의해 계산된 전압 V_input이 기준 전압보다 큰 경우 기준값 V_ref를 구동모터에 가하게 된다.In addition, the present invention sets the reference value V_ref considering stability and applies the reference value V_ref to the driving motor when the voltage V_input calculated by the current vehicle speed is larger than the reference voltage.

본 발명에 의하면 엔진꺼짐이나 제동브레이크 파열 등 제동 브레이크를 사용 할 수 없는 비상 상황 시에 주차브레이크를 이용하여 차량을 안전하게 제동할 수 있게 되며, 제동브레이크의 고장에 의한 대형사고를 방지하여 운전자의 안전을 도모할 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to safely brake the vehicle by using the parking brake in an emergency situation in which the braking brake cannot be used, such as an engine shutdown or brake brake rupture, and prevents a large accident caused by a failure of the brake brake. It becomes possible to plan.

또한 본 발명에 의하면 구동기어와 와이어 당김기어를 큰 회전비로 하여 주차브레이크 와이어의 미세한 당김을 제어할 수 있게 되고, 차속을 고려함과 동시에 과도한 제동력에 의한 차량 전복을 방지하도록 모터의 입력전압을 조절할 수 있게 되어 뛰어난 제동 안전성을 도모할 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, the drive gear and the wire pulling gear can be controlled at a large rotation ratio to control the fine pulling of the parking brake wire, and the input voltage of the motor can be adjusted to prevent vehicle overturning due to excessive braking force while considering the vehicle speed. This makes it possible to achieve excellent braking safety.

이하 본 발명의 구체적인 기술내용을 첨부도면에 의거하여 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the specific technical details of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에는 본 발명의 한 실시예의 장착상태도가 도시되어 있고, 도 2에는 동 실시예의 요부 사시도가 도시되어 있으며, 도 3a는 동 실시예의 작동 전의 정면도, 도 3b에는 동 실시예의 작동 후의 정면도가 도시되어 있다.1 shows a mounting state of one embodiment of the present invention, FIG. 2 shows a main perspective view of the embodiment, FIG. 3A is a front view before the operation of the embodiment, and FIG. 3B is a front view after the operation of the embodiment. Is shown.

본 발명의 차량의 주차브레이크를 이용한 비상제동장치(100)는 주차브레이크레버(1)와 브레이크 드럼(3)이 주차브레이크 와이어(2)를 통해 접속된 주차브레이크장치에 있어서, 차체에 고정 설치되고, 상단 양측에 주차브레이크 와이어(2)의 좌우유동을 지지할 수 있도록 하는 한 쌍의 고정가드베어링(11)이 설치되는 차체 마운팅 플레이트(10)와; 상기 차체 마운팅 플레이트(10)의 일측에 고정 설치되는 구동모터(20)와; 상기 구동모터(20)의 구동축(21)에 설치되는 구동기어(30)와; 상 기 차체 마운팅 플레이트(10)에 회전 가능하게 지지되고, 상기 구동기어(30)에 기어 접속되며, 상단 양측에 주차브레이크 와이어(2)를 당길 수 있도록 하는 한 쌍의 이동가드베어링(41)이 설치되는 와이어 당김기어(40);를 구비하여서 되는 것이다.The emergency braking device 100 using the parking brake of the vehicle of the present invention is a parking brake device in which the parking brake lever 1 and the brake drum 3 are connected through the parking brake wire 2, and are fixed to the vehicle body. A vehicle body mounting plate 10 on which a pair of fixed guard bearings 11 are installed to support the left and right flows of the parking brake wire 2 on both sides of the upper side; A drive motor 20 fixedly installed at one side of the vehicle body mounting plate 10; A drive gear 30 installed on the drive shaft 21 of the drive motor 20; A pair of movable guard bearings 41 rotatably supported by the vehicle body mounting plate 10, gear-connected to the drive gear 30, and capable of pulling the parking brake wire 2 on both upper sides thereof are provided. It is to be provided with a; wire pulling gear 40 to be installed.

본 발명에 있어서는 운전자가 구동모터(20)를 작동시키게 되면 구동기어(30) 및 와이어 당김기어(40)가 회전하게 되면서 주차브레이크 와이어(2)가 당겨지게 되므로 주행중인 차량을 정지시킬 수 있게 된다.In the present invention, when the driver operates the driving motor 20, the driving gear 30 and the wire pulling gear 40 are rotated so that the parking brake wire 2 is pulled to stop the vehicle in operation. .

본 발명에 있어서는 구동기어(30)와 와이어 당김기어(40)의 회전비를 크게 하게 되면 수동조작으로는 불가능한 정교한 주차브레이크 와이어 당김을 유도할 수 있게 되어 주행제동장치로서의 역할을 할 수 있게 된다.In the present invention, when the rotation ratio of the drive gear 30 and the wire pulling gear 40 is increased, the parking brake wire pulling can be induced by manual parking, which can not serve as a driving braking device.

한편 본 발명에 있어서는 현재의 주행속도에 따라 주차브레이크 와이어(2)의 당김량을 자동 조절하여 주차브레이크의 갑작스런 제동으로 인한 위험성을 회피할 수 있도록 설계할 수 있으며, 기존의 기계식 주차브레이크 및 전자식 주차브레이크에 추가 장착 가능하도록 모듈화할 수 있음은 물론이다.Meanwhile, in the present invention, the pulling amount of the parking brake wire 2 may be automatically adjusted according to the current traveling speed so as to avoid the danger caused by sudden braking of the parking brake, and the existing mechanical parking brake and electronic parking Of course, it can be modularized so that it can be additionally mounted on the brakes.

본 발명은 구동모터(20)에 의해 구동되는 와이어 당김기어(40)가 주차브레이크 와이어(2)를 당겨 브레이크 드럼(3)에 제동 마찰을 전달하게 되는 바, 운전자가 비상제동스위치를 누르면 구동모터(20)가 작동하게 되고, 구동모터(20)의 구동축(21)에 설치된 구동기어(30)가 와이어 당김기어(40)에 회전력을 전달하게 된다.According to the present invention, the wire pulling gear 40 driven by the driving motor 20 pulls the parking brake wire 2 to transfer the braking friction to the brake drum 3. When the driver presses the emergency braking switch, the driving motor 20 is operated, the drive gear 30 installed on the drive shaft 21 of the drive motor 20 is to transmit the rotational force to the wire pull gear (40).

상기에서 와이어 당김기어(40)가 회전하게 되면 그의 상단 양측의 각 이동가드베어링(41)의 위치가 변동되면서 주차브레이크 와이어(2)를 당기게 되며, 이 때 차체 마운팅 플레이트(10)의 고정가드베어링(11)은 주차브레이크 와이어(20)가 기 준 위치에서 이탈되는 것을 방지하게 된다.When the wire pulling gear 40 is rotated in the above, the position of each of the movable guard bearings 41 on both sides of the upper side is changed and the parking brake wire 2 is pulled, and the fixed guard bearings of the vehicle body mounting plate 10 are moved. 11 prevents the parking brake wire 20 from being separated from the reference position.

본 발명에 있어서 구동기어(30)와 와이어 당김기어(40)가 큰 회전비를 갖도록 하면 구동모터(20)의 작은 구동력으로 주차브레이크 와이어(2)의 장력에 충분히 대응할 수 있게 되며, 와이어 당김기어(40)의 회전각을 정교하게 제어할 수 있게 되어 사람이 수동적으로는 조율하기 불가능한 미세한 주차브레이크 와이어 당김을 할 수 있게 된다.In the present invention, when the driving gear 30 and the wire pulling gear 40 have a large rotation ratio, the driving brake 30 can sufficiently cope with the tension of the parking brake wire 2 with the small driving force of the driving motor 20, and the wire pulling gear ( It is possible to precisely control the rotation angle of the 40) to be able to pull the fine parking brake wire that can not be manually tuned.

도 4에는 동 실시예의 주차브레이크 와이어 당김 정밀도를 계산하기 위한 주차브레이크 와이어 당김상태의 정면도가 도시되어 있다.4 shows a front view of the parking brake wire pulled state for calculating the parking brake wire pulling precision of the embodiment.

본 발명에 있어서 구동모터의 회전수 X에 대해 주차브레이크 와이어의 당김량은 다음과 같다.In the present invention, the pulling amount of the parking brake wire with respect to the rotational speed X of the drive motor is as follows.

Figure 112007078328728-pat00001
Figure 112007078328728-pat00001

상기 식에서 r은 구동기어의 반지름, R은 와이어 당김기어의 반지름, X는 구동모터 회전수, L1은 와이어 당김기어 중심에서 이동가드베어링 중심까지의 거리, L2는 이동가드베어링 중심에서 고정가드베어링 중심까지 거리이다.Where r is the radius of the drive gear, R is the radius of the wire pulling gear, X is the number of rotations of the drive motor, L1 is the distance from the center of the wire pulling gear to the center of the moving guard bearing, and L2 is the center of the fixed guard bearing. Distance.

예를 들어 r이 5mm이고, R이 30mm, L1이 10mm, L2가 30mm인 경우 구동모터 1회전당 주차브레이크 와이어 당김량은 12mm가 되므로 수동적으로 조율하기 어려운 미세한 당김을 할 수 있게 된다.For example, when r is 5mm, R is 30mm, L1 is 10mm, and L2 is 30mm, the amount of parking brake wire pulled per rotation of the driving motor becomes 12mm, so that fine pulling that is difficult to manually tune can be achieved.

도 5에는 동 실시예의 구동모터 제어 회로도가 도시되어 있고, 도 6에는 동 실시예의 구동모터 입력전압 변화그래프가 도시되어 있다.FIG. 5 shows a drive motor control circuit diagram of the same embodiment, and FIG. 6 shows a graph of the drive motor input voltage change of the embodiment.

본 발명의 구동모터(20)는 도 5와 같이 휠속센서(50; Wheel Speed Sensor)의 신호가 입력되는 비교기(60)를 포함하는 제어회로에 의해 제어될 수 있는 바, 본 발명에 있어서 구동모터(20)의 입력전압은 차속에 비례하는 전압 V_input과 기준전압 V_ref의 상대적인 크기에 따라 변하게 되며, 운전자가 비상제동스위치(70)를 눌러 주차브레이크로 비상제동이 작동하는 경우 구동모터(20)는 현재 진행중인 속도에 비례해서 그의 회전속도를 정하게 된다.The driving motor 20 of the present invention can be controlled by a control circuit including a comparator 60 to which the signal of the wheel speed sensor 50 is input, as shown in FIG. 5, and the driving motor in the present invention. The input voltage of 20 changes according to the relative magnitudes of the voltage V_input and the reference voltage V_ref proportional to the vehicle speed. When the driver presses the emergency braking switch 70 and the emergency braking is activated by the parking brake, the driving motor 20 The rotation speed is set in proportion to the speed currently in progress.

그러나 현재 주행 속도가 매우 빠른 경우 정해진 시간과 거리 안에서 차량을 정지시키려면 모터에 요구되는 회전수가 크게 되어 과도한 주차브레이크 와이어 당김을 유도하여 자칫 더 큰 사고를 유발할 수 있기 때문에 안정성을 고려한 기준 값 V_ref를 설정하고 현재 차량의 속도에 의해 계산된 전압 V_input이 기준 전압보다 큰 경우 V_ref를 구동모터(20)에 가하게 된다.However, if the current driving speed is very fast, stopping the vehicle within the specified time and distance will increase the number of rotations required by the motor, which may lead to excessive parking brake wire pulling, which may lead to a larger accident. If the voltage V_input set by the current vehicle speed is greater than the reference voltage, V_ref is applied to the driving motor 20.

본 발명에 있어서는 비상제동이 작동하면서 차량의 속도가 점점 줄어들면서 V_ref 이하로 V_input 값이 떨어지는 순간 구동모터(20)가 차량의 속도를 반영하는 V_input를 입력전압으로 사용하게 된다.In the present invention, as the emergency braking is activated, the speed of the vehicle decreases gradually, and as soon as the V_input value falls below V_ref, the driving motor 20 uses V_input reflecting the speed of the vehicle as an input voltage.

도 1은 본 발명의 한 실시예의 장착상태도1 is a mounting state of one embodiment of the present invention

도 2는 동 실시예의 요부 사시도2 is a perspective view of main parts of the embodiment;

도 3a는 동 실시예의 작동 전의 정면도3A is a front view before operation of the embodiment

도 3b는 동 실시예의 작동 후의 정면도3B is a front view after operation of the embodiment

도 4는 동 실시예의 주차브레이크 와이어 당김 정밀도를 계산하기 위한 주차브레이크 와이어 당김 상태의 정면도4 is a front view of the parking brake wire pulled state for calculating the parking brake wire pulling precision of the embodiment;

도 5는 동 실시예의 구동모터 제어 회로도5 is a drive motor control circuit diagram of the embodiment;

도 6은 동 실시예의 구동모터 입력전압 변화그래프6 is a graph showing the change of the input voltage of the drive motor of the embodiment;

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 주차브레이크레버 2 : 주차브레이크 와이어1: Parking brake lever 2: Parking brake wire

3 : 브레이크 드럼 10 : 차체 마운팅 플레이트3: brake drum 10: body mounting plate

11 : 고정가드베어링 20 : 구동모터11: fixed guard bearing 20: drive motor

21 : 구동축 30 : 구동기어21: drive shaft 30: drive gear

40 : 와이어 당김기어 41 : 이동가드베어링40: wire pulling gear 41: moving guard bearing

50 : 휠속센서 60 : 비교기50: wheel speed sensor 60: comparator

70 : 비상제동스위치70: emergency braking switch

Claims (4)

주차브레이크레버(1)와 브레이크 드럼(3)이 주차브레이크 와이어(2)를 통해 접속된 주차브레이크장치에 있어서, 차체에 고정 설치되고, 상단 양측에 주차브레이크 와이어(2)의 좌우유동을 지지할 수 있도록 하는 한 쌍의 고정가드베어링(11)이 설치되는 차체 마운팅 플레이트(10)와; 상기 차체 마운팅 플레이트(10)의 일측에 고정 설치되는 구동모터(20)와; 상기 구동모터(20)의 구동축(21)에 설치되는 구동기어(30)와; 상기 차체 마운팅 플레이트(10)에 회전 가능하게 지지되고, 상기 구동기어(30)에 기어 접속되며, 상단 양측에 주차브레이크 와이어(2)를 당길 수 있도록 하는 한 쌍의 이동가드베어링(41)이 설치되는 와이어 당김기어(40);를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 주차브레이크를 이용한 비상제동장치.In the parking brake device in which the parking brake lever 1 and the brake drum 3 are connected through the parking brake wire 2, the parking brake device 1 is fixed to the vehicle body and supports the left and right flows of the parking brake wire 2 on both sides of the upper end. A vehicle body mounting plate 10 on which a pair of fixed guard bearings 11 are installed; A drive motor 20 fixedly installed at one side of the vehicle body mounting plate 10; A drive gear 30 installed on the drive shaft 21 of the drive motor 20; A pair of movable guard bearings 41 are rotatably supported on the vehicle body mounting plate 10, gear-connected to the drive gear 30, and pull the parking brake wire 2 on both sides of the upper end. Emergency braking device using a parking brake of the vehicle, characterized in that it comprises a; wire pulling gear (40). 제1항에 있어서, 구동모터(20)는 휠속센서(50; Wheel Speed Sensor)의 신호가 입력되는 비교기(60)를 포함하는 제어회로에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 차량의 주차브레이크를 이용한 비상제동장치.According to claim 1, wherein the drive motor 20 is emergency by using the parking brake of the vehicle, characterized in that controlled by a control circuit including a comparator 60 to which the signal of the wheel speed sensor (50) is input. Braking system. 제2항에 있어서, 구동모터(20)의 입력전압은 차속에 비례하는 전압 V_input과 기준전압 V_ref의 상대적인 크기에 따라 변하고, 운전자가 비상제동스위치(70) 를 눌러 주차브레이크로 비상제동이 작동하는 경우 구동모터(20)는 현재 진행중인 속도에 비례해서 그의 회전속도를 정하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 차량의 주차브레이크를 이용한 비상제동장치.The method of claim 2, wherein the input voltage of the drive motor 20 is changed according to the relative magnitude of the voltage V_input and the reference voltage V_ref proportional to the vehicle speed, the driver presses the emergency braking switch 70 to operate the emergency braking by parking brake In this case, the drive motor 20 is an emergency braking device using the parking brake of the vehicle, characterized in that the rotational speed is determined in proportion to the current speed. 제3항에 있어서, 안정성을 고려한 기준값 V_ref를 설정하고 현재 차량의 속도에 의해 계산된 전압 V_input이 기준 전압보다 큰 경우 기준값 V_ref를 구동모터(20)에 가하는 것을 특징으로 하는 차량의 주차브레이크를 이용한 비상제동장치.The vehicle parking brake of claim 3, wherein the reference value V_ref is set in consideration of stability and the reference value V_ref is applied to the driving motor 20 when the voltage V_input calculated by the current vehicle speed is larger than the reference voltage. Emergency braking system.
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