KR20000064885A - 차량의 제동력 분배 제어방법 및 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 제동력 분배 제어방법과 제어장치에 관한 것이다. 제동 시스템이 실패하는 경우에는, 제동력 분배 조작기가 비상모드로 전환한다. 차량의 속도와 가속도가 최대값을 초과하면 조정이 실시된다. 또한 본 발명은 임의의 단일 오류가 발생되는 경우에서도 제동력 분배를 제어하는 대책에 관한 것이다.

Description

차량의 제동력 분배 제어방법 및 제어장치
독일특허 제 41 12 388 A1 호(미국특허 제 5,281,012 호)에는 제어방법과 제어장치, 더 상세히 말하면 전륜과 후륜의 차륜속도에 기초하여 차량의 제동력 분배를 제어할 수 있는 제어방법과 제어장치가 공지되어 있다. 어떠한 이유이든지 간에 이러한 전기적인 제어가 실패한다면, 지나치게 제동된 후륜축 때문에 일정 제동 상태가 되는 바람직하지 않은 주행 상태를 발생시킬 수 있다.
여기서, 예를 들어 독일특허 제 1 95 11 152 A1 호에는 2개의 속도 센서가 동시에 중단된 경우를 위하여 비상모드가 제안되어 있다. 이때 압력상승과 압력강하가 교대로 실시되므로써 처음에는 운전자에게 어느 이하값으로 제시되었던 포화 압력값이 후륜 브레이크에 전달된다.
독일특허 제 1 95 11 161 A1 호와 제 1 95 11 162 A1 호에는, 제어 조치, 더 상세히 말하면 차량의 전륜축과 후륜축 사이의 제동력 분배 제어에서 오류가 발생하는 경우에 대한 여러 가지 조치가 기재되어 있다.
독일특허 제 1 95 11 161 A1 호에 있어서, 제어장치 내부가 고정날 때는 제동력 분배 제어를 중단하거나, 그렇지 않으면 적어도 제한된 범위 내에서 개별적인 고장이 발생하면 제동력 분배 제어를 계속 진행한다. 예를 들어, 전륜이나 후륜에서 속도 센서에 결함이 발생하면, 예비신호에 기초하여 제어를 계속하게 된다. 또한 전륜에서 제동력을 상승시키는 조작부의 결함이나, 리턴 펌프(return pump)의 고장이나, 제동력 감소로 인하여 제동 실패의 가능성을 갖는 조작부의 고장이나, 전압 강하가 발생할 때에도 제어는 계속 진행된다. 전륜에서 제동력 상승을 실패한 조작부의 결함이나 후륜에서 제동력 상승을 실패한 조작부의 결함이 발생하면, 제어장치는 수동으로 차단된다.
독일특허 제 1 95 11 162 A1 호에서는 회전수신호에 오류가 발생할 때 제동력 분배 제어장치의 비상대책이 설명되어 있다. 이때 전륜 회전수신호에 오류가 발생하면 제 기능을 하는 다른 전륜 회전수신호에 기초하여 또는 가장 빠르게 회전하는 차륜들을 고려하여 제어되며, 후륜 회전수 센서가 고장나면 예비신호로서 차량속도 표준신호가 사용된다. 또한 고장이 발생하면 제동력 분배 제어장치는 더 정밀하게 제어된다.
상기와 같은 고장을 인식하는 방법은, 예를 들어 SAE 페이퍼 제 890870 호의 "스미토모 일렉트로닉 안티록 시스템의 전기 제어장치"에 기재되어 있다.
고장이 발생할 때 제동력 분배 제어장치를 유지하기 위해, 더 정확히 말하면 제동력 분배를 제어하기 위해 상기 페이퍼에 공지된 방법으로 거기에 기재된 각각의 오류를 확실하게 그리고 효과적으로 통제한다. 그러나 특히, 제동과정을 예측하여 실시하는 제어와 제어장치의 작동에 이용되는 브레이크 페달 스위치가 고장나는 경우에, 제동력 분배 제어장치의 상세한 비상대책은 기재되어 있지 않다.
본 발명은 특허 독립청구항의 전제부에 따른 차량에 있어서 제동력 분배 제어방법 및 제어장치에 관한 것이다.
도 1은 개략적으로 도시한 제동 시스템의 스위치 블록도.
도 2는 계산 프로그램으로서 오류 발생시에 제동력 장치를 어떻게 제어하는가를 설명하는 순서도.
본 발명의 목적은, 차량에 고장이 발생할 경우에 전륜축과 후륜축 사이에서 제동력 분배를 최적으로 제어하는 것이다.
이것은 독립청구항의 특징적인 장점을 통해서 달성된다.
본 발명에 따르는 상술한 방법을 통하여 차량의 제동력 분배 제어의 비상모드를 최적화한다.
또한 브레이크 페달 스위치의 고장을 통제하여 이러한 고장의 경우에도 제동력 분배 제어를 계속 진행하는 것이 특히 바람직하다.
또한 제어장치가 없을 때는, 일련의 압력 상승 펄스를 통해 후륜 브레이크에 제동압력을 빠르게 진입시켜 후륜축의 과도한 제동으로 인한 위험을 제거하는 것이 특히 바람직하다.
또한 전압 강하로 인하여 시스템을 차단시키지 못하는 경우와 리턴 펌프의 고장이나 후륜축에서 배기 밸브에 고장이 발생하는 경우에, 상응하는 흡입 밸브의 작동을 통하여 제동력 분배를 제어하는 것이 특히 바람직하다. 이때 후륜 브레이크 내에 압력의 빠른 진입을 억제하기 위해서, 압력상승구배 제한값이 제공되는 것이 이롭다.
또한 하나의 회전수 센서에 고장이 발생하는 경우에는 예비신호로써 동일 차량의 회전수신호를 이용하며, 두 개의 회전수 센서들에 고장이 발생하는 경우에는 본 기술분야에서 알려진 압력 제한값을 이용하는 것이 특히 바람직하다. 이와 관련하여 차량이 정지상태에 있을 때 제한값은 상승되고 운전자에게 처음에 최대로 알려진 압력이 추가로 상승되어 차량의 정지상태가 안전하게 통제된다.
이하에서 실시예와 첨부한 청구항들의 설명을 통하여 다른 장점들을 제시하며, 도면에 도시한 실시예들에 따라서 본 발명을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 상술한 방법이 실시되는 제동 시스템의 스위치 블록도를 개략적으로 도시한다. 여기서 적어도 하나의 마이크로컴퓨터(12)가 장착된 제어장치를 도면부호 10으로 표시한다. 이것은 입력 단자(16) 및 출력 단자(18)와 버스 시스템(bus system;14)을 통하여 데이터를 교환하기 위해 결합한다. 바람직한 실시예에서, 마이크로컴퓨터(12)는 반제동 제어기(ABS;20)와, 제동력 분배 제어장치(EBV;22)와, 오류 검색기(24)를 포함한다. 이러한 장치, 더 구체적으로는 오류 검색 장치의 원리적인 작동 방법은 서두에 언급한 기술분야에 공지되어 있다.
입력 단자(16)에는, 차륜속도 센서(회전수 센서;30, 32)로부터의 입력 라인(26, 28)과, 브레이크 페달 스위치(36)로부터의 입력 라인(34)과, 브레이크 장치의 리턴 펌프(40)로부터의 입력 라인(38)과, 밸브 계전기(44)로부터의 라인(42)이 연결된다. 라인(38, 42)들을 통해서, 상응하는 부품들의 적당한 포텐셜이나 오류 정보가 검출된다. 입력 라인(46)은 입력 단자(16)를 전원(48)에 연결한다. 또한 흡입 밸브 및 배기 밸브를 감시하기 위해 얼마의 신호량이 필요한지를 라인(50, 52)을 통해 검출한다. 또한 이 라인들은 작동 통로 제어 및 동력학적 이동 제어의 움직임을 위하여 밸브(흡입 밸브, 전환 밸브)들로부터 상응하는 신호량을 포함한다. 제어장치(10)의 출력 단자(18)로부터, 밸브 계전기(44)에는 제 1 출력 단자(18)가, 차륜 브레이크의 조작기(60, 62)에는 출력 라인(56, 58)이, 또한 적어도 하나의 비상등(66)에는 적어도 또 다른 출력 라인(64)이 연결된다.
제동 시스템의 정상 작동에 있어서, 차륜들 중 적어도 한쪽에서 제동의 불균형이 발생하는 경우에 ABS는 장착된 조작기의 규정된 방향 전환을 통해서 브레이크를 해제한다. 유압식 또는 공압식 브레이크 장치는, 예를 들어 흡입 밸브와 배기 밸브와 같은 조작기로 제어된다. 바람직한 실시예에서, 차륜의 회전수 편차에 따른 제동 불균형은 적어도 하나의 차륜 회전수로 형성된 기준 속도에 의하여 인식된다. 소위 ABS가 실시되기 전에, 후륜 브레이크를 과도하게 제동하지 않으며, 다시 말해서 후륜축의 차륜들이 전륜축의 차륜들보다 먼저 제동되지 않는다는 것을 의미하며 이것은 제동력 분배 제어장치를 통해서 확실하게 보장한다. 이것은 서두에 언급한 기술분야에 따른 바람직한 실시예에서 실시된다. 그후 조작기의 방향전환을 통해서 후륜의 제동압력이 제어되어, 가장 느린 후륜이 가장 빠른 전륜보다 소정의 차이량만큼 더 느리게 진행한다. 이러한 방법을 통해서 후륜들이 제동될려고 하는 구동영역에 진입하는 것을 방지한다. 그러므로 제동장치에 있어서 전륜축과 후륜축 사이에서 제동장치를 통해서 제시된 제동력 분배의 차이에 대하여 적어도 부분제동을 이끄는 후륜 제동력의 한계값으로 진행된다.
오류 검색기는 마이크로컴퓨터의 작동방법이나 제어장치(10)의 다른 부품들을 검색하여, 특히 회전수 센서(30, 32), 밸브 계전기(44), 리턴 펌프(40), 조작기(60, 62)와 같은 외부 구성 부품의 작동능력을 산출하거나 전원의 에너지 준위를 시험한다. 오류 발생을 인식하게 되면, 마이크로컴퓨터(12)는 적어도 하나의 오류가 발생하는 경우에도 운전자에게 알리기 위하여 비상등(66)을 작동시킨다. 또한 ABS 및 제동력 분배 제어장치는 중단되거나 부분적으로 중단되거나 또는 그들의 기능을 유지한다.
원칙적으로 두 가지 오류가 제동력 분배 제어장치(EBV)의 회전수 센서의 영역에서 발생되는 것을 제외하고는 두 가지 오류가 발생될 때는 작동을 중지한다. 한 가지 오류가 발생되는 경우에는 오류에 따른 비상모드가 진행된다. 두 개의 회전수 센서에서의 결함을 제외하고 전압 강하와, 밸브 계전기와, 비상 타이어의 결함이 발생하는 경우에는 제동 전등 스위치가 작동한다. 이러한 경우에 EBV제어기가 비상모드로 작동한다.
제동력 분배 제어장치(EBV)의 비상모드는 하기의 오류 중 적어도 하나가 발생했을 때나 ABS의 사용이 불가능할 때 개시된다. 후자의 경우에 제동력 분배 제어장치의 비상 조치로서, 브레이크 페달 스위치의 위치에 따라서가 아니라 차륜속도 및 차륜 감속도가 지정된 한계치를 초과하는지 여부에 따라 제어가 이루어진다. 제동이 이루어지는 동안 종래의 기술에서 알려진 방식의 제어가 실시되며, 이때 감속도가 크고 제어가 효과적이지 않는 경우에 후륜의 제동압력에 압력 상승 제한 기능이 실시된다. 이를 위해 후륜의 제동압력이 지정된 시간상의 단계에 따라 상승하게 되며, 예를 들어 소정 길이의 펄스를 전달하므로써 시간이 경과할수록 차륜의 제동압력이 단계적으로 상승하게 된다. 이로써 제동압력의 너무 빠른 조정과 후륜에서의 오버 브레이크(overbrake) 현상이 방지된다.
하한 한계값의 윗부분에서 전압 강하가 발생된 경우와, 하나 이상의 회전속도 센서에서 오류가 발생한 경우와, 밸브 계전기의 접점이 접촉하는 경우와, 리턴 펌프에서 또는 리턴 펌프 중 하나에서 오류가 발생한 경우와, 전륜의 흡입 밸브 또는 배기 밸브의 배전 전압에 따른 단락이 이루어지는 경우나 밸브를 개폐하는 경우와, 후륜의 배기 밸브에서 오류가 발생한 경우 등에 제동력 분배 제어장치가 비상 모드의 범위에서 계속 작동된다.
제동력 분배 제어장치가 즉시 정지되는 경우는, 배전 전압이 지정된 한계치를 초과하는 과전압의 경우와, 배전 전압이 하한 한계값에 미달하는 전압 강하가 발생하는 경우와, 제어장치에 내부적인 오류가 발생한 경우와, 밸브 계전기가 중단된 경우와, 전륜의 흡입 밸브 또는 배기 밸브에서 어스에 따라 단락이 이루어지는 경우와, 후륜의 흡입 밸브에서 오류가 발생한 경우 등이다. 흡입 밸브 및 전환 밸브는 다른 밸브들과 마찬가지로 취급된다(어스에 따라 단락이 이루어질 때와 밸브 개폐로 비상 작동을 할 때, Ubatt에 따라 단락이 이루어질 때 작동 정지).
도 2의 순서도에 따라서 제어장치가 비상 작동될 때 실시되는 조치들에 관해 기술한다.
제동력 분배 제어장치(EBV)의 비상 작동을 위한 도 2에 도시한 프로그램은, 정상 작동 상황이 아닌 경우에 그리고 제동력 분배 제어장치의 작동 정지를 야기하는 오류가 발생하지 않은 경우에 항상 실시된다. 첫 번째 단계(100)에서는 인식된 오류 상태에 따라 소정의 비상 조치가 선택된다. ABS를 사용할 수 없는 경우에 있어서, 단계(102)에서는 차량의 차륜들의 차륜속도(Vradi)가 판독입력되고 이 차륜속도들을 기초로 하여 차량속도가 계산된다. 바람직한 일실시예에서는 최소한 비상 작동시에 두 번째로 빠른 차륜속도로부터 차량속도(VFZ)를 산출한다. 그런 다음 산출된 차량속도(VFZ)로부터 주로 시간 도함수를 이용해 차량감속도(AFZ)를 산출한다. 적절한 계산 과정을 취해서 산출된 두 개의 신호들의 상한값을 제한한다. 다음 단계(104)에서는 신호(VFZ, AFZ)를 이용해 제동 과정이 실시되는지 검사한다. 차량감속도가 최저 속도(VFZmin)보다 크고, 차량감속도가 최저 감속도(AFZmin)보다 크면 제동 과정으로 볼 수 있다. 제동 과정이 아닌 경우에는, 단계(116)에 따라 후륜의 조작부를 구동해서, 운전자의 지시에 따라 압력이 강하되도록 한다. 단계(104)에서 제동 과정이 인식되면, 단계(106)에서 가장 빠른 전륜(VRADVA)과 가장 느린 후륜(VRADHA) 간의 차이(ΔV)를 산출한다. 이 차이는 다음 단계(108)에서 설정값(ΔVS)과 비교된다. 차이(ΔV)가 설정값을 일정한 크기(ΔNOT1)만큼 초과 또는 미달하면, 단계(110)에 따라 후륜 브레이크에서 흡입 밸브 및/또는 배기 밸브를 작동시킴으로써 설정값과 실제값 간의 차이에 따라 압력을 조정해서, 설정값과 실제값 간의 차이가 소정의 허용 범위(ΔNOT1)를 벗어나지 않도록 한다. 이때 제동력 분배 제어장치의 정상적인 작동과 비교해서 허용 범위(ΔNOT1)가 작기 때문에, 제어가 전반적으로 보다 민감하게 이루어진다. 설정값과 실제값 간의 차이가 허용 범위를 벗어나지 않는 경우 후륜 브레이크에서 운전자의 지시에 따라 제동압력이 상승한다. 그러나 단계(112)에 따라 차량감속도(AFZ)가 최저 한계치(AFZmin) 보다 큰 소정의 한계치(AFZ0)를 초과하면, 단계(114)에 따라 후륜 브레이크에서 소정의 시간 함수에 따라서 압력이 상향조정된다. 바람직한 실시예에 있어서, 이 과정은 소정의 펄스와 펄스정지기(pulse pause)를 갖는 일련의 펄스들을 통해 실현된다. 이로 인하여 후륜에서 압력 상승을 제한함으로써 압력이 서서히 상승하게 되고, 그 결과 감속도가 커서 브레이크 페달이 강하게 작동될 때 운전자가 후륜축의 압력이 지나치게 빨리 상승하지 못하도록 함으로써 후륜축을 제동한다. 단계(108)가 제어를 시작하거나, 단계(112)에 따라 차량감속도가 (주로 히스테리시스 폭을 포함한) 한계값으로 하강하면, 도 2에 도시된 프로그램의 주기적인 진행을 통해 이 일련의 펄스들이 완료된다.
단계(100)에서, 정상 전압과 하한 한계값 사이에 위치한 배전 전압(전압부족)이 인식되거나, 리턴 펌프에서의 오류나 후륜 브레이크의 배기 밸브에서의 오류가 인식되면, 단계(118)에서 우선 앞서 언급한 단계(102 내지 106)들이 차량속도와, 차량감속도와, 제동과정과, 실제값(ΔV)의 계산을 실시한다. 단계(104)에서 제동과정이 아니라고 판단되면, 단계(120)에 따라 압력이 감소되도록 후륜의 조작부가 조정된다. 제동과정 동안 상기 오류 중 하나가 발생하는 경우에, 단계(122)에서는 설정값과 실제값 간의 차이를 판단하고, 이 차이값이 허용값(ΔNOT2) 보다 작으면 단계(124)에 따라 후륜의 흡입 밸브가 폐쇄된다(흡입 밸브 설정). 설정값과 실제값 간의 차이가 허용값(ΔNOT2)보다 크면(단계 126), 후륜이 전륜보다 느려지기 때문에, 단계(128)에 따라 압력 상승을 위해 흡입 밸브를 개방할 수 있게 된다(흡입 밸브 갱신). 설정값과 실제값 간의 차이가 허용 범위(ΔNOT2)를 벗어나지 않으면, 단계(114)와 유사하게 단계(130)에 따라 후륜 제동압력이 일련의 펄스들의 범위에서 상승된다. 상기 오류 중 하나가 발생하면 배기 밸브 및 리턴 펌프가 작동되지 않는다.
단계(100)에서 하나의 회전속도 센서가 결함이 있다고 인식되면, 단계(132)에서 오류가 있는 차륜신호(VradF)가 같은 쪽의 차륜속도 신호(Vrad)로 대체된다. 그후에 단계(134)에 따라 단계(102 내지 116)들이 실시된다.
단계(100)에서 두 개의 회전속도 센서에 오류가 인식되면, 단계(102)와 일치하는 단계(136)에서, 두 번째로 빠른 차륜속도를 기초로 하여 차량속도가 산출되고, 이 차량속도(VFZ)를 기초로 하여 차량감속도(AFZ)가 산출된다. 다음 단계(138)에서, 단계(104)와 유사하게 차량속도(VFZ)와 차량감속도(AFZ)를 최소값들과 비교함으로써 제동과정이 인식된다. 제동과정이 아니면, 단계(140)에 따라 밸브들이 조정되어 제동압력의 강하가 가능하게 된다. 제동과정이면, 단계(142)에 따라 후륜축에서 서두에 언급한 종래의 기술과 마찬가지 방식으로 압력 제한이 이루어진다. 이 경우 차량이 정지하게 되면, 차륜속도 신호가 더 이상 생성되지 않는다. 이것이 단계(144)에서 인식되면, 단계(146)에 따라 후륜축에서 제한된 펄스 길이를 가진 일련의 압력 상승 펄스가 시동된다. 이로써 후륜축에서 제한 범위를 넘어 압력이 상승됨으로써 차량이 정지 상태로 유지된다. 바람직한 실시예에서는 다음 단계(148)에서, 일련의 압력 상승 펄스가 시작된 후 경과한 시간을 최대값(Tmax)과 비교한다. 최대값에 도달하지 않았으면, 단계(146)에 따라 압력이 상승되고 그렇지 않은 경우에는 프로그램이 종료된다.
최대 시간은 선택적이다. 다른 실시예에서는 최대 시간을 설정하지 않고, 운전자가 지정한 압력에 도달할 때까지 일련의 펄스를 지속시킨다. 선택적으로, 브레이크 페달 스위치를 이용해서 브레이크 페달의 해제가 인식될 때까지 후륜축 브레이크에서 압력을 유지하는 방법도 있다.
여기서 기술한 해결 방법은 유압식이나 공압식 브레이크 장치에 사용할 수 있어 유리하다. 약술한 해결 방법은 제동 행정이 전기에 의해 이루어지는 브레이크 장치에도 사용할 수 있다. 이때 이와 같은 브레이크 장치들에서 제어되는 변수인 제동력이나 제동 토크를 제동압력 대신 이용해야 한다. 또한 공기압 또는 전기-기계식 브레이크 장치에 사용할 경우 유압 부품들에 관한 사항은 생략되거나 적절하게 변용된다.
본 발명에 따른 해결 방법에서 제동력이란 제동압력, 제동 토크 등을 말한다.

Claims (10)

  1. 전륜과 후륜의 차륜속도를 기초로 하여 전륜축과 후륜축 사이에서 제동력 분배를 조절하며, 오류가 발생하면 비상조치를 실시하는 제동력 분배 제어장치를 장착한 차량의 제동력 분배 제어방법에 있어서,
    오류가 발생하면 상기 제동력 분배 제어장치는 차량속도와 차량감속도에 따라 작동되는 것을 특징으로 하는 제동력 분배 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 후륜의 제동압력은 차량이 큰 폭으로 감속하면 비상모드의 범위에서 소정의 제동력 작동함수를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 제동력 분배 제어방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 반제동 제어기(ABS)가 명령에 따르지 않거나 특정의 단일 오류가 인식되면 비상모드가 개시되는 것을 특징으로 하는 제동력 분배 제어방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비상모드에서 실제값은 가장 빠른 전륜 속도와 가장 느린 후륜 속도의 차이로 산출되며, 이 값을 설정값과 비교하여 소정의 허용오차 범위를 초과하는 경우에 후륜 제동력 제어는 실제값을 조정하여 허용오차 범위 내로 되돌리는 것을 특징으로 하는 제동력 분배 제어방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 외에 제동력 상승 제한 기능을 제시하는 것을 특징으로 하는 제동력 분배 제어방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 전압 강하가 발생하는 경우 또는 리턴 펌프가 고장나는 경우나 후륜의 배기 밸브들 중 하나가 고장나는 경우에, 제동력 분배 제어장치가 후륜축에 부착된 흡입 밸브의 작동을 통하여서만 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 제동력 분배 제어방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 회전수 센서가 고장나는 경우에, 회전수신호는 차륜의 회전수 센서를 통하여 동일 차량쪽에 설정되는 것을 특징으로 하는 제동력 분배 제어방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차량속도는 차량에서 두 번째로 빠른 차륜의 회전수신호에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 제동력 분배 제어방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 두 개의 회전수센서에 오류가 발생하는 경우에, 후륜 브레이크에서 제동력 제한이 실시되며, 이때 차량이 정지되어 있는 상태에서 제동력이 유지되거나 제동력 상승 기능이 실시되는 것을 특징으로 하는 제동력 분배 제어방법.
  10. 전륜 및 후륜의 회전수신호를 기초로 하여 차량의 전륜축과 후륜축 사이에서 제동력을 분배하며, 브레이크 장치에서 고장이 인식되면 비상조치를 실시하는 오류 인식 수단을 구비한 차량의 제동력 분배 제어장치에 있어서,
    오류가 발생하면, 차량속도와 차량감속도가 소정의 최소값을 초과할 때 작동되는 것을 특징으로 하는 제동력 분배 제어장치.
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