KR20160118901A - 차량의 급발진방지 시스템 - Google Patents

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KR20160118901A KR1020150090293A KR20150090293A KR20160118901A KR 20160118901 A KR20160118901 A KR 20160118901A KR 1020150090293 A KR1020150090293 A KR 1020150090293A KR 20150090293 A KR20150090293 A KR 20150090293A KR 20160118901 A KR20160118901 A KR 20160118901A
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Abstract

본 발명은 차량의 급발진방지 시스템에 관한 것으로서, 브레이크페달장치(100a) 또는 브레이크페달장치(100a)와 가속페달장치(100b) 모두에 차량의 급발진방지 시스템을 구비한 것이다.
즉, 내측실린더(210)와; 내측실린더(210) 보다 큰 구경으로 형성되어 내측실린더(210)의 개구부(213) 쪽에서 이동 가능하게 끼워지는 외측실린더(220); 내측실린더(210)와 외측실린더(220)가 일정 간격을 유지하도록 탄발시켜 주며, 리턴스프링(130)의 장력보다 큰 반발력을 갖고 있어 이 보다 큰 힘으로 페달(120)을 설정 범위 이상 밟으면 압축되는 급발진방지 스프링(230); 외측실린더(220)와 내측실린더(210) 사이가 설정간격 이내로 좁혀지면 전자제어장치(ECU)에 신호를 보내 엔진의 급가속을 중단시키는 제어신호와 제동장치 작동신호를 엔진계통과 제동장치로 전송하며, ECU 고장시에도 기계적 방법으로 엔진 급가속을 중단시키고 차량이 제동되도록 구비되는 급발진방지 트리거(240);로 이루어진 급발진방지 행정부(200)를 브레이크페달장치(100a)에만 구비하거나 또는 브레이크페달장치(100a)와 가속페달장치(100b) 모두에 구비하여 급발진 등의 위급상황 때 운전자가 브레이크용 페달을 급격히 끝까지 밟거나, 또는 가속용 페달(120)을 브레이크용 페달로 오인하여 강한 힘으로 급하게 밟을 경우 급발진방지 시스템이 동작하여 엔진의 급가속을 멈추게 하고 제동이 되게 한 것이다.

Description

차량의 급발진방지 시스템{Prevention of sudden unintended acceleration of the vehicle system}
본 발명은 차량의 급발진방지 시스템에 관한 것으로서, 특히 차량의 전자회로 오작동 또는 운전자 과실로 인한 급발진 상황이 발생할 경우 브레이크페달장치와 가속페달장치에 구비한 급발진방지 행정부의 동작에 의해 ECU(전자제어장치; 이하 'ECU'라 칭함)가 엔진의 급가속을 중단시키는 제어신호와 제동장치의 제동신호를 엔진계통과 제동장치로 전송하여 엔진 급가속을 중단시킴과 아울러 차량이 제동되게 하며, ECU 고장시에는 전자회로의 영향을 받지 않고서 기계적 방법으로 엔진급가속이 중단되고 차량이 제동되게 하는 차량의 급발진방지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량 급발진 사고는 전자제어회로의 오작동으로 발생하거나 또는 운전자가 가속페달을 브레이크페달로 오인하여 누름으로써 발생한다. 또 차량에 통신기술이 접목됨에 따라 해킹으로 인한 오작동도 예상되는데 해킹으로 인한 오작동은 전자제어회로의 오작동 범위에 포함된다.
이러한 전자제어장치의 오작동으로 인한 급발진 사고를 방지하기 위해서 그동안은 각종 전자제어 수단을 위주로 많이 개발되어 왔으며, 그 중에는 어느 정도 효과가 검증된 것도 있으나, 근본적인 해결책은 못되었다.
다른 한편으로 차량 엔진 작동에 필수적인 전원 공급을 수동으로 차단하는 수동 스위치 및 공기 또는 연료를 기계적인 방법으로 제한하는 급발진방지 장치가 몇 가지 발명되었다.
이러한 차량의 급발진방지를 위해 발명된 것 중에서 일례의 선행기술로는 아래의 특허문헌에 개시된 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1487473호(2015.01.29.공고)의 "자동차의 급발진 방지 장치 및 이를 이용한 급발진 방지 방법"(이하 '선행기술 1'이라 칭함)이 있다.
상기 선행기술 1은 엔진과 연결된 공기 공급 라인에 설치되는 비상 공기 차단 밸브; 상기 비상 공기 차단 밸브와 연결되는 제 1 케이블; 상기 엔진과 연결된 연료 공급 라인에 설치되는 비상 연료 차단 밸브; 상기 비상 연료 차단 밸브와 연결되는 제 2 케이블; 및 운전석 근방에 설치되고, 상기 제 1 케이블의 장력과 상기 제 2 케이블의 장력을 동시에 조절할 수 있는 케이블 장력 조절 부재;로 이루어진 자동차의 급발진 방지 장치이다.
상기 선행기술 1은 급발진발생시 운전자 또는 탑승자가 상기 케이블 장력 조절 부재를 이용하여 상기 제 1 케이블 및 상기 제 2 케이블의 장력을 동시에 조절하는 단계; 및 상기 비상 공기 차단 밸브 및 상기 비상 연료 차단 밸브가 상기 엔진의 상기 공기 공급 라인 및 상기 연료 공급 라인을 동시에 차단하는 단계;를 수행하도록 한 것이다.
또한 아래의 특허문헌에 개시된 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1406173호(2014.06.12.공고)의 "차량의 급발진 방지장치"(이하 '선행기술 2'이라 칭함)가 있다.
상기 선행기술 2는 흡기관로의 소정위치에 설치되어 엔진에 공급되는 공기량을 조절하는 스로틀 밸브; 상기 스로틀 밸브의 위치(개폐량)를 전기/전자 제어신호로 조절하는 제어부; 차량 실내의 소정위치에 설치되어 운전자에 의해 모드가 선택되는 조작레버; 상기 조작레버와 스로틀 밸브를 연결하는 케이블 링크; 를 포함하고,
상기 스로틀 밸브의 위치(개폐량)는 엔진 시동시 혹은 급발진 발생시 상기 케이블 링크로 전달되는 조작레버의 모드 선택에 의해 조절되며, 상기 조작레버는 엔진 시동시 과도한 공기량 유입을 방지하기 위해 스로틀 밸브의 위치(개도량)을 설정된 위치로 조절하는 제1모드; 엔진이 시동 온을 유지한 상태에서 급발진이 발생할 때 엔진으로의 공기 유입을 차단하기 위해 스로틀 밸브를 완전 폐쇄하는 제2모드; 정상 운전조건에서 스로틀밸브의 위치(개도량)조절이 제어부의 제어신호에 의해 작동되도록 하는 제3모드; 를 포함하는 차량의 급발진 방지장치이다.
상기 선행기술 2는 전자제어보다 조작레버의 모드 선택이 우선하여 스로틀밸브의 위치를 기계적으로 연결된 케이블 링크로 조절할 수 있도록 함으로서 엔진으로 유입되는 공기량을 안정되게 공급되게 하여 시동 초기 또는 운행중에 발생되는 급발진이 방지되게 한 것이다.
상기의 선행기술에서와 같이 차량의 엔진 작동에 필수적인 전원 공급을 수동으로 차단하는 수동스위치 및 엔진으로 공급되는 공기나 연료를 기계적인 방법으로 제한하는 급발진 방지장치가 주로 발명되었고, 그 중에는 어느 정도 신뢰성 있는 발명도 있기는 하나 운전자가 긴급 상황에서 별도의 수동 급발진방지 기구를 수동으로 작동시켜야 하므로 실용성에 한계가 있다고 할 수 있다.
또한 운전자가 가속페달을 브레이크페달로 오인하여 누름으로써 발생하는 운전자 과실의 차량 급발진 사고는 급발진 사고의 대부분을 차지하고 있는데도 불구하고 이에 대한 해결책은 제시되지 않고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1487473호(2015.01.29.공고) "자동차의 급발진 방지 장치 및 이를 이용한 급발진 방지 방법" 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1406173호(2014.06.12.공고) "차량의 급발진 방지장치"
본 발명은 상기한 선행기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 전자회로 오작동 등으로 인한 급발진 상황에서 운전자가 브레이크를 설정된 행정거리를 초과하여 급격하게 끝까지 누르면 전자회로의 영향을 받지 않으면서 엔진 급가속을 중단시키고 차량을 제동하는 차량의 급발진방지 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 운전자가 가속페달을 브레이크페달로 오인한 상태에서 가속페달을 설정된 행정거리를 초과하여 급격하게 끝까지 누를 경우 엔진 급가속을 중단시키고 차량을 제동하는 차량의 급발진방지 시스템을 제공하는데 있다.
이러한 본 발명은 기존의 브레이크페달장치에 아래의 급발진방지 행정부를 설치하면 상기 목적을 달성할 수 있고, 가속페달장치에 아래의 급발진방지 행정부를 설치하면 다른 목적을 달성할 수 있으며, 상기 브레이크페달장치와 가속페달장치 모두에 아래의 급발진방지 행정부를 설치하면 상기 목적과 다른 목적을 함께 달성할 수 있다.
즉, 상기 급발진방지 행정부는 내측실린더와; 내측실린더 보다 큰 구경으로 형성되어 내측실린더에 일정 간격을 유지하도록 끼워져 이동되는 외측실린더; 내측실린더와 외측실린더 사이에 설치되어 내측실린더와 외측실린더 간의 이격된 간격을 유지시켜주며, 페달을 밟았을 때 리턴스프링의 장력보다 큰 반발력을 구비하여 이에 대응되는 힘으로 눌러야만 압축되는 급발진방지 스프링; 외측실린더와 내측실린더 사이가 설정간격 이내로 좁혀지면 ECU(전자제어장치)에 신호를 보내 엔진의 급가속을 중단시키는 제어신호와 제동장치 작동신호를 엔진계통과 제동장치로 전송하며, ECU 고장시에는 기계적 방법으로 엔진 급가속을 중단시키고 차량이 제동되도록 구비되는 급발진방지 트리거;로 구성된 것이며, 이러한 본 발명은 급발진 등의 위급상황 때 운전자가 브레이크용 페달을 급격히 끝까지 밟거나, 또는 가속페달장치의 페달을 브레이크페달로 오인하여 본능적으로 끝까지 급격하게 밟을 경우 급발진방지 행정부의 급발진방지 트리거가 동작하여 엔진의 급가속을 멈추게 하고 제동이 되게 하므로 상기 목적과 다른 목적의 달성이 가능한 것이다.
이와 같이 본 발명은 전자회로 오작동 등으로 인한 급발진 상황이 발생하였을 때 운전자가 브레이크를 설정된 페달암의 행정거리를 초과하여 급격하게 페달을 끝까지 누르면 급발진방지 행정부의 급발진방지 트리거가 보내는 신호를 받은 ECU가 급발진 상황임을 인식하여 엔진의 급가속을 중단시키는 제어신호와 제동장치 작동신호를 엔진계통과 제동장치로 전송하여 엔진의 급가속을 중단시키면서 제동이 되며, 또 ECU 고장시에는 기계적 방법으로 엔진의 급가속이 중단되고 차량 제동이 되므로 불의의 사고를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 운전자가 브레이크페달로 오인하여 가속페달을 설정된 행정거리를 초과하여 급격하게 끝까지 누르더라도 가속페달장치에 설치된 급발진방지 행정부가 동작하면서 ECU(전자제어장치)로 하여금 엔진의 급가속을 중단시키는 제어신호와 제동장치 작동신호를 엔진계통과 제동장치로 전송토록 하므로 엔진의 급가속이 중단되고 제동이 될 수 있으며, 또 ECU 고장시에는 기계적 방법으로 엔진의 급가속이 중단되고 차량 제동이 될 수 있어 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1, 도 2 는 본 발명이 브레이크 페달에 실시된 상태의 구성도
도 3 은 본 발명이 가속페달장치에 실시된 상태를 보인 구성도
도 4 는 본 발명에서 급발진방지 행정부의 동작 전과 동작 후의 상태도
도 5 는 수동의 급발진방지 트리거로 전원차단스위치(ncsw)를 적용한 급발진방지 행정부의 구조도
도 6 은 본 발명에 보조 브레이크페달이 구비된 다른 실시예의 구조도
도 7 은 도 6 에 도시된 보조 브레이크페달의 동작 과정도
도 8 내지 도 9 는 본 발명의 급발진방지 행정부에 구비되는 급발진방지 트리거를 서로 다른 실시예로 도시한 구성도
도 10 은 본 발명이 브레이크 페달암과 푸시로드 사이에 설치된 상태도
이하에서는 본 발명의 상기 목적을 달성하기 위한 기술 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 예 별로 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예들은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 내용을 쉽게 이해하고 실시할 수 있도록 제공하는 것이며, 도면에 표현한 구조 및 각 부분의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 확보하기 위해 과장되거나 단순화하여 도시한 것이다.
도 1 과 도 2 는 본 발명의 급발진방지 행정부를 서로 다른 형태로 브레이크페달장치에 실시한 상태도 이고, 도 3 은 본 발명의 급발진방지 행정부를 가속페달장치에 장착한 상태를 보인 구성도로서, 리턴스프링(130)에 의해 리턴 동작되는 브레이크페달장치(100a)나 가속페달장치(100b)에 급발진방지 트리거(240)가 구비된 급발진방지 행정부(200)를 설치한 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 급발진방지 시스템 핵심은 브레이크페달장치(100a)나 가속페달장치(100b)에 급발진방지 행정부(unintended acceleration prevention travel assembly)(200)를 구비한 것에 있으며, 급발진 상황에서 급발진방지 행정부(200)의 급발진방지 행정을 통해 급발진방지 행정부(200) 내에 설치된 급발진방지 트리거(240)(수동식 또는 전자식)의 기능을 작동시켜 엔진의 급가속이 중단되게 한 것에 있다.
여기서, 상기 급발진방지 행정부(200)는 일례로 도시된 도 1 내지 도 2 와 같이 브레이크페달장치(100a)의 페달암(110)과 페달(120) 사이에 설치될 수 있다.
즉, 리턴스프링(130)으로 리턴 동작되는 페달(120)과 페달암(110)으로 이루어진 브레이크페달장치(100a) 및 가속페달장치(100b)가 구비된 차량의 급발진방지 시스템을 구성함에 있어서,
일단에 개구부(213)가 구비된 내측실린더(210); 내측실린더(210) 보다 큰 구경으로 형성되어 내측실린더(210)의 개구부(213) 외측에 이동 가능하게 끼워지는 외측실린더(220); 내측실린더(210)와 외측실린더(220)가 일정 간격을 유지하도록 탄발시켜 주며, 리턴스프링(130)의 장력보다 큰 반발력을 갖고있으며, 페달(120)을 가속 또는 제동에 필요한 설정 범위 이상으로 상기 반발력보다 큰 압력으로 밟으면 압축되는 급발진방지 스프링(230); 및
외측실린더(220)와 내측실린더(210) 사이가 설정간격 이내로 좁혀지면 전자제어장치(ECU)에 신호를 보내 엔진의 급가속을 중단시키는 제어신호와 제동장치 작동신호를 엔진계통과 제동장치로 전송하며, ECU 고장시에는 전자회로의 영향을 받지않고서 기계적 방법으로 엔진 급가속이 중단되고 차량이 제동되도록 구비되는 급발진방지 트리거(240); 로 이루어진 급발진방지 행정부(200)를 브레이크페달장치(100a)에 설치한 것을 특징으로 한다.
이를 더 상세히 설명하면, 상기 급발진방지 행정부(200)를 구성하는 내측실린더(210)는 페달암(110)의 선단에 설치되고, 외측실린더(220)는 페달(120)의 이면에 구비되어 외측실린더(220)가 내측실린더(210)에 끼워지도록 결합되는 것인데, 이때 외측실린더(220)와 내측실린더(210)는 급발진방지 스프링(230)의 반발력을 받아 일정간격 이격된 상태를 유지하도록 설치하면 되는 것이며, 도면중 미설명부호 (250)은 스프링받침부 이다.
도 3 은 본 발명이 가속페달장치에 실시된 상태를 보인 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이 상기 급발진방지 행정부(200)는 브레이크페달장치(100a) 뿐만 아니라 가속페달장치(100b)에도 공통적으로 적용될 수 있다.
따라서 이하에서 설명하는 페달암(110)과 페달(120)은 브레이크페달장치(100a)와 가속페달장치(100b)의 페달암과 페달을 모두 지칭한다.
상기와 같이 가속페달장치(100b)에 급발진방지 행정부(200)를 설치할 때 내측실린더(210)는 가속페달장치(100b)의 페달암(110) 선단에 설치되고, 외측실린더(220)는 페달(120)의 이면에 구비되어 외측실린더(220)와 내측실린더(210)가 서로 결합되는 것이며, 외측실린더(220)와 내측실린더(210)가 급발진방지 스프링(230)의 반발력을 받아 일정간격 이격 상태를 유지하도록 하면 된다.
이와 같이 급발진방지 행정부(200)를 브레이크페달장치(100a)에만 적용시켜도 전자적 오류로 인한 급발진사고를 방지할 수 있으며, 가속페달장치(100b)에 적용시키면 운전자가 실수로 가속페달을 브레이크페달로 오인하여 밟아서 급발진 상황이 발생할 경우 급발진방지 행정부(200)가 동작하여 사고를 방지하여 준다. 또 급발진방지 행정부(200)를 브레이크페달장치(100a)와 가속페달장치(100b) 모두에 함께 적용시키면 전자적 오류로 인한 급발진사고와 운전자 실수로 인한 급발진사고를 모두 방지하여 주므로 바람직하다고 할 수 있다.
여기서 상기 급발진방지 트리거(240)는 엔진(600) 작동에 필요한 전원과 공기 및 연료 공급을 차단하는 회로차단 스위치로서, 엔진 작동에 필요한 공기 및 연료 공급을 위한 스로틀밸브의 위치(개도량) 조절 기능과, 상기 스로틀밸브를 구동시키는 구동모터에 전원을 공급하는 회로연결 기능을 겸하는 수동 스위치로서 엔진 급가속을 전자회로의 간섭을 받지 않고서 수동으로 중단시키는 모든 수동 장치를 포함하는 것을 의미한다.
또한 상기 급발진방지 트리거(240)는 수동 급발진방지 수단 외에 근접센서 등을 이용한 전자식 급발진방지 수단으로 설치할 수 있으며, 또한 급발진방지 행정이 시작될 때 운전자에게 시각적 및 청각적인 정보(점멸 경보 및 경보음)을 제공하는 장치를 부가적으로 설치할 수도 있는 것으로서, 이는 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있는 것이므로 따로 설명하지 않기로 한다.
여기서 도 4 는 본 발명의 급발진방지 행정부의 동작 전과 동작 후의 상태도를 보인 도면으로서, 본 발명의 핵심인 급발진방지 행정부(200)의 급발진방지 스프링(230)은 페달(120)의 리턴스프링(130) 장력보다 더 큰 반발력을 갖고 있지만 운전자가 힘주어 누르면 쉽게 눌릴 수 있는 반발력이며, 급발진방지 행정부(200)의 정상상태와 압축상태의 높이 차이가 급발진방지 행정(uapt)이다.
도 5 는 수동의 급발진방지 트리거로 전원차단스위치(ncsw)를 적용한 급발진방지 행정부의 구조를 일례로 보인 도면으로서, 외측실린더(220) 안에 스위치제어봉(243)을 설치하고 내측실린더(210) 안에는 전원차단스위치(ncsw)(241)를 설치하며, 그 전원차단스위치(ncsw)(241)의 양쪽단은 배터리(500)와 ECU의 사이 또는 ECU와 엔진계통의 사이에 연결한 구조이다.
여기서 상기 급발진방지 행정부(200)는 구조적 신뢰성을 보장하기 위해 필요한 경우 별도의 가이드로드(guide rod) 등의 부가장치를 설치할 수도 있다. 상기 부가장치를 설치하는 방법은 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있으므로 이에 대하여는 따로 설명하지 않기로 한다.
이러한 본 발명에서 상기 급발진방지 행정부(200)를 브레이크페달장치(100a)에 설치할 때 기존의 브레이크 행정을 제동행정(braking travel)이라고 부르고 유격(free play)을 고려 대상에서 제외하면, 브레이크의 운동은 제동행정 및 급발진방지행정의 두 단계로 구분된다. 앞으로 제동행정은 별도로 표시하지 않는 한 유격과 제동행정을 합한 것으로 해석하기로 한다.
그리고, 상기 급발진방지 행정부(200)를 가속페달장치(100b)에 설치할 때는 기존의 액셀레이터 행정을 가속행정(acceleration travel)이라 부르고, 유격(free play)을 고려 대상에서 제외하면, 액셀레이터 운동은 가속행정 및 급발진방지행정의 두 단계로 구분된다. 앞으로 가속행정은 별도로 표시하지 않는 한 유격과 가속행정을 합한 것으로 해석하기로 한다.
이러한 급발진방지 행정부(200)가 브레이크페달장치(100a)에 설치된 경우는 운전자가 차량 운행중 페달(120)을 설정된 범위 내에서 밟아 누르는 정상적인 제동 상황에서는 브레이크의 리턴스프링(130)의 장력이 급발진방지 스프링(230)의 반발력보다 매우 낮으므로 급발진방지 행정(uapt)이 시작되기 전에 제동행정(bt)이 완료되어 차량이 정지하게 된다.
즉, 정상적인 제동 상황에서는 급발진방지 스프링(230)의 반발력이 리턴스프링(130)의 장력보다 크게 작용하므로 급발진방지 스프링(230)에 의해 이격된 급발진방지 행정부(200)의 외측실린더(220)와 내측실린더(210) 간의 간격은 전혀 변동되지 않는 상태에서 페달(120)이 눌리는 제동 행정만이 이루어지게 된다. 이에 따라 제동 행정이 완료될 때까지 급발진방지 행정은 전연 작동되지 않는다.
그러나 전자회로 오류로 인한 급발진 상황에서 브레이크의 제동 행정이 무력화될 경우 운전자는 본능적으로 최대한의 힘으로 페달(120)을 급격하게 밟아 누르게 된다. 그러면 급발진방지 스프링(230)의 반발력보다 큰 힘이 급발진방지 스프링(230)에 가해짐에 따라 급발진방지 행정부(200)의 외측실린더(220)와 내측실린더(210) 간의 간격이 설정된 범위 이내로 좁혀지는 급발진방지 행정이 실행된다.
그러면 하강되는 스위치제어봉(243)이 전원차단스위치(ncsw)(241)를 눌러 열어주면 배터리 또는 전자제어장치(ECU)로부터 엔진 계통으로 공급되는 엔진작동 전원이 차단되는 급발진방지 트리거(240)가 작동하여 엔진 급가속이 중단되며, 엔진 급가속이 중단되면 잔여 진공압력에 의해 제동행정이 이루어진다.
또한 상기 급발진방지 행정부(200)가 가속페달장치(100b)에 설치된 경우는 운전자가 차량 운행중 페달(120)을 설정된 범위 내에서 밟아 누르는 정상적인 가속 상황에서는 급발진방지 스프링(230)의 반발력이 리턴스프링(130)의 장력보다 크게 작용하므로 이러한 급발진방지 스프링(230)의 높은 반발력 때문에 급발진방지 행정으로 들어가기 전에 페달(120)의 진행을 멈추게 되며, 이에 의해 급발진방지 행정부(200)의 이격된 외측실린더(220)와 내측실린더(210) 간의 간격은 전혀 변동되지 않는 상태로 가속 행정만이 이루어진다.
그러나 운전자가 가속페달장치(100b)의 페달(120)을 브레이크페달로 오인하여 눌러서 발생하는 급발진 상황에서는 본능적으로 끝까지 급격하게 밟아 누르게 되고, 급발진방지 스프링(230)의 반발력보다 큰 힘이 급발진방지 스프링(230)에 가해져 급발진방지 행정부(200)의 외측실린더(220)와 내측실린더(210) 간의 간격이 설정된 범위 이내로 좁혀지는 급발진방지 행정에 들어가게 되며, 이에 의해 급발진방지 트리거(240)가 동작 된다.
여기서, 운전자가 가속페달을 브레이크페달로 오인하여 누를 경우, 전자적 오류가 없다는 것을 전제로 하면 급발진방지 행정부(200)의 급발진방지 기능 및 제동기능을 전자적으로 설치할 수 있다.
그러면 급발진방지 트리거(240)의 신호를 받은 ECU가 급발진 상황임을 인식하여 엔진의 급가속을 중단시키는 제어신호와 제동장치 작동신호를 엔진계통과 제동장치로 전송하므로 엔진은 공회전 상태의 회전수로 유지되고, 제동장치가 동작하여 차량의 속도를 줄여주게 된다.
즉, 운전자가 가속페달장치(100b)의 페달(120)을 급격히 최대한 깊게 눌러서 급발진방지 행정으로 들어갈 경우 전자제어장치(ECU)가 가속페달 위치센서로부터 수신한 가속페달 위치신호 또는 별도의 센서스위치를 설치한 경우 해당 센서로부터 수신한 스위치 상태신호를 사용하여 급발진 상태를 결정하고서, 엔진 급가속을 중단시키는 엔진 제어신호와 자동 제동신호를 엔진계통과 제동장치로 전송하여 엔진 급가속을 중단시킴과 아울러 차량을 제동하게 하면 된다.
그러나, 전자적 오류의 가능성을 피하기 위해서는 상기에서 설명한 도 5 및 아래에서 설명되는 도 8 내지 도 9 에서와 같이 수동의 급발진방지 트리거(240)를 설치할 수도 있다.
즉, 도 6 은 본 발명에 보조 브레이크페달이 함께 구비된 다른 실시예를 보인 도면이고, 도 7 은 도 6 의 보조 브레이크페달 동작도를 보인 도면으로서, 가속페달장치(100b)의 급발진방지 트리거(240)를 수동으로 설치할 경우는 브레이크를 작동하기 위한 보조 브레이크페달(300)을 페달(120)의 동작범위 내에 구비하여 페달(120)이 설정된 거리 이상으로 밟히면 보조 브레이크페달(300)이 함께 동작 되게 한 것이다.
상기 도 6 과 같이 보조 브레이크페달(300)은 가속페달장치(100b)의 페달(120) 아래에 가속행정(가속행정+유격)에 해당하는 간격을 두고 설치되며, 보조 브레이크페달(300)의 페달암(310)은 브레이크페달장치(100a)의 페달암(110)에서 분기시켜 일체로 동작 되게 하면 된다.
이러한 본 고안은 도 7 의 (가) 상태에서 (나)와 같이 가속페달장치(100b)의 페달(120)을 정상적인 범위 내에서 밟아 누르는 가속 상황에서는 리턴스프링(130)의 장력보다 급발진방지 스프링(230)의 반발력이 크게 작용하므로 급발진방지 행정부(200)는 전혀 동작하지 않는 상태로 가속 행정만이 이루어진다.
그러나, 운전자가 실수로 가속용 페달(120)을 브레이크페달로 오인하여 본능적으로 끝까지 급격하게 밟게 되면 이 때는 급발진방지 스프링(230)의 반발력보다 큰 힘이 가해지면서 도 7 의 (다)와 같이 급발진방지 스프링(230)이 압축되면서 급발진방지 행정부(200)의 급발진방지 행정이 이루어짐과 아울러 가속용의 페달(120)이 보조 브레이크페달(300)을 눌러 제동 행정이 이루어지도록 한다. 이 경우 급발진방지 행정(uapt)은 제동행정(bt)과 같은 값을 가지며 동시에 수행된다.
여기서 액셀레이터의 수동식 급발진방지 트리거(240)는 보조 브레이크페달(300)이 함께 설치되는 것을 제외하면 브레이크의 수동식 급발진방지 트리거(240)와 동일하다.
도 8 과 도 9 는 본 발명의 기계식(수동) 급발진방지 트리거의 다른 실시예를 개략적으로 보인 구조도로서, 상기에서 언급한 수동의 급발진방지 트리거는 그 구조를 다양하게 변경하여 설치될 수 있다.
즉, 도 8 에서와 같이 외측실린더(220) 안에 케이블구동봉(cable holding rod)(244)를 설치하고 내측실린더(210) 안에는 케이블(246)의 가이드튜브(245)를 설치하여 가이드튜브(245)를 통과한 케이블(246)의 일단은 케이블구동봉(244)에 결착하고, 케이블(246)의 타단은 공기공급라인(410)과 연료공급라인(420) 중 어느 하나 또는 둘 모두에 비상용으로 구비한 차단밸브(411)(421)에 연결하여 케이블구동봉(244) 하강시 공기공급라인(410)과 연료공급라인(420) 중 어느 하나 또는 둘 모두의 차단밸브(411)(421)가 기계적 방법으로 동작되게 한 것이다.
이러한 경우 급발진 상황에서 운전자가 브레이크용이나 가속용의 페달(120)을 급격하게 최대한 밟게 되면 급발진방지 행정(uapt)이 행하여지면서 하강되는 케이블구동봉(244)이 케이블(246)을 당겨주면 그 당김 장력에 의해 차단밸브(411)(421)를 닫아주므로 엔진(600)으로 공급되는 공기와 연료 중 어느 하나 또는 둘 모두가 차단되거나 제한되어 엔진(600)의 급가속이 중단된다.
또한 도 9 에서와 같이, 외측실린더(220)에는 스위치제어봉(243)이 구비되고, 내측실린더(210)에는 배터리(500)와 밸브구동모터(270)를 연결하는 전원연결스위치(nosw)(242)를 스위치제어봉(243)에 의해 온/오프되게 설치하고, 밸브구동모터(270)에는 공기공급라인(410)과 연료공급라인(420) 중 어느 하나 또는 둘 모두에 비상용으로 구비한 차단밸브(411)(421)를 동작시키는 케이블(246)을 연결하여 밸브구동모터(270)가 구동되면 공기공급라인(410)과 연료공급라인(420) 중 어느 하나 또는 둘 모두의 차단밸브(411)(421)가 기계적 방법으로 닫히도록 할 수 있다.
이 경우 급발진 상황에서 운전자가 브레이크용이나 가속용의 페달(120)을 급격하게 최대한 밟게 되면 급발진방지 행정(uapt)이 행하여지면서 하강되는 스위치제어봉(243)이 개방되어 있던 전원연결스위치(nosw)(242)를 눌러 연결시켜 주므로 밸브구동모터(270)가 케이블(246)을 당겨 차단밸브(411)(421)를 닫아줌에 따라 엔진(600)으로 공급되는 공기와 연료 중 어느 하나 또는 둘 모두가 차단되거나 제한되어 엔진(600)의 급가속이 중단되게 된다.
여기서 도 8 및 도 9 에서의 엔진(600)으로 공급되는 공기공급라인(410)과 연료공급라인(420) 중 어느 하나에만 상기 차단밸브를 설치하여도 되지만 필요에 따라 공기와 연료 모두를 차단하기 위해 두 곳에 모두 설치할 수도 있다.
또한 도 8 및 도 9 에서의 공기차단 방식의 실시는 특허문헌에 개시된 선행기술 2를 참조하여 케이블(246)로 스로틀밸브 위치를 조정하는 방식으로 실시할 수도 있으며, 이는 해당 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있는 것이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
그리고, 전자회로 오작동으로 인한 급발진만을 방지하려면 본 발명의 급발진방지 행정부(200)를 브레이크페달장치(100a)에만 설치하면 되며, 브레이크페달장치(100a)와 가속페달장치(100b)에 본 발명의 핵심인 급발진방지 행정부(200)를 동시에 모두 설치할 경우에는 브레이크와 액셀레이터 사이의 회로 배선을 병렬로 할 것인지 직렬로 할 것인지에 관해서는 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있으므로 이는 따로 설명하지 않기로 한다.
이러한 본 발명에서 상기 급발진방지 행정부(200)는 도 10 과 같이 브레이크페달로 동작되는 마스터실린더(140)의 푸시로드(141)와 페달암(110) 사이에 설치될 수도 있는 것으로서, 이와 같이 본 발명의 핵심인 급발진방지 행정부(200)는 그 설치 위치는 다양한 곳에 적용할 수 있다.
그 일례로, 마스터실린더(140)의 푸시로드(141) 선단에 설치되는 내측실린더(210); 내측실린더(210)와 대응된 페달암(110) 후면에 설치되며, 내측실린더(210)에 일정 간격 유지하도록 끼워지는 외측실린더(220); 내측실린더(210)와 외측실린더(220)가 일정 간격을 유지하도록 탄발시켜 주며, 리턴스프링(130)의 장력보다 큰 반발력을 갖고있어 페달(120)을 가속 또는 제동에 필요한 설정 범위 이상으로 밟아야만 압축되는 급발진방지 스프링(230); 외측실린더(220)와 내측실린더(210) 사이가 설정간격 이내로 좁혀지면 전자제어장치(ECU)에 신호를 보내 엔진의 급가속을 중단시키는 제어신호와 제동장치 작동신호를 엔진계통과 제동장치로 전송하고, ECU 고장시에는 전자회로의 영향을 받지 않고 기계적 방법으로 엔진급가속이 중단되고 차량이 제동되도록 구비되는 급발진방지 트리거(240);로 이루어진 급발진방지 행정부(200)를 마스터실린더(140)의 푸시로드(141)와 페달암(110) 사이에 설치하면 된다.
이러한 경우에도 급발진 등의 위급상황 발생으로 운전자가 브레이크장치의 페달(120)을 본능적으로 끝까지 급격하게 밟거나 또는 가속페달장치(100b)의 페달(120)을 브레이크페달로 오인하여 본능적으로 끝까지 급하게 밟아 누를 경우 급발진방지 스프링(230)의 반발력보다 큰 힘이 푸시로드(141)와 페달암(110) 사이에 설치된 급발진방지 행정부(140)의 급발진방지 스프링(230)에 가해져 급발진방지 스프링(230)이 압축되면 외측실린더(220)와 내측실린더(210)의 간격이 설정된 범위 이내로 좁혀지는 급발진방지 행정에 들어가게 되며, 이에 의해 급발진방지 트리거(240)가 동작되면서 엔진 급가속을 중단시키고 차량을 제동시키는 것은 위에서 상술한 바와 같다.
이러한 본 발명에서 상기 내측실린더(210)와 외측실린더(220)는 서로 설치되는 위치를 상반되게 하여도 무방하다.
또한, 첨부된 도면에서는 내측실린더(210)와 외측실린더(220) 사이가 일정 간격을 유지하도록 탄발시켜 주는 급발진방지 스프링(230)을 외측실린더(220)의 외측에 설치한 것으로 도시하였으나, 내측실린더(210)의 내부 또는 내측실린더(210)와 외측실린더(220) 사이에 급발진방지 스프링(230)이 구비되게 할 수도 있는 것으로서 이는 필요에 따라 변경 가능하다.
100a: 브레이크페달장치 100b: 가속페달장치
110 : 페달암 120 : 페달
130 : 리턴스프링 140 : 마스터실린더
141 : 푸시로드 200 : 급발진방지 행정부
210 : 내측실린더 220 : 외측실린더
230 : 급발진방지 스프링 240 : 급발진방지 트리거
241 : 전원차단스위치 242 : 전원연결스위치
243 : 스위치제어봉 244 : 케이블구동봉
245 : 가이드튜브 246 : 케이블
270 : 밸브구동모터 300 : 보조 브레이크페달
310 : 페달암 410 : 공기공급라인
420 : 연료공급라인 411,421 : 차단밸브
500 : 배터리 600 : 엔진
at : 가속행정(가속페달 유격이 포함된 가속행정)
bt : 제동행정(브레이크페달 유격이 포함된 제동행정)

Claims (8)

  1. 리턴스프링(130)으로 리턴 동작되는 페달(120)과 페달암(110)으로 이루어진 브레이크페달장치(100a) 및 가속페달장치(100b)가 구비된 차량의 급발진방지 시스템을 구성함에 있어서,
    일단에 개구부(213)가 구비된 내측실린더(210);
    내측실린더(210) 보다 큰 구경으로 형성되어 내측실린더(210)의 개구부(213) 쪽에서 이동 가능하게 끼워지는 외측실린더(220);
    내측실린더(210)와 외측실린더(220)가 일정 간격을 유지하도록 탄발시켜 주며, 리턴스프링(130)의 장력보다 큰 반발력을 갖고있어 페달(120)을 가속 또는 제동에 필요한 설정 범위 이상으로 밟으면 압축되는 급발진방지 스프링(230);
    외측실린더(220)와 내측실린더(210) 사이가 설정간격 이내로 좁혀지면 전자제어장치(ECU)에 신호를 보내 엔진의 급가속을 중단시키는 제어신호와 제동장치 작동신호를 엔진계통과 제동장치로 전송하도록 구비되는 급발진방지 트리거(240);
    로 이루어진 급발진방지 행정부(200)를 브레이크페달장치(100a)와 가속페달장치(100b) 중 어느 하나 또는 둘 모두에 구비한 것을 특징으로 하는 차량의 급발진방지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    브레이크페달장치(100a)의 급발진방지 행정부(200)는
    브레이크페달장치(100a)와 연결된 마스터실린더(140)의 푸시로드(141)에 설치한 것임을 특징으로 하는 차량의 급발진방지 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    급발진방지 행정부(200)의 급발진방지 트리거(240)는,
    엔진 작동에 필요한 전원과 공기 및 연료 공급을 차단하는 회로차단 스위치로서,
    엔진 작동에 필요한 공기 및 연료 공급을 위한 스로틀밸브의 위치(개도량) 조절 기능 및 스로틀밸브를 구동시키는 구동모터의 전원 공급을 위한 회로연결 기능을 겸하는 수동 스위치인 것을 특징으로 하는 차량의 급발진방지 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    급발진방지 행정부(200)의 급발진방지 트리거(240)는,
    시각적 및 청각적 정보(점멸 및 경보음)를 제공하는 장치가 부가 설치된 것임을 특징으로 하는 차량의 급발진방지 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    브레이크페달장치(100a)의 페달암(110)에는
    보조 브레이크페달(300)이 구비되는 페달암(310)을 분기시키되 보조 브레이크페달(300)을 가속페달장치(100b)의 페달(120) 가속행정(가속행정+유격)에 해당하는 간격을 두고 페달(120) 아래쪽에 구비하여
    가속용의 페달(120)이 가속설정된 거리 이상으로 눌리면 보조 브레이크페달(300)이 함께 눌려서 제동 동작이 되게 한 것을 특징으로 하는 차량의 급발진방지 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    급발진방지 행정부(200)의 급발진방지 트리거(240)는,
    외측실린더(220) 안에 스위치제어봉(243)을 설치하고 내측실린더(210) 안에는 스위치제어봉(243)으로 동작하는 전원차단스위치(ncsw)(241)를 설치하며,
    전원차단스위치(241)의 양쪽단은 배터리(500)와 ECU의 사이 또는 ECU와 엔진계통의 사이에 연결한 것임을 특징으로 하는 차량의 급발진방지 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    급발진방지 행정부(200)의 급발진방지 트리거(240)는,
    외측실린더(220) 안에 케이블구동봉(244)를 설치하고 내측실린더(210) 안에는 가이드튜브(245)를 설치하여 이 가이드튜브(245)를 통과한 케이블(246)의 일단은 케이블구동봉(244)에 결착하며,
    케이블(246)의 타단은 엔진(600)으로 공급되는 공기공급라인(410)과 연료공급라인(420) 중 어느 하나 또는 둘 모두에 비상용으로 구비한 차단밸브(411)(421)에 연결하여
    케이블구동봉(244) 하강시 공기공급라인(410)과 연료공급라인(420) 중 어느 하나 또는 둘 모두의 차단밸브(411)(421)가 기계적 방법으로 동작되게 한 것임을 특징으로 하는 차량의 급발진방지 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    급발진방지 행정부(200)의 급발진방지 트리거(240)는,
    외측실린더(220)에 스위치제어봉(243)이 구비되고, 내측실린더(210)에는 배터리(500)와 밸브구동모터(270)를 연결하는 전원연결스위치(nosw)(242)를 스위치제어봉(243)에 의해 온/오프되게 설치하며,
    밸브구동모터(270)에는 엔진(600)으로 공급되는 공기공급라인(410)과 연료공급라인(420) 중 어느 하나 또는 둘 모두에 비상용으로 구비한 차단밸브(411)(421)를 동작시키는 케이블(246)을 연결하여
    밸브구동모터(270)가 구동되면 공기공급라인(410)과 연료공급라인(420) 중 어느 하나 또는 둘 모두의 차단밸브(411)(421)가 기계적 방법으로 닫히도록 한 것임을 특징으로 하는 차량의 급발진방지 시스템.
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