KR101156140B1 - 차량용 램프 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 전조등에 포함된 복수의 LED 광원의 제어를 용이하게 하는 점등 제어 장치에 관한 것이다. 차량용 램프 제어 장치는, 차량용 램프를 구성하는 직렬로 연결된 복수의 반도체 발광 소자 광원들과, 상기 복수의 반도체 발광 소자 광원들 각각에 대응하여 구비되며, 열림과 닫힘에 의하여 상기 복수의 반도체 발광 소자 광원들 각각의 점등 및 소등을 결정하는 스위치들과, 상기 스위치의 열림과 닫힘을 제어하는 연결 제어부로 이루어진다.
차량용 램프, 반도체 발광 소자, 결함 안전, 클래스, 점등 패턴

Description

차량용 램프 제어 장치{Apparatus for controlling a vehicle lamp}
본 발명은 차량용 램프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량용 전조등에 포함된 복수의 LED 광원의 제어를 용이하게 하는 점등 제어 장치에 관한 것이다.
자동차에는 다수의 램프들을 구비하고 있다. 예를 들면, 미등, 차폭등, 번호등 및 전조등이 그 대표적인 램프들이다. 이러한 램프들은 자동차의 안전 운행을 위해 법제화되어 자동차에 장착되고 있다. 상기와 같은 각종 램프들은 자동차의 배터리로부터 공급되는 직류전류에 의해 구동되어 점등되며, 상기 배터리는 자동차의 발전기로부터 공급되는 전압에 의해 충전된다.
최근에는 이러한 다양한 램프의 광원으로서 할로겐 전구를 대신하여 반도체 발광 소자, 대표적으로 LED(Light Emitting Diode) 광원이 많이 사용되고 있다. 이러한 LED 광원은 상기 할로겐 전구에 비하여 광효율이 높고 발열이 적다는 장점 때문에, 차량에 장착된 다양한 다양한 램프들에 적용되고 있는 추세에 있다. 과거에는 LED 광원은 단순히 장식을 위한 용도로 후미등이나 방향등과 같은 기능 램프들에 주로 사용되었으나, 최근들어서는 직접 전조등에도 사용되는 경우가 많다.
할로겐 램프의 경우 하나의 램프에 하나 또는 둘 정도의 광원이 탑재되는 데 에 비하여, LED 광원들은 하나에 램프 내에서도 다수 개가 탑재되는 것이 일반적이다.
도 1은 복수의 LED 광원들(L1~L6)이 하나의 램프에 포함된 경우에, 상기 램프의 점등을 제어하는 종래의 구성을 보여주는 도면이다. 여기서, LED 광원들(L1~L6)은 하나의 램프에 전부 또는 일부를 구성하는 단위 유닛이다. 도 1에서는 LED 광원들(L1~L6)은 직렬로 연결되어 있으나 병렬로도 연결될 수 있다. 다만, 그것들이 병렬로 연결되는 경우에는 원하는 밝기를 충분히 내기 어렵기 때문에, 통상적으로 전조등과 같이 고휘도의 광을 조사하여야 하는 경우에는 LED 광원들(L1~L6)은 직렬로 전원 공급부(10)에 연결되는 것이 보통이다.
이와 같은 종래의 기술에서, 하나의 램프 내에 미리 정의된 조합의 LED 광원들을 직렬로 연결하는 상기 단위 유닛을 여러 개 둠으로써 소정의 클래스에 따른 빔 패턴(LED 광원들의 조합에 의한)을 형성할 수 있다. 이와 같이, 종래의 LED 램프는 단위 유닛 별로 점등 및 소등의 제어가 가능하기는 하지만, 하나의 단위 유닛 내에서는 각각의 LED 광원들이 직렬로 연결되기 때문에, 이 중에서 하나라도 결함(fail)이 발생하면 단위 유닛 내에 나머지 LED 광원들도 제어할 수 없다는 문제가 있다.
또한, 종래의 기술은 특정의 단위 유닛을 점등 및 소등함으로써 특정 클래스의 점등 패턴을 표현할 수 있지만, 운전자의 기호에 따라 또는 새로운 클래스를 추가하기 위하여 미리 정해지지 않은 임의의 점등 배턴을 자유롭게 생성할 수 없다는 문제(종래 기술의 경우 연결 상태가 고정되어 있으므로)가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 복수의 반도체 발광 소자 광원들로 이루어지는 차량용 램프에서 다양한 점등 패턴을 제공하는 차량용 램프 제어 장치를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명은, 복수의 발도체 발광 소자 광원들로 이루어지는 차량용 램프에서 일부 광원에 결함이 발생하더라도 나머지 광원의 제어에는 이상이 없도록 하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프 제어 장치는, 차량용 램프를 구성하는 직렬로 연결된 복수의 반도체 발광 소자 광원들; 상기 복수의 반도체 발광 소자 광원들 각각에 대응하여 구비되며, 열림과 닫힘에 의하여 상기 복수의 반도체 발광 소자 광원들 각각의 점등 및 소등을 결정하는 스위치들; 및 상기 스위치의 열림과 닫힘을 제어하는 연결 제어부를 포함를 포함한다. 여기서, 상기 연결 제어부는 상기 차량용 램프가 소정의 배광 클래스에 대응되는 점등 패턴을 갖도록 상기 스위치의 열림과 닫힘을 제어할 수 있다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차 량용 램프 제어 장치는, 상기 복수의 반도체 발광 소자 광원들 각각의 결함 여부를 감지하는 결함 감지기를 더 포함하며, 상기 연결 제어부는 상기 결함 감지기에 의하여 상기 결함이 발생된 것으로 감지된 반도체 발광 소자 광원에 대응하는 스위치가 닫히도록 제어한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 램프 제어 장치에 의하면, 복수의 반도체 발광 소자 광원들로 이루어지는 차량용 램프에서 운전자의 기호에 따라 다양한 점등 패턴을 제공할 수 있으며, 일부의 광원에 결함이 있더라도 다른 광원들은 정상적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 차량용 램프 제어 장치는 차량용 램프를 구성하는 각각의 반도체 발광 소자 광원의 점등을 독립적으로 제어할 수 있는 점을 특징으로 한다. 이러한 특징 을 구현할 수 있는 구체적인 구성에 관해서는 도 5에서 후술할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 반도체 발광 소자 광원들을 포함하는 차량용 램프의 외형을 보여주는 도면이다. 상기 반도체 발광 소자로는 여러가지가 있을 수 있겠으나, 본 발명에서는 현재 가장 많이 사용되고 있는 LED(Light Emitting Diode)를 예로 하여 설명할 것이다.
차량용 램프(20)는 복수의 LED 광원들(L1~L6)을 포함하여 구성된다. 상기 LED 광원 각각은 단일의 LED 소자로 이루어질 수도 있고, 복수의 LED 소자로 이루어질 수도 있다. 다만, 상기 LED 광원이 복수의 LED 소자로 이루어져 있다고 하더라도 이것은 일체의 부품으로서 제작되고 제어되기 때문에, 단일의 LED 소자로 이루어져 있는 경우와 실질적으로는 차이가 없다.
도 2는 하나의 차량용 램프(20)에 6개의 LED 광원들(L1~L6)이 2단으로 배치되어 있는 것을 예시하고 있으나, LED 광원들의 수나 그 배치는 당업자의 선택에 따라서 얼마든지 다양화될 수 있음은 물론이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프에 있어서 다양한 점등 패턴을 보여주는 도면들이다.
본 발명에 따르면, 차량용 램프(20)는 운전자의 요구에 따라 또는, 차량의 전자 제어 시스템의 자동적인 명령에 따라 다양한 점등 패턴을 구현할 수 있다. 예를 들면, 도 3a와 같이 아래 쪽에 배치된 LED 광원들만 점등한다든지, 도 3b와 같이 위 쪽에 배치된 LED 광원들만 점등한다든지, 도 3c와 같이 가운데 한 줄에 해당 하는 LED 광원들만 점등한다든지, 기타 도 3d와 같이 임의의 광원들을 점등하는 것이 모두 가능하다.
이러한 다양한 패턴은 차량에서 다양한 배광 패턴을 제공하기 위한 클래스들(이하, 배광 클래스, 또는 단순히 클래스라고 명명한다)과 연동하여 적합한 점등 패턴을 나타내도록 할 수 있다. 이러한 배광 클래스로는 클래스 C, 클래스 V, 클래스 E, 클래스 W, 상향등(high-beam) 등이 알려져 있다.
뿐만 아니라, 상기 차량에 새로운 클래스가 추가된다고 할 때, 별도의 회로의 구성을 변경함이 없이도 간단히 상기 새로운 클래스에 부합하는 새로운 점등 패턴을 구현할 수가 있는 것이다. 또한, 운전자의 기호에 따라서 다양한 점등 패턴을 즉시적으로 구현할 수도 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프에 있어서 일부 광원에 결함이 발생한 경우를 보여주는 도면들이다. 도 4a 및 4b에서 'X'로 표시된 LED 광원은 결함이 발생한 광원을 표시한 것이다. 종래의 기술의 경우, 직렬 연결된 LDE 광원들 중 하나에만 문제가 생기더라도 전체 램프가 작동하지 않는 문제가 있었다. 그러나, 도 4a에서와 같이, 본원 발명에 따르면, 차량용 램프(20)에 포함된 전체의 LED 광원들 중에서 하나(L1)에 결함이 생기더라도, 나머지 5개의 LED 광원들을 제어하는 데에는 아무런 문제가 없다. 도 4a의 결함 발생 이후에 어떤 LED 광원에 추가적인 결함이 발생한다고 하더라도, 본 발명에 따르면 나머지 4개의 LED 광원들의 점등 또는 소등을 제어하는 데에는 문제가 발생하지 않는다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프 제어 장치의 구성도이다.
차량용 램프 제어 장치(300)는, 직렬로 연결된 복수의 LED 광원들(L1~L6)과, 상기 광원들의 결함 여부를 판단하는 복수의 결함 감지기(FD1~FD6)와, 상기 LED 광원들 중 결함이 발생한 광원을 스킵하기 위하여 바이패스(bypass) 경로를 형성할 수 있도록 구성되는 복수의 스위치(SW1~SW6)와, 상기 결함 감지기들(FD1~FD6)로부터 해당 LED 광원의 결함 여부에 관한 정보를 수신하고, 상기 스위치들(SW1~SW6)의 개폐를 제어하는 연결 제어부(100)와, 상기 복수의 LED 광원들(L1~L6)에 전원를 공급(전류 제어)하는 전원 공급부(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
결함 감지기들(FD1~FD6)은 각각 담당하는 LED 광원의 결함 여부를 확인하여 그 정보를 연결 제어부(100)에 제공한다. 물론, 상기 정보는 구현 방식에 따라서는 ECU(전자 제어 유닛, 400)에 직접 제공될 수도 있다. 상기 결함이란 LED 광원의 회로가 단선(open) 또는 단락(short)가 발생한 경우를 포함한다. 이러한 결함은 예를 들어, 상기 결함 감지기를 전압계와 같이 구성함으로써 쉽게 파악할 수가 있다. 즉, LED 광원 구동시에 정상 가동 범위의 전압을 나타내지 않으면 결함이 발생한 것으로 생각할 수 있는 것이다.
복수의 스위치(SW1~SW6)는 연결 제어부(100)의 제어에 따라 각각 담당하는 LED 광원이 작동하게 하거나 상기 LED 광원이 바이패스 되도록 한다. 예를 들어, 스위치가 열린 상태에서는 LED 광원이 작동할 것이며, 상기 스위치가 닫힌 상태에 서는 우회 경로가 발생하므로 LED 광원이 작동하지 않을 것이다.
연결 제어부(100)는 결함 감지기로부터 제공된 LED 광원의 결함 여부에 관한 정보에 따라, 상기 LED 광원을 바이패스 하도록 해당 스위치를 닫을 수 있다. 예를 들어, 도 4b에 도시한 바와 같이 L1 및 L6에 결함이 발생된 것으로 확인되면(FD1 및 FD6로부터 결함 정보를 수신함), 연결 제어부(100)는 L1 및 L6가 바이패스 되도록 SW1 및 SW6 스위치는 닫히도록 제어하고, 나머지 스위치들은 열리도록 제어한다. 이과 같이 일부 결함이 발생한 상황에서도, 나머지 4개의 광원은 켤 수 있기 때문에 '결함 안전(fail safe)' 기능을 제공할 수 있는 것이다.
물론, 결함 여부와 상관없이 ECU(400)로부터 특정 클래스를 수행할 것을 명령받는다면 이에 따라 소정의 점등 패턴이 구현되도록 LED 광원들(L1~L6)을 제어할 수 있다. 예를 들어 도 3d과 같은 점등 패턴을 구현하고자 한다면, L1 및 L3는 꺼져야 하고, 나머지 광원들은 켜져야 한다. 따라서, 이 경우에는, 연결 제어부(100)는 SW1 및 SW3 스위치는 닫히도록 제어하고, 나머지 스위치들은 열리도록 제어한다.
한편, 이상의 결함 감지기들(FD1~FD6)과, 스위치들(SW1~SW6)과, 연결 제어부(100)와, 전원 공급부(200)는 하나의 보드 내지 PCB(인쇄 회로 기판) 상에서 구현될 수 있다. 따라서, 장치의 조립자는 복수의 LED 광원들의 단자들과 상기 보드의 단자들을 적절히 연결함으로써 간단히 조립을 완성할 수가 있는 것이다.
ECU(400)는 전체 시스템의 구성요소들을 관장하는 프로세서로서, 운전자의 명령에 따라 소정의 점등 패턴을 구현하도록 연결 제어부(100)에 명령하거나, 연결 제어부(100) 또는 결함 감지기들(FD1~FD6)로부터 제공된 정보를 운전자에게 제공하기 위하여 디스플레이 장치에 표시할 수 있다. ECU(400)와 운전자 사이의 신호의 입력 또는 출력은 I/O(350)에 의하여 이루어진다.
이상의 도 5에서 L1 내지 L6는 각각 하나의 물리적 LED일 수도 있지만, 복수의 물리적 LED를 포함하는 하나의 단위 유닛을 의미할 수도 있다. 이러한 단위 유닛은 설령, 그 내부에 복수의 물리적 LED를 포함하고 있다고 하더라도 각각 개별적으로 점등 및 소등을 제어할 수 없는 일체형의 구성을 가진다는 것을 의미한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 클래스를 구현하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
먼저, 최초에 시동이 켜지면 시스템이 초기화된 후(S60), 시스템 체크가 수행된다(S61).
ECU(400)는 운전자의 명령 또는 특정 조건에 의하여 클래스 C(기본 클래스)로 전환할 것으로 판단하면(S62의 예), ECU(400)는 차량용 램프 제어 장치(300)로 하여금 클래스 C에 대응되는 점등 패턴을 나타내도록 명령을 내린다(S66).
ECU(400)가 클래스 C가 아니라 클래스 V로 전환할 것으로 판단하면(S63의 예), ECU(400)는 차량용 램프 제어 장치(300)로 하여금 클래스 V에 대응되는 점등 패턴을 나타내도록 명령을 내린다(S67).
ECU(400)가 클래스 V가 아니라 클래스 E로 전환할 것으로 판단하면(S64의 예), ECU(400)는 차량용 램프 제어 장치(300)로 하여금 클래스 E에 대응되는 점등 패턴을 나타내도록 명령을 내린다(S68).
마지막으로, ECU(400)가 클래스 E가 아니라 클래스 W로 전환할 것으로 판단하면(S65의 예), ECU(400)는 차량용 램프 제어 장치(300)로 하여금 클래스 W에 대응되는 점등 패턴을 나타내도록 명령을 내린다(S69).
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 안전(fail safe) 기능을 구현하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
먼저, 최초에 시동이 켜지면 시스템이 초기화된 후(S70), 시스템 체크가 수행된다(S71).
만약, 결함 감지기에 의하여 차량용 램프(20)에 포함되는 LED 광원들 중 결함이 발견되지 않으면(S72의 아니오), 차량용 램프 제어 장치(300)는 기본 클래스인 클래스 C에 대응되는 점등 패턴을 나타낸다(S73).
상기 결함 감지기에 의하여 LED 광원들 중 결함이 발견되면(S72의 예), 연결 제어부(100)는 결함을 검색한다(S74). 이러한 결함 검색은 상기 결함의 보고가 어떠한 결함 감지기로부터 왔는지를 확인함으로써 쉽게 알 수 있다. 예를 들어, FD1에서 결함의 보고가 있었으면, 결함이 있는 LED 광원은 L1이다.
연결 제어부(100)는 상기 결함이 발생된 LED 광원에 대응하는 스위치를 닫아서 해당 LED 광원은 바이패스 한다. 이에 의하여 LED 광원들의 연결은 재설정된 것이다(S75). 결국, 결함이 발생된 것으로 판단된 경우에는 특정 클래스의 구현은 이 루어지지 않고, 결함 안전 모드(결함 안전을 위한 점등 패턴)가 실행된다(S76).
연결 제어부(100)는 S75 단계에서 LED 연결을 재설정함과 아울러, ECU(400)에 결함 정보를 전달한다(S77). 이에 따라 ECU(400)는 특정한 조치를 취할 수 있는데(S78), 예를 들면, ECU(400)는 사용자에게 LED 광원들 중에 결함이 발생하였음을 나타내는 정보를 디스플레이할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, ECU(400)는 결함이 있는 LED 광원을 소등시키고, 상기 특정 LED 광원이 소등된 채로도 구현이 가능한 배광 클래스를 구현한다. 특히, ECU(400)는 바람직하게는, 현재의 배광 클래스가 구현이 불가능한 경우, 상기 현재의 배광 클래스에 인접한 배광 클래스를 구현한다. 상기 인접한 배광 클래스란, 예를 들어, 클래스 C, 클래스 V, 클래스 E 및 클래스 W의 순서로 점등의 순서가 정해져 있다고 할 때, 바로 다음의 배광 클래스를 의미한다. 만약, 클래스 C의 구현시 결함이 발생하면, ECU(400)는 그 다음 클래스인 클래스 V의 배광 클래스를 시도하는 것이다. 물론, 소등된 LED 광원에 따라 클래스 V의 구현도 불가능하다면 그 다음의 배광 클래스인 클래스 V를 시도하게 될 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
도 1은 종래의 기술에 따른 복수의 반도체 발광 소자 광원들을 사용하는 차량용 램프의 연결을 보여주는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 반도체 발광 소자 광원들을 포함하는 차량용 램프의 외형을 보여주는 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프에 있어서 다양한 점등 패턴을 보여주는 도면들이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프에 있어서 일부 광원에 결함이 발생한 경우를 보여주는 도면들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프 제어 장치의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 클래스를 구현하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 안전(fail safe) 기능을 구현하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호 설명)
L1~L6: LED 광원들 FD1~FD6: 결함 감지기들
SW1~SW6: 스위치들 100: 연결 제어부
200: 전원 공급부 300: 차량용 램프 제어 장치
350: I/O 400: ECU

Claims (9)

  1. 차량용 램프를 구성하는 직렬로 연결된 복수의 반도체 발광 소자 광원들;
    상기 복수의 반도체 발광 소자 광원들 각각에 대응하여 구비되며, 열림과 닫힘에 의하여 상기 복수의 반도체 발광 소자 광원들 각각의 점등 및 소등을 결정하는 스위치들;
    상기 스위치의 열림과 닫힘을 제어하는 연결 제어부; 및
    상기 복수의 반도체 발광 소자 광원들 각각의 결함 여부를 감지하는 결함 감지기를 포함하며,
    상기 차량용 램프가 소정의 배광 클래스에 대응되는 점등 패턴을 갖도록 상기 스위치들의 열림과 닫힘을 제어하는, 차량용 램프 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반도체 발광 소자 광원은
    적어도 하나의 물리적 발광 소자를 포함하여 구성되는, 차량용 램프 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연결 제어부는 상기 결함 감지기에 의하여 상기 결함이 발생된 것으로 감지된 반도체 발광 소자 광원에 대응하는 스위치가 닫히도록 제어하는, 차량용 램프 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 결함이 발생된 경우에는
    현재의 배광 클래스와 상관없이 소정의 결함 안전 모드에 따른 점등 패턴이 형성되는, 차량용 램프 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 소정의 결함 안전 모드에 따른 점등 패턴은
    배광 패턴의 컷 오프 라인 상단 영역으로 향하는 빛을 감소시킨 점등 패턴인, 차량용 램프 제어 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 소정의 결함 안전 모드에 따른 점등 패턴은
    결함이 있는 반도체 발광 소자 광원을 소등시킨 채로 전환이 가능한 인접 배광 클래스의 점등 패턴인, 차량용 램프 제어 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 결함이 발생된 경우에는
    상기 연결 제어부는 상기 결함이 발생된 정보를 ECU에 전달하고,
    상기 ECU는 운전자에게 상기 복수의 반도체 발광 소자 광원들 중에 결함이 발생하였음을 나타내는 정보를 디스플레이하도록 제어하는, 차량용 램프 제어 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스위치들, 상기 연결 제어부 및 상기 결함 감지기는 일체의 인쇄 회로 기판으로 구현되는, 차량용 램프 제어 장치.
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