KR101454215B1 - 차량용 다기능 스위치 - Google Patents

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KR101454215B1
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최광주
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동서콘트롤(주)
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Abstract

홀센서를 이용하여 비접촉식으로 등화장치를 제어할 수 있는 차량용 다기능 스위치를 제공한다.
차량용 다기능 스위치는 몸체와, 몸체의 상하단에 형성된 안착돌출부재와, 몸체의 내부에 삽입되며, 전자석이 장착된 전자석 고정부재를 포함하는 결합장치 및 결합장치가 삽입되어 고정될 수 있도록 마련된 결합홈과, 결합홈의 상하단면에 결합장치의 안착돌출부재가 안착되어 결합될 수 있도록 안착돌출부재의 형태에 대응하여 음각형태로 마련되는 안착홈과, 결합장치에 포함된 전자석 고정부재에 마주하여 위치하며, 복수 개의 홀센서를 구비하는 기판과, 기판을 수용하는 공간부를 구비하는 커버를 포함하므로, 제품의 구성을 단순화시키고 불량 발생 빈도를 줄일 수 있다.

Description

차량용 다기능 스위치{MULTI-FUNCTION SWITCH FOR AUTOMOBILE}
차량에 장착된 등화 장치를 동작시킬 수 있는 차량용 다기능 스위치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 자신의 차량 상태를 표시하여 타 차량은 물론 서로의 안전운전을 도모하기 위하여 시계확보를 위한 등화장치와, 이와 함께 의사전달을 하기 위한 수단으로서 신호, 표식을 나타내는 등화장치가 장착되어 있다.
등화장치에는 차량의 야간 운전 시 전방을 밝혀 주는 전조등과 후방을 밝혀주는 후미등, 차량의 진행 방향을 표시하는 좌/우 방향 지시등, 차량의 제동 상태를 표시하는 제동등, 차량의 후진상태를 표시하는 후진등, 실내를 밝혀주는 실내등, 차량의 폭을 나타내는 차폭등, 차량의 비상상태를 표시하는 비상등 및 안개속에서 안전주행을 위한 안개등 등 많은 표시등이 있으며, 각각의 목적을 만족시키기 위해서 규격에 맞는 제품을 의무적으로 부착하도록 되어있다.
그리고, 등화장치를 제어하기 위한 수단으로 통상의 디렉션 스위치가 조향핸들이 설치되는 컬럼 커버의 좌측에 설치되며, 디렉션 스위치를 상/하로 조작하거나 시계 또는 반시계 방향으로 회전조작함으로서 각종 등화장치를 조작할 수 있다.
한편, 등화장치를 제어하는 종래의 디렉션 스위치는 등화 장치 제어 시 등화장치 마다 개별적으로 구성된 접점부를 이용하여 직접 접촉에 따른 작동을 이루도록 되어 있기 때문에 불량 발생 빈도가 높다.
본 발명의 일측면은 홀센서를 이용하여 비접촉식으로 등화장치를 제어할 수 있는 차량용 다기능 스위치를 제공한다.
이를 위한 본 발명의 일측면에 의한 차량용 다기능 스위치는 몸체와, 상기 몸체의 상하단에 형성된 안착돌출부재와, 상기 몸체의 내부에 삽입되며, 전자석이 장착된 전자석 고정부재를 포함하는 결합장치; 및 상기 결합장치가 삽입되어 고정될 수 있도록 마련된 결합홈과, 상기 결합홈의 상하단면에 상기 결합장치의 안착돌출부재가 안착되어 결합될 수 있도록 상기 안착돌출부재의 형태에 대응하여 음각형태로 마련되는 안착홈과, 상기 결합장치에 포함된 전자석 고정부재에 마주하여 위치하며, 복수 개의 홀센서를 구비하는 기판과, 상기 기판을 수용하는 공간부를 구비하는 커버를 포함할 수 있다.
상기 전자석 고정부재는 복수개의 전자석이 장착되고, 상기 복수 개의 전자석은 상기 커버에 마련된 기판에 포함되는 복수 개의 홀센서 간의 간격보다 더 큰 간격으로 마련되며, 상기 결합장치가 상기 커버에 결합된 상태에서 회전하면, 상기 전자석과 상기 홀센서는 상대적인 위치가 변경될 수 있다.
상기 복수 개의 홀센서는 상기 전자석과의 상대적인 위치 변화에 따라 출력이 제어될 수 있다.
상기 기판에 포함되는 홀센서는 상부 홀센서와 하부 홀센서를 포함하며, 상기 상부 홀센서에 연결되는 제1버퍼와, 상기 하부 홀센서에 연결되는 제2버퍼와, 상기 상부 홀센서와 상기 하부 홀센서에 모두 연결되는 비교기를 포함할 수 있다.
상기 기판은 상기 제1버퍼에 연결되어 스위칭되는 제1스위치와, 상기 비교기에 연결되어 스위칭되는 제2스위치와, 상기 제2버퍼에 연결되어 스위칭되는 제3스위치를 더 포함할 수 있다.
상기 제1스위치, 제2스위치 및 제3스위치의 스위칭에 따라 전원이 해당 등화장치에 인가되어 출력이 제어될 수 있다.
상기 전자석 고정부재에 마련되는 전자석은 그 위치에 따라 상부 전자석과, 하부 전자석을 포함하며, 상기 상부 전자석은 상기 상부 홀센서의 출력을 제어하며, 상기 하부 전자석은 상기 하부 홀센서의 출력을 제어할 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 의한 차량용 다기능 스위치는 복수 개의 전자석을 포함하는 전자석 고정부재;와, 상기 전자석 고정부재에 마주하는 위치에 마련되며, 복수 개의 홀센서를 구비한 기판을 수용하는 공간부;를 포함하고, 상기 전자석 고정부재는 회전에 따라 상기 공간부에 마련된 기판에 포함된 홀센서와의 상대적인 거리가 변화하고, 상기 상대적인 거리 변화에 따라 상기 복수 개의 홀센서가 각각 작동하여 등화장치의 온/오프를 제어할 수 있다.
상기 전자석은 상기 전자석 고정부재에 장착되는 위치에 따라 나뉘는 상부 전자석 및 하부 전자석을 포함하고, 상기 홀센서는 상기 기판에 장착되는 위치에 따라 나뉘는 상부 홀센서 및 하부 홀센서를 포함하고, 상기 상부 홀센서 및 상기 하부 홀센서는 각각 상기 상부 전자석 및 상기 하부 전자석에 의해 출력이 제어될 수 있다.
상기 기판은 상기 홀센서의 출력을 버퍼링하는 버퍼와, 상기 홀센서의 출력에 따라 스위칭되는 스위치를 더 포함하고, 상기 스위치의 온 또는 오프에 따라 등화장치에 전원이 인가 또는 비인가될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일측면에 의하면 비접촉식 방법으로 등화장치를 제어하므로, 제품의 구성을 단순화시키고 불량이 발생하는 빈도를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 다기능 스위치의 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 다기능 스위치를 도 1과 다른 각도에서 도시한 사시도
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 다기능 스위치의 개략적인 분해사시도
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 다기능 스위치를 도 3과 다른 각도에서 나타낸 개략적인 분해사시도
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 다기능 스위치에 포함되는 커버 내부를 도시한 도면
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 다기능 스위치에 포함되는 결합장치의 부분분해도
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 다기능 스위치에 포함되는 전자석과 홀센서의 동작을 설명하기 위한 도면
도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 다기능 스위치의 제어 회로도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 사용하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 다기능 스위치의 사시도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 다기능 스위치의 개략적인 분해사시도이다.
다기능 스위치(1)는 커버(10), 기밀부재(20), 결합장치(30) 및 손잡이(40)을 포함할 수 있다.
커버(10)는 일측이 핸들축(미도시)에 부착되며, 타측이 결합장치(30)와 결합될 수 있다. 커버(10)는 핸들축에 부착이 용이하도록 핀과 같은 결합부재(11)가 적어도 하나 형성될 수 있다. 커버(10)는 결합장치(30)와 결합되는 측면에 결합홈(12)이 형성될 수 있다. 결합홈(12)의 상하단면에는 결합장치(30)의 일측이 삽입된 후 안착될 수 있도록 안착홈(13)이 소정의 형태로 마련되며, 상하단면 중앙에는 결합장치(30)의 이탈을 방지할 수 있도록 고정하는 나사(미도시)가 삽입되는 제1나사홈(14)이 마련될 수 있다.
커버(10)는 결합장치(30)와 결합되는 영역에 기밀을 유지할 수 있도록 기밀부재(20)과 결합될 수 있다. 커버(10)는 일단에 고정홈(15)을 구비하며, 고정홈(15)에는 기밀부재(20)에 마련된 걸림부재(21)가 삽입되어 고정될 수 있다.
기밀부재(20)는 일측이 커버(10)에 결합되며, 내부 공간에는 결합장치(30)와 커버(10)의 결합 영역이 위치하도록 마련될 수 있다. 기밀부재(20)는 커버(10)과 결합될 수 있도록 걸림부재(21)를 적어도 하나 이상 구비하며, 걸림부재(21)는 커버(10)에 마련된 고정홈(15)에 삽입되어 고정될 수 있다. 기밀부재(20)는 형태가 가변되는 유연 소재가 사용될 수 있으며, 외부로부터 내측으로 이물질 등이 유입되지 않도록 마련될 수 있다.
결합장치(30)는 몸체(31)와, 커버(10)가 결합되는 측면의 상하단에 형성되며 중앙에 나사가 삽입될 수 있도록 마련된 제2나사홈(32)을 포함하며, 커버(10)의 안착홈(13)에 대응하여 양각으로 형성된 안착돌출부재(33)와, 전자석을 보유한 전자석 고정 부재(34)를 포함할 수 있다.
결합장치(30)는 상술한 것처럼 일측이 손잡이(40)와 결합되며, 타측이 커버(10)와 결합된다. 결합장치(30)는 커버(10)와 결합 시 안착돌출부재(33)의 중앙에 마련된 제2나사홈(32)과 커버(10)의 안착홈(13)의 상하단에 마련된 제1나사홈(14)을 통해 나사가 삽입되어 결합되며, 결합축을 기준으로 소정의 각도 회전이 가능하다.
결합장치(30)는 적어도 하나의 전자석이 안착된 전자석 고정 부재(34)를 포함하여 마련될 수 있다. 전자석 고정 부재(34)는 커버(10)의 내부에 마련된 기판(16)에 자기력을 형성하여 등화장치(미도시)의 동작을 제어할 수 있다. 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 다기능 스위치에 포함되는 커버 내부를 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 다기능 스위치에 포함되는 결합장치의 부분분해도이다.
도 5를 참조하면, 커버(10)는 상술한 것처럼 일측이 결합장치(30)와 결합되며, 타측에는 기판(16)이 삽입되어 안착될 수 있는 공간부(18)를 포함하여 형성될 수 있다. 공간부(18)에 안착되는 기판(16)은 복수 개의 홀센서(또는 홀IC)를 포함할 수 있다. 홀센서(17a,17b)는 자계에 의해서 내부저항이 변하는 소자이다. 즉, 자력선의 세기에 의해서 내부저항이 증감되는 특징을 가지며, 자력에 반응하여 출력이 변하는 센서이다.
도 5에는 기판(16)에 홀센서(17a,17b)가 2개 마련되는 것으로 설명하였지만, 홀센서(17a,17b)의 개수가 2개로 한정되는 것이 아님은 물론이다.
커버(10)는 상술한 것처럼, 일측에 결합장치(30)가 결합될 수 있다. 커버(10)에 결합되는 결합장치(30)는 안착돌출부재(33)에 마련된 나사홈(32)을 통해 나사 결합하며, 결합축을 중심으로 소정의 방향으로 회전할 수 있다. 또한, 커버(10)에 결합되는 결합장치(30)의 결합면에는 전자석 고정 부재(34)가 커버(10)의 결합홈(12)의 내주면을 따라 비접촉식으로 회전할 수 있도록 부분 원형으로 마련될 수 있다.
이에 따라, 결합장치(30)가 회전하면 전자석 고정 부재(34)가 커버(10)의 결합홈(12)의 내주면을 따라 비접촉식으로 회전하므로, 전자석 고정 부재(34)의 내부에 고정된 전자석(35,35b)의 위치가 상대적으로 가변된다. 전자석(35,35b)의 위치가 가변되면 전자석(35,35b)의 자계에 따라 동작하는 홀센서(17a,17b)의 출력을 제어할 수 있다. 홀센서(17a,17b)의 출력이 제어되면 기판(16)의 회로를 통해 제어되는 등화장치(미도시)의 온/오프 동작을 제어할 수 있다.
도 6을 참조하면, 결합장치(30)에는 전자석 고정 부재(34)가 결합될 수 있다. 전자석 고정 부재(34)는 전자석(35,35b)이 안착될 수 있는 전자석 안착홈(36)을 복수 개 포함하여 마련될 수 있다. 복수 개의 전자석(35,35b)은 기판(16)에 마련된 복수 개의 홀센서(17,17b)에 개별적으로 자력선에 의한 영향을 줄 수 있다. 전자석(35,35b)의 개수는 홀센서(17a,17b)의 개수에 대응하여 마련될 수 있다.
예를 들어, 전자석(35,35b)의 개수가 2개이면, 홀센서(17a,17b)의 개수도 2개로 매칭시켜 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 다기능 스위치에 포함되는 전자석과 홀센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일측면에 의하면, 결합장치(30)에 마련되는 전자석(35,35b)의 개수는 2개이며, 전자석(35,35b)은 소정 간격 이격되어 배치되므로 각각의 자계에 의한 영향을 제어할 수 있다.
도 7의 (a)를 참조하면, 2개의 전자석(35a,35b)은 각각 기판(16)에 마련된 2개의 홀센서(17a,17b)의 외측에 위치되어 있다. 이 경우, 2개의 전자석에 의한 자계 영향은 어느 홀센서(17a,17b)에도 미치지 않으므로 홀센서(17a,17b)에 의한 출력은 '0'이다. 2개의 홀센서(17a,17b)에 의한 출력이 없으면 중립 상태로 제어될 수 있다. 중립 상태에 따른 등화 장치가 있는 경우 등화장치가 온될 수 있으며, 중립 시 어느 등화장치의 동작을 제어하지 않는 것으로 설정된 상태이면 모든 등화 장치가 오프된 상태일 수 있다.
도 7의 (b)를 참조하면, 손잡이(40)이 아래로 내려간 상태이다. 손잡이(40)가 아래로 내려가면, 전자석 고정 부재(34)가 회전하여 하부 전자석(35b)이 하부 홀센서(17b)에 근접하게 마주하여 위치하게 된다. 이에 따라, 하부 홀센서(17b)에 자기력선에 의한 영향을 줄 수 있으며, 하부 홀센서(17b)는 자계에 의한 영향에 의해 소정의 신호를 출력하게 된다.
하부 홀센서에 의해 소정의 신호가 출력이 되면 'LEFT' 또는 'REVERSE' 표시를 위한 등화장치가 온될 수 있다.
도 7의 (c)를 참조하면, 손잡이(40)이 위로 올라간 상태이다. 손잡이(40)이가 위로 올라가면, 전자석 고정 부재(34)가 회전하여 상부 전자석(35a)이 상부 홀센서(17a)에 근접하게 마주하여 위치하게 된다. 이에 따라, 상부 홀센서(17a)에 자기력선에 의한 영향을 줄 수 있으며, 상부 홀센서(17a)는 자계에 의한 영향에 의해 소정의 신호를 출력하게 된다. 상부 홀센서(17a)에 의해 소정의 신호가 출력이 되면 'RIGHT' 또는 'FORWARD' 표시를 위한 등화장치가 온될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 다기능 스위치의 제어 회로도이다.
다기능 스위치(1)에 포함되는 기판(16)은 2개의 홀센서(17a,17b)와, 2개의 버퍼(BF1,BF2)와, 하나의 비교기(D1)와, 3개의 스위치(SW1,SW2,SW3)를 포함할 수 있다.
홀센서(17a,17b)는 상부 홀센서(17a)와 하부 홀센서(17b)를 포함할 수 있다. 상부 홀센서(17a)는 결합장치(30)에 마련된 상부 전자석(17a)에 의한 자기력선의 영향으로 소정의 신호를 출력할 수 있다. 하부 홀센서(17b)는 결합장치(30)에 마련된 하부 전자석(35b)에 의한 자기력선의 영향으로 소정의 신호를 출력할 수 있다.
버퍼(BF1,BF2)는 상부 홀센서(17a)에 연결된 제1버퍼(BF1)와, 하부 홀센서(17b)에 연결된 제2버퍼(BF2)를 포함할 수 있다. 상부 홀센서(17a)에 연결된 제1버퍼(BF1)는 상부 홀센서(17a)에 의해 출력되는 신호를 버퍼링하여 노이즈를 제거할 수 있다.
하부 홀센서(17b)에 의해 연결된 제2버퍼(BF2)는 하부 홀센서(17b)에 의해 출력되는 신호를 버퍼링하여 노이즈를 제거할 수 있다.
비교기(D1)는 상부 홀센서(17a)와 하부 홀센서(17b)에 의해 출력되는 신호가 입력되는 입력단과, 스위치(SW2)에 연결된 출력단을 포함할 수 있다. 비교기(D1)는 입력되는 2개의 신호를 연산하여 소정의 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 비교기(D1)는 '0'과 '0'신호가 각각 입력단을 통해 입력되면, '1'신호를 출력할 수 있고, '1'과 '0' 또는 '0'과 '1'신호가 들어오면 '0'신호를 출력할 수 있다.
스위치(SW1,SW2,SW3)는 적용 가능한 모든 공지의 스위치가 사용될 수 있으며, 본 발명의 일측면에 의한 스위치(SW1,SW2,SW3)는 FET 스위치일 수 있다.
스위치(SW1,SW2,SW3)는 상부 홀센서(17a)에서 출력되는 신호가 제1버퍼(BF1)를 통해 입력되어 제어되는 제1스위치(SW1)와, 상부 홀센서(17a)와 하부 홀센서(17b)에 의해 출력되는 신호가 비교기(D1)를 통해 연산되어 출력되는 신호가 입력되어 제어되는 제2스위치(SW2)와, 하부 홀센서(17b)에 의해 출력되는 신호가 제2버퍼(BF2)를 통해 입력되어 제어되는 제3스위치(SW3)를 포함할 수 있다.
도 8을 참조하며 그 동작을 설명하기로 한다. 첫번째로, 상부 홀센서(17a)에 상부 전자석(35a)에 의해 자기력선이 가해지면, 상부 홀센서(17a)는 '1'에 해당하는 신호를 출력하고, 출력된 신호는 제1버퍼(BF1)를 통해 버퍼링되어 제1스위치(SW1)를 온시킬 수 있다. 제1스위치(SW1)가 온되면 전원(COM)으로부터 출력되는 신호가 'FORWARD'또는 'RIGHT'표시를 위한 등화장치에 전송되어 작동될 수 있다.
두번째로, 하부 홀센서(17b)에 하부 전자석(35b)에 의해 자기력선이 가해지면, 하부 홀센서(17b)는 '1'에 해당하는 신호를 출력하고, 출력된 신호는 제2버퍼(BF2)를 통해 버퍼링되어 제3스위치(SW3)를 온시킬 수 있다. 제3스위치(SW3)가 온되면 전원(COM)으로부터 출력되는 신호가 'REVERSE'또는 'LEFT'표시를 위한 등화장치에 전송되어 작동될 수 있다.
세번째로, 상부 홀센서(17a)와 하부 홀센서(17b)에 모두 자기력선이 가해지지 않으면, 비교기(D1)의 입력단에 '0' 신호가 2개 입력되며, '0'신호가 2개 입력되면 '1' 신호를 출력하여 제2스위치(SW2)에 인가된다. 제2스위치(SW2)가 온되면 전원(COM)으로 부터 출력되는 신호가 "NEUTRALITY" 표시를 위한 등화장치에 전송되어 작동할 수 있다. 비교기(D1)는 2개의 입력단 중 하나의 입력단에라도 '1'신호가 입력되면 '0'신호가 출력되므로, 다른 등화장치와 중복되어 작동하지 않는다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구범위의 범위에 속함은 자명하다.

Claims (10)

  1. 몸체와, 상기 몸체의 상하단에 형성된 안착돌출부재와, 상기 몸체의 내부에 삽입되며, 전자석이 장착된 전자석 고정부재를 포함하는 결합장치; 및
    상기 결합장치가 삽입되어 고정될 수 있도록 마련된 결합홈과, 상기 결합홈의 상하단면에 상기 결합장치의 안착돌출부재가 안착되어 결합될 수 있도록 상기 안착돌출부재의 형태에 대응하여 음각형태로 마련되는 안착홈과, 상기 결합장치에 포함된 전자석 고정부재에 마주하여 위치하며, 복수 개의 홀센서를 구비하는 기판과, 상기 기판을 수용하는 공간부를 구비하는 커버를 포함하고,
    상기 전자석 고정부재에 장착된 상기 전자석은 상기 안착돌출부재의 중심을 중심으로 회전하고, 상기 전자석은 상기 기판과 평행한 평면 또는 동일한 평면상을 이동하며,
    상기 전자석 고정부재는 복수개의 전자석이 장착되고, 상기 복수 개의 전자석은 상기 커버에 마련된 기판에 포함되는 복수 개의 홀센서 간의 간격보다 더 큰 간격으로 마련되며, 상기 결합장치가 상기 커버에 결합된 상태에서 회전하면, 상기 전자석과 상기 홀센서는 상대적인 위치가 변경되는 차량용 다기능 스위치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 홀센서는 상기 전자석과의 상대적인 위치 변화에 따라 출력이 제어되는 차량용 다기능 스위치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판에 포함되는 홀센서는 상부 홀센서와 하부 홀센서를 포함하며, 상기 상부 홀센서에 연결되는 제1버퍼와, 상기 하부 홀센서에 연결되는 제2버퍼와, 상기 상부 홀센서와 상기 하부 홀센서에 모두 연결되는 비교기를 포함하는 차량용 다기능 스위치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 제1버퍼에 연결되어 스위칭되는 제1스위치와, 상기 비교기에 연결되어 스위칭되는 제2스위치와, 상기 제2버퍼에 연결되어 스위칭되는 제3스위치를 더 포함하는 차량용 다기능 스위치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1스위치, 제2스위치 및 제3스위치의 스위칭에 따라 전원이 해당 등화장치에 인가되어 출력이 제어되는 차량용 다기능 스위치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 전자석 고정부재에 마련되는 전자석은 그 위치에 따라 상부 전자석과, 하부 전자석을 포함하며, 상기 상부 전자석은 상기 상부 홀센서의 출력을 제어하며, 상기 하부 전자석은 상기 하부 홀센서의 출력을 제어하는 차량용 다기능 스위치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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