KR20070089704A - 제어 모듈 - Google Patents

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게르하르트 벳첼
페터 슈프라프케
마틴 게르호이서
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 특히 자동차의 변속기를 위한 제어 모듈에 관한 것이며, 제어 모듈은 지지 부품과, 지지 부품에 배치되며 제1 하우징 부품, 제2 하우징 부품 및, 제1 하우징 부품과 제2 하우징 부품 사이에 배치되고 제1 하우징 부품에 고정된 전자 회로 부품이 그 안에 배치된 하우징 내부 공간을 갖는 제어 장치 및, 하우징 내부 공간의 외부에서 지지 부품에 배치된 전기 부품들에 회로 부품을 전기 연결하기 위한 적어도 하나의 가요성의 도전막을 포함한다. 제어 장치는 제1 하우징 부품과 함께, 지지 부품의 접촉 영역에 지지되면서 배치되고 제2 하우징 부품은 접촉 영역의 내부에서 제1 하우징 부품에 배치된다.
제어 모듈, 지지 부품, 하우징 부품, 하우징 내부 공간, 제어 장치, 도전막

Description

제어 모듈{CONTROL MODULE}
본 발명은 독립항 제1항의 전제부의 특징을 갖는 제어 모듈에 관한 것이다.
자동차에 내장될 수 있는 제어 모듈이 자동차 기술에서 사용되며, 제어 모듈에는, 자동차의 변속기 또는 엔진과 같은 구성 부분에 할당된 다양한 부품들이 배치된다. 따라서 예컨대 센서들, 플러그, 액추에이터 및, 전자 회로 부품을 구비한 제어 장치 하우징도 지지 부품에 고정될 수 있다. 자동차의 변속기에 고정되기 위한 공지된 제어 모듈은 예컨대 사출 성형 방법으로 제조된 플라스틱으로 이루어진 지지 부품을 포함한다. 다양한 전기 부품들 사이의 전기 연결은 부분적으로 플라스틱으로 압출 성형된 천공 격자 부품에 의해서 이루어진다. 제어 장치는 연결 핀에 의해서 천공 격자 부품에 연결된다. 제어 모듈이 변속기 내에 배치되면, 제어 장치는 유입된 변속기 오일에 의한 회로 부품의 손상을 방지하기 위해 확실히 밀봉되어야 한다. 이와 같이 밀봉된 제어 장치는 예컨대 DE 196 40 466 A1호에 공지되어 있다.
또한 DE 44 37 664 A1호에는, 지지 부품에 배치된 전기 구성 부품들에 제어 장치를 연결하기 위해 가요성의 도전막들(FPC, 가요성 인쇄 회로)이 사용된 엔진 제어부를 위한 제어 모듈이 공지되어 있다. 가요성 도전막들은 조립 상태에 맞게 비교적 쉽게 조정될 수 있는 장점을 갖는다. 가요성 도전막들은 예컨대 구리로 이루어진 도전층을 지지하는, 예컨대 폴리이미드로 이루어진 캐리어막 스트립을 포함한다. 도체 레일들은 하나의 포토 공정에서 구조화되어 에칭 공정에 의해 형성된다. 도체 레일들은 캐리어막 스트립에 도포된 보호 코팅에 의해서, 또는 다른 절연막에 의해서 외부에 대해 절연된다.
제1항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 제어 모듈은 제어 모듈의 제작 경비 및 제조 비용을 줄일 수 있다. 제어 장치의 하우징은 제1 하우징 부품과 함께 지지 부품에 지지되면서 배치되며, 제2 하우징 부품은 접촉 영역의 내부에서 제1 하우징 부품에 배치되므로 이로써 매우 컴팩트한 구성이 가능하다. 제어 장치는 바람직하게 지지 부품 및 제1 하우징 부품에 의해서만 변속기에 고정된다. 이로써 접착 연결부로서 구현된 밀봉부는 힘의 영향 밖에서 고정을 위해 하우징 부품과 도전막 사이에 위치하므로, 지지 부품에 작용하는 변형, 진동 등은 밀봉부에 손상이 되는 영향을 가하지 않는다. 회로 부품이 제공된 제1 하우징 부품의 외부면은 지지 부품으로부터 이격되며, 냉각면으로서 예컨대 변속기의 구성 부품에 배치될 수 있다. 지지 부품에 배치된 구성 부품과 제어 장치 사이의 전기 접촉은, 지지 부품의 다양한 지지점들에 고정될 수 있는 적어도 하나의 가요성 도전막에 의해 이뤄진다. 특히 결합된 상태일 때 제어 장치를 지지 부품에 부착한 다음 도전막을 이용해서 접촉을 실행하는 것이 가능하다. 모듈 구조에 의해, 제어 모듈의 지지 부품에 배치된 모든 구성 부품들이 제어 장치를 포함해서, 외부에서 동일한 유형으로 구성된 다른 사양의 구성 부품들로 대체될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예들과 변형예들은 종속항들에 설명된 특징들에 의해 가능해진다.
특수한 공간을 줄이는 구성 방식은, 제2 하우징 부품이 지지 부품의 리세스 내로 돌출함으로써 가능하다. 지지 부품 내의 고정 요소, 바람직하게는 나사선 부시에 의해, 제1 하우징 부품은 변속기에 대해 직접적으로 열 접촉한다. 이로써 전체적으로 지지 부품의 구성 높이가 매우 감소하며, 냉각 본체로서 사용된 제1 하우징 부품은 최적의 방식으로 변속기에 배치될 수 있다.
제어 장치에 연결된 도전막의 내진동성 조립은, 도전막이 지지 부품의 돌출부에 배치됨으로써 달성된다.
특히, 복수의 가요성 도전막들이 제공될 때 바람직하며, 이 경우 지지 부품의 적어도 2개의 전기 부품들은 각각 하나의 별도의 가요성 도전막에 의해 회로 부품에 전기 연결된다. 모든 구성 부품들의 접촉을 위해서 단 하나의 단일 도전막이 사용되면, 이는 도전막이 회로 부품을 큰 면적으로 둘러쌀 경우에 바람직하고 이는 예컨대 전자 회로 부품을 위해서 제공된 지점에서 도전막에 펀칭이 제공됨으로써 도달될 수 있다. 복수의 도전막 스트립들을 사용함으로써, 상이한 구성 부품들은, 비교적 고가인 도전막으로부터 부재들이 펀칭되지 않고서도, 의도한 대로 회로 부품에 전기 연결될 수 있다.
그러나, 하우징 내부 공간의 외부에서 적어도 하나의 도전막이 전기 연결 요소에 연결될 수도 있으며, 전기 연결 요소는 제1 하우징 부품과 제2 하우징 부품 사이에서 하우징 내부 공간으로 안내되어 그 지점에서 적어도 직접 회로 부품에 연결된다. 이 경우 도전막은 밀봉된 제어 장치의 제조 후, 연결 요소에 연결될 수 있다. 연결 요소들은 추가의 도전막의 도체 레일에 의해서 형성될 수 있다.
복수의 도전막 스트립의 사용 시, 도전막 스트립에 의해서 구분되는 접착 틈 높이가 주어진다. 이로부터 밀봉 기능에 대한 높은 요구가 생긴다. 따라서, 회로 부품의 영역 내에 또한 상기 영역을 둘러싸는 밀봉부의 영역 내에서 일정한 접착 틈 높이에 도달하고, 도전막 스트립을 하우징 내부 공간 외부에 접촉시키기 위한 부재로서 도전막을 구현하는 것이 바람직하다. 이로써, 제어 장치를 조립 시 간단하게 취급할 수 있는 부품 그룹으로서 형성하고, 구성 부품들과 함께 예비 조립된 가요성 도전막 스트립을 제어 장치에 연결할 수 있는 가능성도 생긴다. 도전막 스트립을 교체함으로써, 상이한 변형예들이 마찬가지로 간단하기 도시될 수 있다.
바람직하게 적어도 하나의 가요성 도전막은 제1 하우징 부품과 제2 하우징 부품 사이에서 제어 장치의 하우징 내부 공간으로 안내될 수 있으며, 상기 지점에서 적어도 직접 회로 부품에 전기 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예는 도면에 도시되며 이하의 상세한 설명에서 더 자세히 설명된다.
도1은 본 발명에 따른 제어 모듈의 제1 실시예의 횡단면도이다.
도2a는 선 A-A에 따라, 본 발명에 따른 도3의 제어 모듈의 실시예의 횡단면도이다.
도2b는 선 B-B에 따라, 본 발명에 따른 도3의 제어 모듈의 실시예의 횡단면도이다.
도3은 본 발명에 따른 제어 모듈의 제1 실시예의 사시도이다.
도4는 본 발명에 따른 제어 모듈의 제2 실시예의 사시도이다.
도5는 본 발명에 따른 제어 모듈의 제3 실시예의 사시도이다.
도6은 제어 모듈의 섹션의 사시도이다.
도1, 도3은 본 발명에 따른 제어 모듈의 제1 실시예를 도시한다. 제어 모듈(1)은, 자동차의 변속기에 고정될 수 있으며 금속 또는 플라스틱으로 이루어진 지지 부품(10)을 포함한다. 지지 부품은 이로부터 돌출한 웨브들 및 돌출부들에 의해 플레이트 형으로 형성된다. 지지 부품에는, 플러그 부품들(9), 센서들(8), 변속기의 액추에이터를 제어하기 위한, 도시되지 않은 유압 밸브들 및, 변속기 제어 장치(2)와 같은 전기 구성 부품들이 배치된다.
제어 장치(2)는 바람직하게는 예컨대 알루미늄으로 이루어진 금속의 베이스 부품으로서 형성된 제1 하우징 부품(4)과, 바람직하게는 예컨대 알루미늄으로 이루어진 금속의 커버 부품으로서 형성된 제 2 하우징 부품(5)을 포함한다. 그러나 하우징 부품들은 다른 재료로 제조될 수도 있다. 특히 제2 하우징 부품(5)은 플라스틱 부품으로서 제조될 수 있다. 제1 하우징 부품(4)과 제2 하우징 부품(5)은 하우징 내부 공간(6)을 보상해 낸다. 하우징 내부 공간(6) 내에서, 제1 하우징 부품(4)에는 예컨대 세라믹 지지 기판에 배치된 하이브리드 회로와 같은 전자 회로 부품(3)이 도포된다. 회로 부품(3)은 예컨대 제1 하우징 부품(4)에 접착 또는 납땜될 수 있으며, 본드 와이어(13)에 의해서, 복수의 전기 도체 레일들을 포함하는 가요성 도전막(7)에 연결된다. 회로 부품(3)은 겔에 의해 커버될 수 있다. 도전막(7)은 회로 부품(3)이 배치되는, 예컨대 직사각형의 리세스를 구비한다. 도전막(7)은 하우징 내부 공간(6)으로부터, 제1 하우징 부품(4)과 제2 하우징 부품(5) 사이로 밀봉 안내되어 제1 하우징 부품(5) 상에 예컨대 밀봉 접착될 수 있다. 제어 장치(2)를 밀봉하기 위해, 제1 하우징 부품(4)과 제2 하우징 부품(5)의 접촉 영역에는 밀봉부(17)가 제공된다. 밀봉부(17)는 예컨대 아크릴 접착제 또는 액상의 접착제로 이루어진, 양측이 접착된 접착막으로 구성될 수 있다. 접착제는 프레스 또는 디스펜싱에 의해서 도전막(7) 또는 제2 하우징 부품(5)에 도포될 수 있다. 밀봉부(17)는 엘라스토머 밀봉부로서 구현될 수도 있다. 이 경우에는 공지된 방식으로, 엘라스토머에 대해 요구되는 초기 응력을 제공하고 제2 하우징 부품(2)을 고정하기 위해, 제1 하우징 부품에 대한 제2 하우징 부품의 추가의 기계적 고정이 필요하다.
제어 장치를 수용하기 위해, 지지 부품(10)의 플레이트형 중앙 섹션은 예컨대 직사각형의 연속된 리세스(16)를 포함한다. 도2b 및 도3에 도시된 바와 같이, 제어 장치(2)는 제1 하우징 부품(4)과 함께 지지되면서 지지 부품(10)에 배치되고, 지지 부품을 향한 제1 하우징 부품(4)의 측면은 지지 부품의 접촉 영역(24)에 지지된다. 지지 부품(10)의 접촉 영역(24)은 예컨대 2개의 상승한 면으로써 돌출부들(25)에 형성될 수 있다. 접촉 영역(24)은 둘러싸면서 상승한 면들 또는, 복수의 돌출부들에 의해서 형성될 수 있다. 도2b에 잘 도시된 바와 같이, 제1 하우징 부품을 향한 지지 부품(10)의 측면으로부터 돌출한 돌출부(25)에 의해, 지지 부품을 향한 제1 하우징 부품(4)의 측면과 제1 하우징 부품(10)을 향한 지지 부품의 측면 사이에 간격이 생기며, 이는 제2 하우징 부품(5)의 조립을 위한 공간을 제공하고, 제2 하우징 부품은 접촉 영역(24)의 내부 즉, 2개의 돌출부들(25) 사이에서 지지 부품에 배치된다. 리세스(16)의 주위로, 접촉 영역(24)에서 고정 요소(15)는 지지 부품(10) 내에 통합되며, 고정 요소는 지지 부품(10)과 제1 하우징 부품(4)이, 예컨대 나사가(도시되지 않음) 제1 하우징 부품(4) 내의 보어(19)를 통해서 지지 부품(10)의 고정 요소(15) 내로 나사 조임됨으로써 변속기의 열전도성 하우징 부품(23)에 고정되는 것을 허용한다. 도2a와 도2b에 도시된 바와 같이, 제어 장치(2)는 고정 요소(15)를 통해서 지지 부품(10)에 연결되므로, 제2 하우징 부품(5)에는 지지력이 작용하지 않는다. 제어 장치로부터 돌출한 도전막(7)은 지지 부품(10)의 다양한 돌출부들(11)에 위치 설정되고, 지지 부품에 설치된 커버(18)에 의해서 고정된다. 커버(18)는 예컨대 플라스틱 또는 금속으로 이루어진 플레이트형 부품으로 형성될 수 있으며, 실질적으로는 지지 부품에 평행하게 연장되어 지지 부품에 고정될 수 있다. 이를 위해 커버(18)는 예컨대 지지 부품의 돌출부들(11) 상에 설치될 수 있다. 제어 장치(2) 반대편 도전막(7)의 단부는 플러그 부품(9), 센서들(8), 경우에 따라서는 지지 부품(10)에 배치된 다른 구성 부품들에 전기 연결되며, 이는 예컨대 용접 또는 납땜에 의해서 실행될 수 있다. 도1, 도2a 및 도2b에 도시된 바와 같이, 제2 하우징 부품(5) 반대편 제1 하우징 부품(4)의 외부면 은 지지 부품(10)의 하부면에 자유로이 접근하며, 예컨대 변속기 오일 내에 직접 잠기거나, 변속기의 열전도성 하우징 부품 상에 설치될 수 있으며, 이는 제1 하우징 부품(4)이 그 위에 접착된 전자 회로 부품(3)을 위한 냉각 본체로서 제공되기 때문에 특히 바람직하다.
도3에는 앞서 설명한 실시예가 사시도로 도시된다. 도4는 회로 부품(3)을 지지 부품(10)의 구성 부품들에 전기 연결하기 위해서 단 하나의 가요성 전도막만이 제공되지는 않는 것이 도3에 도시된 실시예와 구분되는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 회로 부품(3)은 스트립형인 복수의 전도막들(7a, 7b, 7c)에 의해서 구성 부품들(8, 9, 14)에 연결된다. 도5는 추가의 실시예를 도시한다. 제1 하우징 부품(4) 위로, 회로 부품(3)의 영역 및, 상기 영역을 둘러싸는 밀봉부(17)의 영역에는 폐쇄된 도전막(7e)이 밀봉 접착되고, 본드 와이어(13)에 의해 회로 부품(3)에 접촉된다. 상기 도전막(7e)의 도체 레일들은 추가의 도전막들(7a, 7b, 7c)을 연결하기 위한, 하우징으로부터 돌출한 전기 연결 요소를 형성한다. 하우징 내부 공간(6) 외부에서, 도전막(7e)은 연결 지점(12)에서 도전막 스트립(7a, 7b, 7c)에 연결되며, 그 다른 단부들은 구성 부품들(8, 9, 14)에 연결된다. 개별 구성 부품들(14)은 도전막 상에 직접 배치될 수도 있으며, 이 경우 도전막 스트립은 복수의 구성 요소(14)와도 접촉할 수 있다. 이 방식의 경우, 제어 장치(2)는 도전막들(7a, 7b, 7c)과 무관하게, 지지 부품(10)에 고정될 수 있으며, 연결 지점(12)은 제어 장치 및 도전막의 조립 후, 예컨대 접착 또는 용접에 의해서 제조될 수 있다.
물론, 연결 지점(12)을 생략한 채 특정의 구성 요소를 접촉하기 위한 도전막 스트립을 연속적으로 형성하고, 다른 구성 요소를 위해, 연결 지점(12)을 갖는 별도의 도전막 스트립을 사용하는 것도 가능하다. 이 경우 도3과 도5에 도시된 실시예의 결합 형태가 주어진다. 도4, 도5의 실시예에서, 복수의 작은 도전막 스트립들이 사용되기 때문에, 커팅이 최소화될 수 있다. 접촉될 센서들과 플러그들이 회로 부품(2)으로부터 점점 더 떨어질수록, 비용이 점점 더 절약된다. 추가적으로, 구성 요소들(8, 14) 또는 플러그(9)가 도전막 스트립에 완전히 예비 조립되어 특히 바람직한 제조 시퀀스에 도달할 가능성도 주어진다. 또한 도전막 스트립이 다른 기하학적 구조로 교체됨으로써, 비용이 유리하면서 간단한, 변형된 관리가 제시될 수 있다. 도5에 따른 제어 장치의 제조 시, 우선 도전막(7e)은 제1 하우징 부품에 접착될 수 있다. 그 후 회로(3)가 접착되어 본드(13)에 의해서 도전막(7e)에 대해서 접촉된 다음, 제2 하우징 부품(5)은 제1 하우징 부품(4)에 밀봉 접착된다. 또한 양측으로 접착된 막은 적합한 중심 보어 또는 핀에 의해서 우선 제1 하우징 부품(4)과 도전막 스트립(7e)에 도포된다. 이어서 제2 하우징 부품(5)이 설치된다. 압착력은, 도전막 스트립(7e)이 안내되어 나오는 밀봉된 폐쇄부가 2개의 하우징 부품들 사이에 생기도록 책정되어야 한다. 이로써 구성적으로 작고 조립 시 간단하게 취급될 수 있는 유닛이 주어지고, 이어서 상기 유닛은 연결 영역(12)에 의해서 도전막 스트립들(7a, 7b, 7c)에 연결되며, 마지막으로 지지 부품(10)과 함께 완성된다.
또한, ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)로서 형성된 개별 센 서 요소들, 표준 또는 다른 구성 부품들이 제어 모듈의 지지 부품(10)에 할당될 수 있다. 이는 예컨대 회전수 센서일 수 있다. 가요성 도전막(7)을 ASIC-구성 부품들에 접촉하기 위한 바람직한 방법은 도6에 도시된다. ASIC-구성 부품(21)은 지지 부품(10)에 고정된 수용 부품들(20) 내에 삽입된다. 수용 부품들(20)은 지지 부품(10)과 일체식으로 형성될 수도 있다. 가요성 도전막(7)은 ASIC-구성 부품들(21)의 연결핀 위에 배치되어 용접, 납땜 또는 클램핑 연결에 의해 이들과 접촉한다. 도전막의 위치를 고정하기 위해, 수용 부품들(20)에 배치된 위치 설정핀(22)이 사용된다.
<도면 부호 리스트>
1 : 제어 모듈
2 : 제어 장치
3 : 전자 회로 부품
4 : 제1 하우징 부품
5 : 제2 하우징 부품
6 : 하우징 내부 공간
7 : 가요성 도전막
7a, 7b, 7c, 7e : 도전막
8 : 센서
9 : 플러그 부품
10 : 지지 부품
11 : 돌출부
12 : 연결 영역
13 : 본드 와이어
14 : 구성 부품
15 : 고정 요소
16 : 리세스
17 : 밀봉부
18 : 커버
19 : 보어
20 : 수용 부품
21 : ASIC-구성 부품
22 : 위치 설정핀
23 : 열전도성 하우징 부품
24 : 접촉 영역
25 : 돌출부

Claims (10)

  1. 지지 부품(10)과,
    지지 부품(10)에 배치되며 제1 하우징 부품(4), 제2 하우징 부품(5) 및, 제1 하우징 부품과 제2 하우징 부품 사이에 배치되고 제1 하우징 부품(4)에 고정된 전자 회로 부품(3)이 그 안에 배치된 하우징 내부 공간(6)을 갖는 제어 장치(2)와,
    하우징 내부 공간(6)의 외부에 배치된 전기 구성 부품들(8, 9, 14)에 회로 부품(3)을 전기 연결하기 위한 적어도 하나의 가요성의 도전막(7, 7a, 7b, 7c, 7e)을 갖는 자동차 변속기용 제어 모듈에 있어서,
    제어 장치(2)는 제1 하우징 부품(4)과 함께, 지지 부품(10)의 접촉 영역(24)에 지지되면서 배치되고 제2 하우징 부품(5)은 접촉 영역의 내부에서 제1 하우징 부품(4)에 배치되는 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 제어 모듈은 지지 부품(10) 및/또는 제1 하우징 부품(4)에 의해서 자동차의 변속기에 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 가요성 도전막이 지지 부품의 돌출부들에 배치되는 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  4. 제1항에 있어서, 복수의 가요성 도전막들(7a, 7b, 7c)이 제공되며, 이 경우 적어도 2개의 상이한 전기 구성 부품들(8, 9, 14)이 각각 하나의 가요성 도전막에 의해서 회로 부품(3)에 전기 연결되는 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 가요성 도전막(7, 7e)은 제1 하우징 부품(4)과 제2 하우징 부품(5) 사이에서 하우징 내부 공간(6)으로 안내되며 그 지점에서 적어도 직접 회로 부품(3)에 전기 연결되는 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 하우징 내부 공간(6)의 외부에서 적어도 하나의 도전막(7a, 7b, 7c)이 전기 연결 요소에 연결되며, 전기 연결 요소는 제1 하우징 부품(4)과 제2 하우징 부품(5) 사이에서 하우징 내부 공간(6)으로 안내되어 그 지점에서 적어도 직접 회로 부품(3)에 연결되는 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  7. 제6항에 있어서, 연결 요소는 적어도 하나의 다른 가요성 도전막(7e)의 도체 레일을 통해서 형성되는 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 하우징 부품(4)에는, 회로 부품(3)을 둘러싸는 큰 면적의 가요성 도전막(7e)이 밀봉 접착되어 본드 와이어(13)에 의해서 회로 부품(3)에 접착되며, 하우징 내부 공간(6)의 외부에서, 적어 도 단 하나의 추가의 가요성 도전막 스트립(7a, 7b, 7c)은 연결 지점(12)에서 큰 면적의 가요성 도전막(7e)에 연결되는 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  9. 제8항에 있어서, 제1 하우징 부품(4)과 제2 하우징 부품(5) 사이에서 큰 면적의 가요성 도전막(7e)은 밀봉부(17)의 삽입 하에 하우징 내부 공간(6)으로부터 밀봉되면서 안내되어 나오는 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 전자 구성 부품(14)이 가요성 도전막(7a)의 부분 섹션 위에 설치되는 것을 특징으로 하는 제어 모듈.
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