1. 수행배경

• Ghost Door Closing System이란, 탑승자가 차량의 문을 닫을 때, 문이 제대로 닫히지 않는 경우에도 완전히 닫히도록 해주는 첨단 기술 옵션입니다. 2021년 2월 19일, SBS 8시 뉴스에서 Ghost Door Closing 기능에 손가락이 절단되는 사고가 보도되었습니다. 사고의 원인은 덜 닫힌 문을 강한 힘으로 '닫아주기만' 한다는 점에서 발생되었습니다. 실험을 통해 닫아주는 힘의 크기를 확인해 보았을 때는 볼펜, 쇠막대 등은 쉽게 구부러졌고, 성인 남성이 온 몸으로 막으려 해도 꿈쩍하지 않았습니다.
  
  
• 결과적으로 문을 자동으로 닫아준다는 이점이 존재하나, 안전사고 발생에 대한 위험성은 고려되지 않은 기술이라고 볼 수 있습니다. Ghost Door Closing System은 차량뿐만 아니라 적용 시킬 수 있는 분야(자동문, 지하철 문, 슬라이드 문 등)라면 어디든 적용시킬 수 있다. 또한 아직까지 개발중인 단계에 있으며 안전장치를 장착하여 상용화하는 사례는 나타나지 않고 있다. 본 작품(Safety Ghost Door Closing System)은 문 틈 사이에 존재하는 장애요소를 인지하고, 안전장치를 첨가함으로써 인명피해가 발생하지 않도록 하기 위해 수행하였다.
  
  

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  (1) 고스트 도어의 사고 위험 실험 영상 https://youtu.be/YQmGez-77xE	(2) SBS 21.02.19 8시 뉴스에 보도된 피해 사례 https://youtu.be/aEmuRbdrQ54

  
  

2. 수행기간

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  작품 제작 내용	추진일정					비 고
  	3~5월	6월	7월	8월	9월
  작품 설계
  물품 구비
  제작 시작
  문제점 보완 & 개선
  시연
  제작 및 완성

  
  
  

3. 개발작품 설명

• Test Model Manual & Module
  
  
  
  
  
  
  
  
• Test Model Design & Modeling
  
  
  
  
  
  
  
• Electric Design
  
  
  
  
  
• 기존에 Ghost Door Closing System은 문 틈 사이에 물체를 감지하지 못 하고, 정해진 제어에 따라 움직인다는 점이었습니다. 또한, Ghost Door의 구조는 정확히 Striker-Latch 구조이다. 래치가 한 방향으로 닫아주며 동시에 Close 케이블이 추가되어 있으며 모터의 힘으로 케이블을 감아 문을 닫아주는 기능이다. (영상의 길이가 한정적인 관계로 구조에 대한 내용이 생략되었음)​ 케이블을 다시 풀어준다고 해서 문이 다시 열어주지는 못 하는 구조적 한계가 존재하였다. 그래서 벽력일섬 팀은 기존의 Ghost Door Closing System의 구조를 개선하는 것이 아닌 완전히 새로운 구조를 설계하였다.
  
  
  
• 첫 번째로, 전기 & 전자적 설계이다. 문 틈의 물체를 감지하기 위해서는 센서를 추가했고, 다양한 종류의 센서를 활용하여 센서 앞에 물체가 위치한 경우, 0에 해당하는 값을 출력하도록 설계하였다. 이 외에 물체가 없을 때는 기존에 정해진 제어 시스템에 따라 1에 해당하는 값을 출력하도록 설계하였다. 즉, 센서로부터 1에 해당하는 값이 출력되는 경우, 기존의 Ghost Door Closing System이 정상적으로 작동하며 센서로부터 0에 해당되는 값이 출력되는 경우, 모터를 정지시키거나 역회전이 작동되도록 설계하였다. 동시에 물체가 감지되고 있다는 의미이므로 경고음을 내도록 설계하여 사람이 쉽게 인지할 수 있도록 제작하였다.
  
  
  
• 두 번째로, 기계적 설계이다. 기존의 구조와는 다르게 완전히 새로운 구조로 제작하는 것을 택하였는데, 클러치의 원리를 이용해 기어와 싱크로나이저로 동력전달장치를 설계하였다. 클러치의 원리는 간단히 설명한다면 동력 전달을 할 때, '연결, 차단, 변속'하는 메커니즘이다. 본 작품에 해당되는 내용에 적용시키기 위해 특수한 구조의 싱크로나이저와 기어를 설계하였으며 1:3600이라는 큰 기어비를 가지는 감속기를 사용함에 따라 사람의 힘으로 문을 여닫을 때 기어의 파손이 불가피해 보였습니다. 따라서 간단하게 동력전달을 스위칭 할 수 있는 도그 클러치 시스템을 적용 하였습니다. 클러치 구조를 구현하기 위해 여러 모델을 설계 및 제작하고 실험과 전산구조해석(유한요소설계법)을 통해 최적의 구조를 적용하였습니다. (영상의 길이가 한정적인 관계로 적용 이유에 대한 내용이 생략되었음)​ 
  
  
  
• 세 번째로, 센서 선정이다. 물체가 문에 닿기 전에 감지하기 위해서는 비접촉식 감지 센서를 Ghost Door Closing System에 추가해야 했기 때문에 '레이저 센서, 적외선 센서, 압력 센서, 초음파 센서, 자기 센서' 중에 적당한 센서 선택을 위한 비교 및 실험을 진행하였습니다. 결과부터 이야기하자면 신뢰성과 안전성을 이유로 적외선 센서를 채택하였습니다. (물체를 감지하는 분해능이 뛰어남) 레이저 광센서는 안전성이 부족했으며, 압력 센서와 초음파 센서, 자기 센서는 신뢰성이 부족했습니다. (영상의 길이가 한정적인 관계로 센서 선정 이유에 대한 내용이 생략되었음)​
  
  
  
• 네 번째로, SCU(System Control Unit) & 알고리즘이다. 센서와 스위치로부터 신호를 받아 모터와 리니어를 제어하는 회로입니다. SCU를 포함한 모든 전기&전자 부품의 전선 및 커넥터는 모두 하네스로 구성하여 모듈라이제이션에 신경썼으며, 이에 수리 및 교체가 매우 용이해졌습니다. 또한 센서를 통한 안전장치는 새로운 알고리즘(작품 영상 1:09)을 새롭게 개선하였으며 SCU에 입력된 내용은 '문이 덜 닫히면 약 2초의 딜레이 이후 Ghost Door Closing System과 이물 감지 센서가 동시에 작동, 이물이 감지되지 않으면 일반 Ghost Door Closing System처럼 그대로 문이 닫히며 시스템은 종료, 문이 닫히는 중에 이물이 감지되면 문을 닫는 동작을 중지하며 곧바로 문이 다시 열림과 동시에 경고음과 경고등이 작동, 이물이 사라지면 다시 문을 닫지만 이물이 사라지지 않으면 계속 경고와 함꼐 문이 열리며 문이 덜닫힘 상태가 아닌 열린상태가 되면 시스템은 종료'이다. 
  
  
  
• 완전히 새로운 구조의 Ghost Door Closing System을 설계해야 하다보니, 단순히 설계 뿐만아니라 수많은 시행착오가 필요했습니다. 부품 치수의 오차 수정과 개선, 새로운 부품을 적용하기 위한 실험, 센서 및 회로를 적용하는 과정에서 필요한 실험을 수행하기위해 Test Model을 제작하여 실험하였습니다. Test Model로부터 얻은 결과들을 자작차에 적용해(수행배경이 차량 문 틈의 Ghost Door Closing에 손끼임 사고로부터 발생하였기 때문)보면서 자작차에 Safety Ghost Door Closing System을 구현할 수 있음을 증명하였습니다.
  
  

4. 활용방안

• 첨단기술인 Ghost Door Closing System은 적용할 수 있는 곳이라면 어디든지 활용될 수 있다. '자동차 문, 트렁크, 지하철, 슬라이드 문' 등 다양한 곳에 적용시킬 수 있다. Safety Ghost Door Closing System을 상용화에 발 맞추어 안전장치를 마련해 인명사고를 예방하고, 안전을 확보하는 것을 기대할 수 있다.
  
  
• 또한, 작품을 제작하며 탈부착식을 지향하였기 때문에 어느 곳이든 편리하게 적용 시킬 수 있다는 점에서 긍정적으로 바라볼 수 있다. 대한민국에서 자동차 등록수는 이미 2020년 6월말 기준 2,402만 대를 돌파했다. 이는 인구 2.16명당 자동차 1대를 보유하고 있는 것으로, 집계 이후 꾸준히 증가하는 중이다. 당장 자동차 등록수의 예시로만 보아도 Ghost Door의 수요는 증가할 것이고, 연구되며 앞으로도 더욱 발전될 예정이다.
  
  
• 기존에는 단순히 닫아주는 역할만 한 기술이었다면 새로운 작동 방식인 Safety Ghost Door Closing System으로부터 사용자가 안전하고, 안심하게 이용할 수 있는 미래첨단기술로 발전 전망이 높은 기술이라고 볼 수 있다.