타이어 공기압 경보장치

자동차 타이어의 상태를 알아보기 위한 요소로는 타이어의 마모상태나 타이어 공기압 등이 있다. 이중 타이어 공기압은 타이어가 제대로 성능을 발휘하기 위한 중요한 요소이다. 즉 공기압이 적정 상태가 되어야 타이어가 정상적으로 기능하는 것이다. 만약 타이어 공기압이 낮을 경우에는 주행이 불안정하거나 연료소비가 증가하는 등 여러 문제점이 나타나게 된다.

 

타이어 공기압 경보장치(Tire Pressure Monitoring System, TPMS)는 타이어 공기압에 이상이 발생할 경우 이를 운전자에게 알려주는 경고등이다.

 

대부분의 나라에서는 운전의 안전을 보호하기 위해 이런 TPMS의 의무장착을 규정하고 있는데, 이번 글에서는 이런 TPMS에 대해 알아보고자 한다.

 

TPMS의 역사

 

독일의 자동차 제조사인 포르쉐는 세계 최초로 TPMS를 도입해서 1980년대 자동차경주대회에 출전하기 위해 만들어졌던 슈퍼카인 포르쉐 959에 처음 장착했다. 하지만 정착 TPMS의 대중화가 이루어진 것은 자동차 사고가 빈번하게 발생하게 되면서부터였다. 특히 1990년대 세계적 타이어 제조사인 파이어스톤이 납품하던 타이어의 일부가 공기압이 부족해서 잇따른 자동차 전복사고로 이어지면서 세계 자동차산업계에서는 이 TPMS에 주목하기 시작했다. 그 결과 2007년에 미국을 시작으로, EU에서는 2012년부터 TPMS 장착을 의무화했고, 우리나라에서는 2013년부터 국내에 판매되는 자동차에 TPMS를 의무적으로 장착하기 시작했다.

 

작동방식의 종류

 

TPMS는 공기압이 일정수준 이하로 낮아지면 경고신호를 발생시키고, 이보다 더 낮아질 경우에는 경보를 발생시켜 운전자가 자동차를 정차하도록 한다. 이런 작동방식에는 직접방식과 간접방식이 있다.

 

1. 간접방식 TPMS

 

이 방식은 타이어 공기압이 부족하게 되면 타이어의 둘레가 작아지면서 해당 타이어의 회전속도가 빨라지게 되는 방식이다. 이런 원리에 따라 해당 타이어 공기압 이상을 판단한다. 좀 더 구체적으로 보면 ABS장치에서 바퀴 회전속도를 감지하는 용도로 사용되는 4개의 휠스피드센서의 신호를 받아서 그 변화를 계산하여 타이어의 내부 공기압 상태를 간접적으로 유추해내는 것이다. 현재는 거의 사용되지 않는 방식이다.

 

2. 직접방식 TPMS

 

타이어의 공기 주입 밸브에 부착된 타이어 압력센서들로부터 압력과 온도를 직접 계측하여 이상 수치에 도달하면 이를 운전자에게 알려주는 방식이다. 비교적 가격이 높은 반면에 계측된 값이 비교적 정확하고 또한 안정적이기 때문에 현재 대다수의 자동차에 적용되는 방식이다.

 

직접방식 TPMS의 구성 부품

 

대개 타이어 압력센서는 주행속도가 20km/h 이상일 때 동작하고 타이어 공기압과 온도 등을 측정해서 약 15초마다 TPMS 제어 유닛에 송신한다. 각 휠의 림에 장착되어 있으며, 센서 내부에는 소형의 배터리가 내장되어 있다.

 

경보방식에는 Low Line방식과 High Line방식으로 나뉘는데 방식에 따라 구성부품도 다르다.

 

1. Low Line 방식

 

Low Line 방식의 TPMS는 단순히 타이어의 압력이 낮다는 것만 알려준다. 이 방식의 구성부품으로는 타이어압력센서, TPMS ECU, 고장경고등이 있다.

 

2. Hige Line 방식

 

이 방식에서는 정확히 어느 타이어의 압력이 낮은지에 대해 정확히 경보하는 방식이다. 이 방식은 타이어 압력 센서, TPMS ECU, 계기판으로 이루어져 있다.

 

이중 TPMS ECU는 4개의 타이어 압력센서들로부터 압력데이터와 온도데이터를 계속해서 감시하는 등 개별 타이어의 상태를 판단하고 나서 경고등 제어에 필요한 신호를 출력하는 기능을 수행한다. 

 

현대의 자동차 TPMS는 감지 방식에 따라 직접방식과 간접방식으로 나뉘는데, 이중 직접방식은 센서가 타이어의 공기 주입 밸브에 부착되어 있는 형태이다. 이런 방식은 상당한 수준의 기술이 요구된다. 이에 따라 제조단가가 높다는 단점이 있다. 이런 단점때문에 TPMS가 도입된 초기에는 간접방식이 주로 사용되었다.

 

간접방식은 안티-록 브레이크 시스템에서 얻어지는 바퀴 회전수에 대한 정보를 토대로 타이어 공기압의 상태를 판단하는 방식이다. 이 방식은 공기압이 높으면 타이어의 둘레가 커지고 반대로 낮아지면 작아지는 원리를 이용한 것이다. 이 방식은 직접방식과는 달리 쉽게 구현할 수 있기 때문에 한때는 널리 사용되었다. 하지만 이 방식에는 주행 중인 차량의 타이어마모도가 큰 변수로 작용한다. 즉, 모든 타이어 공기압이 적정량이더라도 한쪽의 타이어 마모도가 심할 경우에는 정확한 공기압 상태를 파악하기 어려운 것이다. 따라서 최근에는 직접방식이 더 늘어나고 있다.

 

관리

 

동절기에는 TPMS 경고등이 점등되는 현상이 발생한다. 이는 기온이 낮으면 공기의 부피가 줄어들면서 타이어 공기압이 낮아지면서 발생하는 일시적인 현상이다. 만약 40km/h 이상으로 주행 한 후에 경고등이 사라진다면 특별히 공기압 저하에 대한 염려는 할 필요가 없다. 그럼에도 계속해서 TPMS경고등이 켜진다면 규정된 공기압이 되도록 타이어에 압축공기를 보충해주거나 또는 별도로 타이어를 점검할 필요가 있다.