TPMS

왜 배우는가: 타이어 공기압은 제동과 조향, 연비에 직접 영향을 주므로 차량 안전의 기본 항목이다. 직접측정방식과 간접측정방식의 차이, 구성 부품, 작동 순서는 같은 주제로 반복해 나오므로 정의와 방식 구분을 정확히 익혀 두어야 한다.

출제 이력: 제135회 1교시 5번, 제132회 1교시 12번, 제131회 3교시 1번, 제125회 1교시 8번, 제114회 1교시 1번, 제98회 1교시 11번, 제87회 1교시 5번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

타이어 공기압 경보장치(TPMS)는 타이어 공기압이 기준보다 너무 높거나 낮아지면 운전자에게 알려 주는 차량 안전장치이다.

핵심 키워드는 다음과 같다.

• 타이어 공기압: 타이어 내부 기체의 압력이며, 주행 안정성과 제동·조향 성능을 좌우하는 기준값이다.
• 직접측정방식: 바퀴마다 압력 센서를 설치해 타이어 내부 압력을 직접 재고 무선으로 전송하는 방식이다.
• 간접측정방식: 압력 센서 없이 ABS·ESC의 휠 속도 신호를 분석하여 공기압 저하를 추정하는 방식이다.
• 압력 센서: 직접측정방식에서 타이어 내부의 압력과 온도를 측정하는 부품이다.
• 휠 속도 센서: 바퀴의 회전 속도를 검출하는 센서이며 간접측정방식의 신호 원천이다.
• 저압 경고: 공기압이 기준 이하로 떨어졌을 때 계기판에 표시하여 운전자에게 알리는 기능이다.
• 로 라인과 하이라인: 직접측정방식 안에서 비교되는 두 가지 시스템 형태이다. 세부 차이는 6절 참고.

위 키워드는 뒤 절의 구성요소와 비교 설명에서 그대로 다시 쓰인다.

2. 개념 풀이

정식으로 정의하면 타이어 공기압 경보장치(TPMS)는 주행 중 타이어 내부 압력을 측정하거나 추정하고, 그 값이 기준 범위를 벗어나면 운전자에게 경고를 표시하는 차량 안전장치이다. 측정 대상은 공기압 자체이거나 공기압 때문에 달라지는 타이어의 회전 특성이며, 이에 따라 방식이 둘로 나뉜다. 분류는 다음 그림과 같다.

원리를 풀어 보면 타이어는 공기압에 따라 모양과 반경이 달라진다. 공기압이 낮아지면 접지면의 변형이 커지고 구름저항이 늘어나며, 이는 연비와 제동·조향 성능의 저하로 이어진다. 그래서 장치는 공기압 변화를 측정값으로 바꾸고 기준값과 비교하는 구조를 가진다.

직접측정방식은 휠 안에 설치된 센서가 측정값을 무선 신호로 차량 수신부에 보낸다. 수신부는 이 값을 기준과 비교하여 저압이면 경고등을 켠다. 측정 대상이 공기압 자체이므로 개별 타이어의 상태를 직접 알 수 있다.

공기압이 낮은 타이어는 정상 타이어보다 반지름이 작으므로 같은 차속에서 더 빨리 회전한다. 간접측정방식은 이 회전 특성의 차이를 이용하며, 4개 바퀴의 회전 속도를 비교해 저압 타이어를 추정한다.

두 방식의 차이는 측정하는 대상에 있다. 직접측정방식은 압력이라는 결과를 재고, 간접측정방식은 압력이 바꾸는 회전 특성을 잰다. 그래서 직접식은 공기압의 값을 알려 주지만 센서가 많이 필요하고, 간접식은 부품이 적지만 타이어 교체나 마모 같은 요인이 측정값에 섞일 수 있다.

핵심 용어를 풀이하면 다음과 같다.

• 직접측정방식: 압력 센서로 공기압을 직접 측정하는 방식이다. 정확도가 높지만 센서의 전원과 무선 송신 장치가 추가로 필요하다.
• 간접측정방식: 휠 속도 신호로 공기압 저하를 추정하는 방식이다. 추가 센서 없이 구현하지만 공기압의 절댓값을 알려 주지는 못한다.
• 저압 경고: 공기압이 기준 이하로 내려갈 때 계기판에 표시하는 기능이다. 두 방식 모두 최종 출력은 이 기능으로 나타난다.