고속도로에서 빠른 속도로 주행 중인 자동차의 타이어가 파열되는 사고가 발생한다면?

어느 순간 자동차의 연료 소모량이 증가한다면?

전자의 경우는 물론 인명사고를 동반하는 대형 교통사고로 이어질 것이며, 후자의 경우는 다른 원인이 있을 수도 있지만 타이어의 공기압이 부족해서 발생할 수 도 있다.

대부분의 운전자들은 타이어의 공기압 점검이 중요하다고 여기지만, 일상적으로 타이어의 공기압이나 마모 상태를 점검하는 경우는 많지 않은 것으로 나타나고 있다.

한국제품안전학회의 조사에 따르면 우리나라 운전자 중 83.7%가 타이어 공기압 관리에 대해 중요하다고 인식하면서도 정기점검을 받는 경우는 11.2%에 불과했다.

또 절반에 못 미치는 45.2%만이 운전자의 차량정비 시 공기압을 점검하고, 29.5%의 운전자는 공기압이 빠진 것을 직접 인지했을 때 공기압을 측정, 재조정하고 있는 것으로 나타났다.

또한 타이어 공기압이 적정 수준에서 10% 떨어지면 타이어 수명이 15% 정도 줄어드는 것으로 알려져 있으며, 압력이 0.21bar 낮아지면 연료도 1.5% 더 소비된다. 무엇보다 제동성능이 저하되고 타이어 펑크사고로 이어지는 원인의 75%는 타이어 공기압 저하에서 비롯된다. 타이어공기압 감지장치가 처음 적용된 것은 1986년 포르쉐 959이지만, 보다 적극적인 개발 동기는 1990년대에 들어 발생한 포드사의 익스플로러에 장착된 파이어스톤사의 타이어 파손에 따른 사고이다.

이 사건을 계기로 대규모 리콜사태가 벌어졌으며, 타이어의 안전 문제와 공기압을 감지하는 시스템의 개발에 대한 관심이 고조되었다.

이 후 미국고속도로안전관리국(NHTSA, National Highway Traffic Safety Administration)은 2000년 11월 자동차 제조회사와 타이어 제조업체에 자동차의 결함정보 보고범위 확대와 보고 의무 강화를 중심으로 하는 TREAD 법안을 공포하였다. ‘트레드(TREAD)’는 성문법화된 자동차리콜강화법(Transportation Recall Enhancement, Accountability and Documentation Act)을 일컫는다. 이 법에 따라 자동차에는 타이어공기압 감지장치(TPMS, Tire Pressure Monitoring System)을 의무적으로 장착되는 상황으로 이어졌다.

타이어 공기압 감지장치(TPMS)는 타이어 내부에 설치된 센서로 타이어 내부의 압력과 온도를 감지하여 운전자에게 시청각적으로 알려주는 장치이다. 기본 시스템 구조는 각 타이어에 1개씩, 총 4개의 무선 송신기와 차량 내부에 1개의 수신기로 구성된다. 4개의 무선 송신기에 부착되어 있는 센서가 타이어 내부의 압력과 온도를 감지하여 타이어의 고압, 고온 주의 표시와 저압 경고 표시 등 공기압 이상 유무를 운전자에게 실시간으로 알려주는 것이다. 타이어공기압 감지장치는 직접방식(direct method)과 간접방식(indirect method)을 구분된다.

직접방식은 타이어 내부에 공기압과 내부 온도를 측정할 수 있는 센서를 부착하여, 이 센서로부터의 신호를 무선으로 차량 내부의 계기판에 현재 타이어 상태에 대한 정보를 표시하는 방식이다. 간접방식은 타이어 휠의 회전수를 감지하는 ABS(Anti-lock Brake System)용 속도센서를 공기압 감지센서로 이용하는 방식이다. 저렴한 비용으로 차량에 장착할 수 있다는 장점이 있으나, 직접방식에 비해 타이어의 공기압을 측정하는데 필요한 분해능이 낮으며, 주행차량의 타이어 마모 정도가 심하여 양측 타이어의 공기압 상태가 모두 불안정할 경우 정확한 측정이 어려운 단점이 있다.

특히 런플랫(run flat) 타이어에는 적용하기 어렵다. 따라서 최근에는 센서 및 관련 기술의 발달로 직접방식의 비중이 증가하고 있다.