Tìm hiểu hệ thống Cảnh báo áp suất lốp TPMS trên xe hơi

Bên cạnh hệ thống chóng bó cứng phanh ABS, thì hệ thống cảnh báo áp suất lốp TPMS trên xe hơi cũng ngày càng phổ biến. Theo đó, hệ thống cảnh báo áp suất lốp TPMS là chữ viết tắt cụm ừ Tire Pressure Monitoring System. Hệ thống TPMS lần đầu tiên được lắp cho chiếc Porsche 959 đời 1986 và sau đó được các hãng xe hạng sang như BMW, Audi, Mercedes trang bị cho các dòng xe của mình. Tuy nhiên trong khoảng thời gian này, TPMS chưa được các hãng xe quan tâm nghiên cứu và phát triển.
Trong những năm cuối thế kỷ 20, tại Mỹ đã xảy ra vô số vụ tai nạn giao thông liên quan đến việc nổ lốp. Theo những số liệu thông kê của cục an toàn giao thông đường bộ Mỹ (NHTSA) cho thấy cứ 11 vụ tai nạn xảy ra tại Mỹ thì có 1 vụ liên quan đến vấn đề thiếu áp suất lốp (chiếm 9% nguyên nhân dẫn đến tai nạn giao thông).
Sự việc được đẩy lên đỉnh điểm vào năm 1999, khi chiếc Ford Explorer trang bị lốp của Firestone thường xuyên bị nổ lốp. Theo thống kê NHTSA, chỉ trong một năm, tổng số vụ những vụ tại nạn liên quan đến Ford Explorer trang bị lốp của Firestone đã cướp đi sinh mạng gần 200 người, gần 3.200 người bị thương đây cũng là một vụ bê bối nhất trong ngành xe hơi Mỹ thế kỷ trước. Hãng lốp Firestone và hãng xe Ford đã phải hầu toà, tuy nhiên hai “ông lớn” này lại đổ lỗi cho nhau. Sau đó, Firestone phải triệu hồi 6,5 triệu lốp xe, còn Ford thì chịu cảnh sụt giảm doanh số nghiêm trọng vài năm sau đó.
Ngay trong năm đó, chính phủ Mỹ đã thông qua một đạo luật mới tên "TREAD Act" do tổng thống Clinton ký vào tháng 11/2000 nhằm kiểm soát các sản phẩm lỗi. Theo đó, đạo luật bắt buộc các nhà sản xuất xe phải báo cáo các thông tin liên quan nếu phát hiện sản phẩm bị lỗi. Các đợt triệu hồi phải được áp dụng triệt, kể cả ngoài lãnh thổ Mỹ. Hãng phải có trách nhiệm hình sự và báo cáo thương tật hoặc tử vong liên quan đến sản phẩm của mình. Kể từ năm 2008, chính phủ Mỹ đã siết chặt qui định về an toàn, cụ thể: “Tất cả các xe bao gồm xe du lịch, xe bán tải (trọng tải dưới 6.350kg), xe van được sản xuất kể từ năm 2008 trở đi phải được trang bị hệ thống cảnh báo áp suất lốp TPMS”.
Sau Mỹ, kể từ năm 2012, liên minh Châu Âu EU cũng đã thông qua luật bắt buộc tất cả xe chở người bán tại thị trường này phải trang bị TPMS. Ngoài ra, từ năm 2013 Trung Quốc cũng yêu cầu trang bị TPMS cho xe mới.
Tại Việt Nam, vẫn chưa có tiêu chuẩn qui định bắt buộc các xe mới xuất xưởng phải trang bị hệ thống giám sát áp suất lốp TPMS. Theo đó, chỉ tính riêng thống kê của ban quản lý đường cao tốc Sài Gòn - Trung Lương, kể từ khi đưa vào hoạt động chính thức (tháng 6/2012), trong thời gian ngắn đã có 1.400 vụ xe nổ lốp trên đoạn đường cao tốc này và hậu quả là liên tiếp những vụ tại nạn giao thông nghiêm trọng đã xảy ra.
Tuy chưa có quy bắt buộc trang bị hệ thống cảnh báo áp suất lốp trên xe mới tại Việt Nam, nhưng hệ thống này đã trở nên phổ biến và được trang bị hầu hết trên các dòng xe. Như vậy hệ thống cảnh báo áp suất lốp hoạt động như thế nào, hiệu quả ra sao thì không phải ai cũng biết.
Hệ thống cảnh báo áp suất lốp TPMS là chữ viết tắt của Tire Pressure Monitoring System, là một hệ thống điện có chức năng chính là theo dõi áp suất không khí bên trong bốn lốp xe hơi và cảnh báo bằng đèn khi áp suất không đạt yêu cầu (dưới 25% áp suất tiêu chuẩn cho phép). Đèn báo này sẽ hiển thị trên bảng đồng hồ khi áp suất của 1 trong 4 lốp không đạt yêu cầu và được hầu hết nhà sản xuất xe hơi kí hiệu là màu vàng, có hình mặt cắt ngang kèm dấu chấm cảm, tượng trưng cho chiếc lốp bị xì. Tuy nhiên, trên một số dòng xe khác sẽ có kí hiệu khác, nếu muốn biết chính xác tránh nhầm lẫn với các loại đèn báo khác.
Theo nguyên lí hoạt động thì chia hệ thống cảnh báo áp suất lốp thành 2 loại gồm: loại trực tiếp (dTPMS) và loại gián tiếp (iTPMS).
Đúng như tên gọi, hệ thống cảnh báo áp suất lốp loại trực tiếp (dTPMS) sẽ đo áp suất của các bánh xe thông qua các cảm biến đặt trong một van thiết kế đặc biệt gọi là van cảm biến áp suất lốp. Loại van này còn có thiết bị điện tử phát tín hiệu chỉ số áp suất lốp thông qua sóng vô tuyến (ở tần số 433MHz hoặc 315MHz) và hiển thị ở đồng hồ đo cho người lái biết. Nguồn điện cung cấp cho van cảm biến áp suất lốp gắn trong bánh xe là loại pin cao cấp, tuổi thọ rất cao 5-7 năm hoặc tùy thuộc số km xe chạy.
Ưu điểm của hệ thống trực tiếp (dTPMS) này là cho thông tin áp suất chính xác, một số loại cao cấp còn có cả thông tin về nhiệt độ. Tuy nhiên, nhược điểm của loại này là chi phí cao khi sản xuất hoặc tự lắp đặt tại nhà. Đối với những xe được trang sẵn hệ thống cảnh báo áp suất lốp loại trực tiếp (dTPMS) hoặc các bác tài tự lắp hệ thống trong một số trường hợp sẽ có tình trạng hệ thống không nhận được sóng phát ra từ cảm biến trong một khoảng thời gian nhất định, khi đó hệ thống sẽ thông báo cho người lái bằng cách hiện icon lốp màu đỏ biểu tượng “vắng mặt”.
 

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng này như: do xe dán phim cách nhiệt gốc kim loại, trên xe còn có thiết bị phát sóng radio khác trùng băng tần (434Mhz hoặc 315Mhz), hoặc xe đi vào khu vực có sóng radio mạnh làm nhiễu sóng. Đối với xe tự lắp đặt để khắc phục tình trạng này thì ta nên hạn chế những nguyên nhân làm nhiễu hay mất sóng của van cảm biến như: di chuyển bộ tiếp sóng lên vị trí cao, trên táp lô, hoặc chừa khoảng trống nhỏ ra không dán film cách nhiệt, tắt hoặc chuyển kênh radio, lắp thêm anten thu sóng (bên thanh chữ A hoặc dưới tấm ốp trần) và cuối cùng là gắn thêm bộ thu sóng (Repeater).
Ngoài ra, nếu xe được trang sẵn hệ thống cảnh báo áp suất lốp loại trực tiếp thì khi thay vỏ xe hay lốp xe cần lưu ý tránh chạm vào van cảm biến áp suất sẽ gây hư hỏng, không phát được tín hiệu cảnh báo.
Bên cạnh đó, hệ thống cảnh báo áp suất lốp còn có loại gián tiếp (iTPMS), có nghĩa là hệ thống này không trực tiếp kiểm tra áp suất lốp trên mỗi bánh mà dựa vào tốc độ quay của 4 bánh xe để xác định những bất thường về áp suất lốp. Nguyên lí hoạt động của loại gián tiếp là khi một bánh mềm hơn -> đường kính giảm đi -> quay nhanh hơn. Bằng cách so sánh tốc độ quay của các bánh xe, có thể phát hiện ra một lốp mềm hơn hoặc căng hơn các lốp còn lại. Với nguyên lí này, hệ thống iTPMS sẽ tận dụng thông số cảm biến tốc độ của hệ thống chống bó cứng phanh ABS (đã rất phổ biến).
Theo đó, chỉ cần cài đặt và bổ sung thêm phần mềm trên ECU và bộ hiển thị sẽ có được một hệ thống cảnh báo áp suất lốp “tiêu chuẩn”. Tuy nhiên, hệ thống (iTPMS) này hoạt động kém chính xác trong một số tình huống như khi cả hai bánh hoặc cả bốn bánh mềm hoặc cứng gần như nhau, hoặc khi xe chạy trên quãng đường cong, lúc đó bánh xe ở ngoài sẽ quay nhanh hơn bánh xe ở trong, hệ thống sẽ lầm tưởng là bánh xe ngoài đang bị mềm hơn bánh trong và phát ra cảnh báo lốp mềm trong khi thực tế lốp có áp suất đúng chuẩn. Ngoài ra, vì nguyên lí hoạt động hệ thống này dựa cảm biến tốc độ, sẽ có độ “trễ” nên thường sẽ có tình trạng lốp đã mất ấp suất áp suất (mềm, xẹp) mà hệ thống chưa kịp báo.
Như vậy, ngoài việc đảm bảo an toàn, hạn chế nguy cơ nổ lốp thì, thông qua tác dụng một cách gián tiếp, hệ thống TPMS còn giúp tiết kiệm nhiên liệu, tăng tuổi thọ của lốp xe, giúp giảm chí phí trong quá trình sử dụng và bảo dưỡng xe.
Theo một thống kê, người dân Mỹ tiêu tốn khoảng 2 tỉ gallon (1 gallon khoảng 3,78 lít) nhiên liệu mỗi năm do lốp mềm, gấp 2 lần nguồn dự trữ xăng dầu của quốc gia. Cụ thể, nếu lốp xe thiếu 0,2 bar áp suất thấp chuẩn thì tiêu thụ nhiên liệu tăng thêm 1% và lốp sẽ mau mòn hơn 5%. Tuy nhiên lại có tới 32% số lốp xe đang chạy có áp suất thấp hơn 30% so với mức tiêu chuẩn. Hệ thống TPMS giúp người lái có thông tin chính xác về tình trạng áp suất của lốp xe để duy trì áp suất chuẩn. Lợi ích đem lại là vừa tiết kiệm nhiên liệu, vỏ xe đỡ mòn và vừa giảm thiểu tình trạng nổ lốp có thể gây tai nạn.