Ứng dụng thiết bị thu thập dữ liệu đa kênh DEWE 2600 khảo sát tín hiệu từ cảm biến trên động cơ đốt trong

ISSN 2354-0575
Journal of Science and Technology34 Khoa học & Công nghệ - Số 26/Tháng 6 - 2020
ỨNG DỤNG THIẾT BỊ THU THẬP DỮ LIỆU ĐA KÊNH DEWE 2600
KHẢO SÁT TÍN HIỆU TỪ CẢM BIẾN TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
Nguyễn Văn Thịnh1, Đào Chí Cường1, Nguyễn Văn Nhơn1,
Phạm Thị Minh Huệ2, Lê Đăng Đông1
1 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên
2 Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội
Ngày tòa soạn nhận được bài báo: 15/03/2020
Ngày phản biện đánh giá và sửa chữa: 22/05/2020
Ngày bài báo được duyệt đăng: 10/06/2020
Tóm tắt:
Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu trong việc ứng dụng thiết bị thu thập dữ liệu đa kênh dewe 
2600 vào khảo sát một số tín hiệu từ các cảm biến trên động cơ đốt trong. Đối tượng nghiên cứu của bài 
báo là động cơ Solata LPG 2.0 đây là động cơ sử dụng nhiên liệu LPG có dung tích xy lanh 1999 cm3. Kết 
quả nghiên cứu cho thấy thiết bị thu thập dữ liệu đa kênh Dewe-2600 có thể dễ dàng kết nối với hệ thống 
tín hiệu phục vụ quá trình chẩn đoán và điều khiển trên các dòng động cơ có sử dụng hệ thống cảm biến và 
điều khiển điện tử. Các tín hiệu đo được từ các cảm biến gửi về đều phản ánh đúng bản chất vật lý và đúng 
với thông số từ hãng đã cung cấp.
Từ khóa: dewe 2600, tín hiệu cảm biến, khảo sát tín hiệu, dewesoft.
1. Đặt vấn đề
Hiện nay, nước ta đang trong quá trình công 
nghiệp hóa, hiện đại hóa để trở thành một nước 
công nghiệp trong tương lai. Cùng với sự phát triển 
của cả nền kinh tế, ngành công nghiệp ôtô cũng có 
sự phát triển mạnh mẽ. Khi đời sống được nâng cao 
nhu cầu xe cộ đặc biệt là ôtô cũng tăng một cách 
mạnh mẽ. Cùng với đó việc làm sao tăng mức độ 
an toàn và duy trì tình trạng ôtô ở trạng thái hoạt 
động tốt nhất trong một thời gian dài là một vấn đề 
rất được quan tâm. Do đó việc cải tiến công nghệ và 
áp dụng các tiến bộ khoa học, kỹ thuật vào kiểm tra 
chuẩn đoán trong ngành công nghiệp ôtô cũng được 
chú trọng đầu tư và phát triển.
Trên ôtô hiện nay, các cảm biến có vai trò rất 
quan trọng. Các cảm biến thu thập dữ liệu về hoạt 
động xe và gửi các tín hiệu về ECU giúp điều chỉnh 
các chế độ làm việc của xe sao cho an toàn nhất, 
hoạt động hiệu quả nhất có thể. Các cảm biến tốc 
độ xe giám sát tốc độ xe tại mọi thời điểm khi xe 
đang chạy, cung cấp thông tin cho hệ thống máy 
tính để hạn chế tốc độ xe khi cần thiết, các cảm biến 
nhiệt độ động cơ, cảm biến lưu lượng khí nạp cung 
cấp thông tin về chế độ hoạt động của động cơ để 
điều chỉnh nhiên liệu và đánh lửa sao cho công suất 
động cơ phát ra phù hợp nhất Vì vậy việc xây 
dựng chương trình kiểm tra, chẩn đoán các tín hiệu 
của cảm biến là cần thiết để bảo đảm an toàn cũng 
như duy trì các tính năng kỹ thuật của xe. DEWE-
2600 là một thiết bị kèm phần mềm đo đạc xung 
tín hiệu chuyên nghiệp, môi trường cho phép tạo ra 
các chương trình sử dụng kí hiệu đồ họa giúp xây 
dựng các thuật toán một các nhanh, gọn, sáng tạo và 
dễ hiểu. Thông qua các card giao tiếp và các chuẩn 
giao tiếp DEWE-2600 giúp kết nối bất kỳ các cảm 
biến với máy tính. Với mục đích nghiên cứu nhằm 
khai thác tính năng của thiết bị và nghiên cứu các 
phương pháp để xây dựng cơ sở giao tiếp với các tín 
hiệu từ các cảm biến gửi về ECU phục vụ quá trình 
điều khiển và chẩn đoán động cơ.
2. Đối tượng nghiên cứu
* Động cơ Hyundai Sonata 2.0 LPG
Hyundai Sonata là dòng xe sedan thuộc phân 
khúc hạng sang do hãng xe Hyundai chế tạo và 
sản xuất, phiên bản tác giả lựa chọn nghiên cứu 
là loại động cơ sử dụng nhiên liệu LPG có thể 
tích buống cháy 1999 cm3 4 kỳ, cơ cấu phân phối 
khí loại SOHC, 4 xilanh thẳng hàng, hộp số tự 
động và sử dụng hệ thống AES đặc biệt tiết kiệm 
nhiên liệu được sản xuất cho thị trường nội địa 
Hàn Quốc.
ISSN 2354-0575
Khoa học & Công nghệ - Số 26/Tháng 6 - 2020 Journal of Science and Technology 35
Bảng 1. Thông số cơ bản động cơ Sonata 2.0
TT
Thông số Ký hiệu
Giá 
trị
1 Hành trình piston/đường 
kính (mm)
S/D 85/88
2 Số xylanh (-) i 4
3 Công suất đạt cực đại tại 
5.500 vòng/phút (Hp)
N
emax
105
4 Mô men xoắn cực đại tại 
4600 vòng/phút (Nm)
M
emax
164
5 Số vòng quay cực đại 
(vòng/phút) 
n
emax
6000
6 Tỷ số nén (-) ε 10,5:1
7 Dung tích (lít) V
c
1.99
Hình 1. Mô hình động cơ Sonata 2.0 LPG
Hình 2. Sơ đồ tổng quát hệ thống điều khiển và 
hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG trên động cơ 
Sonata 2.0
1: Bình chứa nhiên liệu; 2: Đồng hồ báo áp suất; 3: 
Van từ; 4: Bộ hóa hơi; 5: Lọc; 6: Vòi phun; 7: Cáp 
OBD; 8: Cuộn đánh lửa; 9: Công tắc đóng LPG; 
10: ECU; 11: Cảm biến ô xy; 12: Bình ắc quy; 13: 
Cảm biến MAP; 14: Van khóa ga.
Động cơ trên xe Sonata 2.0 sử dụng hệ thống 
cung cấp nhiên liệu LPG được giới thiệu trên Hình 2. 
LPG được tích trong bình chứa thương mại chuyên 
dụng hoặc các bình chứa trên thị trường. Việc điều 
chỉnh áp suất LPG trong quá trình thí nghiệm được 
thực hiện bằng van giảm áp dạng cơ khí và kiểm 
soát việc đóng cắt tự động bằng van điện từ. LPG 
được hóa hơi hoàn toàn qua bộ chuyển đổi hóa hơi 
trước khi vào động cơ. Trên đường cung cấp LPG 
cho động cơ còn có các cảm biến đo nhiệt độ, áp 
suất và lưu lượng LPG. Nhiên liệu LPG được phun 
vào đường ống nạp của động cơ qua vòi phun. Các 
tín hiệu từ cảm biến tốc độ, cảm biến nhiệt độ, cảm 
biến lưu lượng, cảm biến chân ga, cảm biến áp suất, 
... được đưa về bộ điều khiển hệ thống cung cấp 
nhiên liệu LPG (ELC - Electronic LPG Control). 
Tín hiệu điều khiển phun LPG được gửi tới van điện 
từ đóng ngắt nhiên liệu đặt phía trước bộ hóa hơi và 
tín hiệu điều khiển vòi phun. Quá trình điều khiển 
cung cấp LPG được thực hiện thông qua giao diện 
của máy tính kết nối với bộ ELC.
* Thiết bị thu thập dữ liệu đa kênh Dewe 2600
Dewe-2600 là một hệ thống có khả năng thu 
thập dữ liệu loại xách tay của hãng DEWETRON 
Áo. Hệ thống này tương thích với tất cả các module 
khuyếch đại của DEWETRON, có thể sử dụng với 
bất kỳ phần mềm thu thập nào khác. Dewe-2600 
được thiết kế có kết cấu chắc chắn để sử dụng trong 
công nghiệp chẩn đoán. Với màn hình Touchscreen 
15 inches, thiết bị này nhận được cấp chứng chỉ CE 
và sản xuất theo tiêu chuẩn ISO 9001.
Hình 3. Thiết bị thu thập dữ liệu đa kênh Dewe 2600
ISSN 2354-0575
Journal of Science and Technology36 Khoa học & Công nghệ - Số 26/Tháng 6 - 2020
Tính năng chính của thiết bị Dewe 2600 là đo 
và lưu trữ số liệu, phân tích số liệu, phân tích phổ 
FFT Cũng như đo áp suất, mô men, đo lực, đo 
nhiệt, đo rung động nhiều thành phần, phân tích 
rung động, đo công suất động cơ... Và nhiều chức 
năng khác. DEWE-2600 có thể quản lý được tới 
64 module của DEWETRON. Nó có thể hiển thị 
theo thời gian thực các dạng đồ thị khác nhau như: 
scope, overview, recoder, x-y, FFT...
Hình 4. Sơ đồ cấu trúc thiết bị thu thập dữ liệu đa 
kênh Dewe 2600
Hình 5. Thiết lập kênh đo trên phần mềm dewesoft
Hình 6. Kết nối thiết bị và động cơ thí nghiệm
3. Một số kết quả khảo sát
Trường hợp 1: Khảo sát tín hiệu từ cảm biến nhiệt 
độ động cơ
Cảm biến nhiệt độ nước xác định nhiệt độ làm 
mát của động cơ, chuyển đổi sự thay đổi trở kháng 
thành tín hiệu điện áp, tín hiệu vào cho bộ điều 
khiển ECU, bộ điều khiển sử dụng tín hiệu này để 
điều khiển và kiểm soát chế độ làm việc của động 
cơ, đồng thời tín hiệu này cũng được sử dụng để 
điều khiển quạt làm mát.
Hình 7. Cảm biến nhiệt độ nước
Bảng 2. Thông số của cảm biến nhiệt độ động cơ
Thông số kỹ thuật
Nhiệt độ Trở kháng Điện áp
-20°C 10.7 kΩ 4.2 V
20°C 20.5 kΩ 2.6 V
60°C 0.6 kΩ 1.1 V
80°C 0.2 kΩ 0.5 V
Hình 8. Đồ thị xung và đặc tính của cảm biến 
nhiệt độ
ISSN 2354-0575
Khoa học & Công nghệ - Số 26/Tháng 6 - 2020 Journal of Science and Technology 37
Trường hợp 2: Khảo sát tín hiệu cảm biến vị trí 
bướm ga và áp suất tuyệt đối đường ống nạp
Cảm biến vị trí bướm ga (TPS) được gắn trên 
đường ống nạp để đo góc mở của van bướm ga. 
TPS là một cảm biến trở kháng biến thiên, trở kháng 
ra phụ thuộc vào vị trí của van bướm. Tín hiệu ra 
của cảm biến TPS là 0.3~0.9V khi van bướm đóng, 
và 4.0~4.8V khi van bướm mở hoàn toàn. Bộ ECU 
sử dụng MAPS và TPS để đo để đo trạng thái hoạt 
động, một phần tải, trạng thái tăng tốc và giảm tốc 
để xác định thời gian đánh lửa và kiểm soát lượng 
nhiên liệu cấp vào động cơ.
Hình 9. Cảm biến vị trí bướm ga
Bảng 3. Thông số của cảm biến vị trí bướm ga
Độ mở van bướm ga Điện áp
Idle -0% 0.2~0.463V
50% 2.9V
Full Acceleration (tăng tốc)-90% 5V
Hình 10. Đồ thị xung và đặc tính của cảm biến vị 
trí bướm ga
Bộ điều khiển điện tử (ECU) yêu cầu thông 
tin chính xác áp suất không khí vào động cơ để xác 
định lượng phun nhiên liệu cần thiết. Cảm biến áp 
suất tuyệt đối được sử dụng để đo lượng không 
khí vào động cơ bằng cách xác định áp suất trong 
đường ống nạp để gián tiếp tính toán lượng không 
khí nạp vào động cơ. Cảm biến MAPS gửi tín hiệu 
đầu ra tương tự tỷ lệ thuận với áp suất tuyệt đối tới 
ECU dựa vào sự thay đổi áp suất trong ống dẫn khí 
nạp, được sử dụng bởi ECU như các dữ liệu cơ bản 
trong việc xác định số vòng quay của động cơ và 
lượng khí nạp.
Hình 11. Cảm biến áp suất tuyệt đối đường ống 
nạp (MAPS)
Bảng 4. Thông số của cảm biến áp suất tuyệt đối 
đường ống nạp
Áp suất Điện áp
200 mmHg 1V
400 mmHg 2.1V
600 mmHg 3.2V
760 mmHg 4V
Hình 12. Đồ thị xung và đặc tính của cảm biến áp 
suất tuyệt đối đường ống nạp
Trường hợp 3: Khảo sát tín hiệu từ cảm biến vị trí 
trục cam, trục khuỷu
Trục cam quay với tốc độ bằng một phần hai 
tốc độ quay của trục khuỷu, ECU dựa vào hai tín 
hiệu này để tính toán, điều khiển lượng nhiên liệu 
và thời điểm đánh lửa phù hợp với các chế độ làm 
việc của động cơ. Cảm biến xác định vị trí của trục 
cam và xác định xy lanh ở giai đoạn nén hay ở giai 
đoạn xả theo hướng điểm chết trên. Cảm biến ví trí 
trục cam và cảm biến vị trí trục khuỷu sử dụng hiệu 
ứng Hall, với đầu cảm biến được làm vật liệu từ 
được gắn vào trục quay và bộ phận đầu thu tín hiệu 
ISSN 2354-0575
Journal of Science and Technology38 Khoa học & Công nghệ - Số 26/Tháng 6 - 2020
được cố định trên thân máy.
Hình 13. Cảm biến vị trí trục cam
Hình 14. Cảm biến vị trí trục khuỷu
Hình 15. Đồ thị xung và đặc tính của cảm biến vị 
trí trục khuỷu và trục cam
5. Kết luận
Bài báo đã trình bày việc nghiên cứu để ứng 
dụng khai thác thiết bị thu thập dữ liệu đa kênh 
DEWE-2600 vào khảo sát tín hiệu từ các cảm biến 
trên động cơ gửi về ECU, qua đó có thể dựa vào kết 
quả đo được để chẩn đoán và đánh giá trạng thái kỹ 
thuật của động cơ. Đồng thời dựa vào những tín hiệu 
và đặc tính của các cảm biến thu được có thể giả lập 
các tín hiệu để thực hiện quá trình điều khiển động 
cơ hoạt động theo các chế độ mong muốn để thực 
hiện các bài thực hành thí nghiệm. Kết quả nghiên 
cứu của nhóm tác giả có thể sử dụng làm tài liệu đào 
tạo cao học, làm tài liệu tham khảo cho giáo viên và 
sinh viên các khối ngành công nghệ kỹ thuật ô tô.
Tài liệu tham khảo
[1]. Lê Văn Doanh,..., Các bộ cảm biến kỹ thuật đo lường & điều khiển, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật, 
Hà Nội, 2005.
[2]. Phan Quốc Phô, Giáo trình cảm biến, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật, 2006.
[3]. Đỗ Văn Dũng, Hệ thống điện và điện tử trên ô tô hiện đại - Hệ thống điện động cơ, NXB Đại học 
Quốc gia TPHCM, 2007. 
[4]. Trần Thanh Hải Tùng, Kỹ thuật động cơ sử dụng nhiên liệu mới, Đà Nẵng, Đại học bách khoa Đà 
Nẵng, 2012.
[5]. www.dewe-2600.com.vn.
[6]. DEWE-2600 Technical reference manual.
[7]. Hyundai sonata III 2.0 LPG, www.automobile-catalog.com.
USING DEWE 2600, A MULTICHANEL DATA ACQUISITION DEVICE, TO EXAMINE 
SIGNALS FROM SENSORS ON INTERNAL COMBUSTION ENGINES
Abstract:
This paper presents the research results in the application of DEWE 2600 multi-channel data 
acquisition device to investigate some signals from sensors on internal combustion engines. The research 
object of the paper is Solata LPG 2.0 engine which is an engine using LPG fuel with cylinder capacity of 
1999 cm3. The research results show that the Dewe-2600 multi-channel data acquisition device can easily 
connect to signal systems for the diagnosis and control on motor lines using sensor systems and Electronic 
Control. The signals measured from the sensors reflect the true physical nature and the parameters from 
the company.
Keywords: dewe 2600, signal sensor, signal survey, dewesoft.