CH664424A5

CH664424A5 - ELECTRONIC IGNITION DEVICE WITH AUTOMATIC ADVANCE CONTROL FOR CARBURETOR ENGINES.

Info

Publication number: CH664424A5
Application number: CH3295/85A
Authority: CH
Inventors: Giuseppe Cotignoli
Original assignee: Marelli Autronica
Priority date: 1984-07-31
Filing date: 1985-07-30
Publication date: 1988-02-29
Also published as: SE8503631L; IT8467763A0; ATA225485A; IT1179749B; BE902990A; GB2162579B; ES8608104A1; FR2571439B1; SE452047B; YU46379B; FR2571439A1; GB8518800D0; IT8467763A1; YU123585A; SE8503631D0; NL8502149A; DE3525880A1; AT386869B; ES545704A0; GB2162579A

Description

DESCRIZIONE La peesente invenzione riguarda un dispositivo di accensione elettronica con controllo automatico dell'anticipo per un motore a carburazione. DESCRIPTION The present invention relates to an electronic ignition device with automatic advance control for a carburetion engine.

L'invenzione riguarda in particolare un dispositivo di accensione elettronica del tipo comprendente primi mezzi sensori atti a fornire segnali elettrici indicativi delle condizioni di funzionamento del motore, The invention relates in particular to an electronic ignition device of the type comprising first sensor means adapted to provide electrical signals indicative of the engine operating conditions,

secondi mezzi sensori atti a rivelare il passaggio di uno stantuffo o gruppo di stantuffi per il punto morto superiore (p.m.s.), atto a generare un segnale di tipo ON-OFF presentante due successive commutazioni di livello separate da un intervallo di tempo proporzionale alla velocità di rotazione del motore ogni volta che uno stantuffo o gruppo di stantuffi passa par il p.m.s., second sensor means suitable for detecting the passage of a plunger or group of plungers for the upper dead center (pms), capable of generating an ON-OFF signal having two successive level changes separated by a time interval proportional to the speed of rotation of the motor each time a plunger or group of plungers passes by the pms,

un'unità elettronica di controllo e comando collegata ai primi e secondi mezzi sensori e predisposta per determinare reami-te un trasformatore di accensione l'attivazione delle candele di un cilindro o gruppo di cilindri con un anticipo variabile in funzione dei segnali forniti da detti primi mezzi sensori rispetto al passaggio per il p.m.s. del corrispondente stantuffo o gruppo di stantuffi. an electronic control and command unit connected to the first and second sensor means and arranged to determine a ignition transformer, the activation of the spark plugs of a cylinder or group of cylinders with a variable advance according to the signals provided by said first ones sensor means with respect to the passage for the pms of the corresponding plunger or group of plungers.

Un dispositivo di accensione elettronica del tipo sopra definito è costituito ad esempio dal sistema Microplex modello MED 600 prodotto dalla società Magneti Marelli S.p.A. An electronic ignition device of the type defined above consists for example of the Microplex system model MED 600 produced by Magneti Marelli S.p.A.

Lo scopo dell'invenzione è di realizzare un sistema di accensione elettronica con controllo automatico dell'anticipo del tipo sopra specificato, il quale consenta di minimizzare l'angolo di rotazione che deve compiere il motore prima che avvenga uno scoppio utile in fase di avviamento. Tale scopo viene realizzato secondo l'invenzione mediante un dispositivo di accensione elettronica con controllo automatico dell'anticipo, del tipo specificato all'inizio, la caratteristica principale del quale risiede nel fatto che comprende inoltre mezzi rilevatori sensibili al primo segnale fornito da detti secondi mezzi sensori dopo un avviamento del motore, ed atti a fornire un primo e rispettivamente secondo segnale di comando in risposta alla prima e rispettivamente alla seconda commutazione di detto primo segnale; e che detta unità di controllo e comando è predisposta per comandare l'immagazzinamento di energia nel trasformatore di accensione associato allo stantuffo o gruppo di stantuffi più vicino al p.m.s. e, rispettivamente, l'attivazione delle corrispondenti candele quando detti mezzi rilevatori forniscono detto primo e, rispettivamente, secondo segnale di comando, per cui risulta minimizzato l'angolo di rotazione del motore prima che avvenga il primo scoppio in fase di avviamento. The object of the invention is to provide an electronic ignition system with automatic advance control of the type specified above, which allows to minimize the rotation angle that the engine must perform before a useful burst occurs during the starting phase. This object is accomplished according to the invention by means of an electronic ignition device with automatic advance control, of the type specified at the beginning, the main characteristic of which lies in the fact that it also comprises detection means sensitive to the first signal supplied by said second means sensors after an engine start, and adapted to provide a first and second command signal respectively in response to the first and second commutation of said first signal respectively; and that said control and command unit is designed to control the storage of energy in the ignition transformer associated with the piston or group of pistons closest to the p.m.s. and, respectively, the activation of the corresponding spark plugs when said detecting means supply said first and, respectively, second command signal, so that the rotation angle of the engine is minimized before the first burst occurs during the starting phase.

Ad ogni avviamento l'accensione successiva alla prima viene comandata con un anticipo calcolato secondo il normale modo di operare del sistema. At each start, the ignition following the first is controlled with an advance calculated according to the normal operating mode of the system.

Nel caso di un motore a quattro tempi a quattro cilindri il sistema secondo l'invenzione consente di ridurre ad un massimo di 180° l'angolo di rotazione del motore prima che avvenga il primo scoppio utile in fase di avviamento. In the case of a four-cylinder four-stroke engine, the system according to the invention allows to reduce the engine rotation angle to a maximum of 180 ° before the first useful burst occurs during the starting phase.

Le suddette caratteristiche e vantaggi del dispositivo di accensione secondo l'invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata con riferimento ai disegni allegati, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, nei quali: The above characteristics and advantages of the ignition device according to the invention will appear from the following detailed description, made with reference to the attached drawings, provided purely by way of non-limiting example, in which:

la figura 1 è uno schema circuitale parzialmente a blocchi di un sistema di accensione elettronica secondo l'invenzione, figure 1 is a partially block circuit diagram of an electronic ignition system according to the invention,

la figura 2 è una serie di tre forme d'onda relative a tre segnali generati nel sistema di accensione secondo la figura 1, e la figura 3 mostra una variante di realizzazione del sistema della figura 1. Figure 2 is a series of three waveforms relating to three signals generated in the ignition system according to Figure 1, and Figure 3 shows a variant embodiment of the system of Figure 1.

Un dispositivo di accensione elettronica con controllo automatico dell'anticipo per motori a carburazione secondo l'invenzione, come appare dalla figura 1, comprende un sensore del tipo a ruota fonica, complessivamente indicato con 1. Tale sensore comprende un organo 2 girevole in sincronismo con l'albero del motore (non illustrato) e provvisto di una serie di riferimenti, ad esempio tacche, indicate con 3. Nel caso di un motore a quattro tempi a quattro cilindri l'organo girevole 2 comprende ad esempio due tacche 3, disposte a 180°, di cui una associata al primo e quarto cilindro, e l'altra associata al secondo e terzo cilindro. Il sensore 1 comprende inoltre un captatore (pick-up) 4 il quale fornisce in uscita, nel funzionamento, un segnale avente una forma d'onda in funzione del tempo t sostanzialmente del tipo indicato con A nella figura 2. Ogni volta che una tacca 3 dell'organo girevole 2 passa di fronte al capta- An electronic ignition device with automatic advance control for carburetor engines according to the invention, as shown in Figure 1, comprises a sensor of the phonic wheel type, indicated as a whole with 1. This sensor comprises a member 2 rotatable in synchronism with the engine shaft (not shown) and provided with a series of references, for example notches, indicated by 3. In the case of a four-cylinder four-stroke engine, the rotating member 2 comprises, for example, two notches 3, arranged at 180 °, one of which associated with the first and fourth cylinders, and the other associated with the second and third cylinders. The sensor 1 further comprises a pick-up 4 which outputs, during operation, a signal having a waveform as a function of time t substantially of the type indicated by A in figure 2. Each time a notch 3 of the rotating member 2 passes in front of the door

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tore 4 il segnale A presenta un'oscillazione, con una semionda positiva ed una semionda negativa. L'organo girevole 2 è montato in modo tale che le tacche o riferimenti 3 passino di fronte al captatore 4 quando lo stantuffo o gruppo di stantuffi associati a tali tacche passano per il punto morto superiore (o per un punto di riferimento ad una distanza angolare prestabilita, in anticipo o in ritardo rispetto al p.m.s.). Di conseguenza ogni oscillazione del segnale A è indicativa del passaggio di uno stantuffo o gruppo di stantuffi per il punto morto superiore (o in generale, per il punto di riferimento). L'uscita del captatore 4 è collegata ad un circuito sagomatore di impulsi 5, ad esempio un comparatore di soglia («trigger»). Tale circuito confronta il segnale A con una soglia di riferimento, e fornisce dunque in uscita un segnale del tipo esemplificativo indicato con B nella figura 2. In particolare tale segnale presenta una successione di impulsi, ciascuno dei quali corrisponde nell'esempio illustrato alla semionda positiva di ogni oscillazione del segnale A. Ciascun impulso del segnale B presenta due successive commutazioni di livello (fronte di salita, fronte di discesa). tore 4 the signal A has an oscillation, with a positive half-wave and a negative half-wave. The rotating member 2 is mounted in such a way that the notches or references 3 pass in front of the sensor 4 when the piston or group of pistons associated with these notches pass through the upper dead center (or for a reference point at an angular distance predetermined, in advance or late compared to the pms). Consequently, each oscillation of the signal A is indicative of the passage of a plunger or group of plungers for the upper dead center (or in general for the reference point). The output of the sensor 4 is connected to a pulse-forming circuit 5, for example a threshold comparator ("trigger"). This circuit compares the signal A with a reference threshold, and therefore outputs a signal of the example type indicated with B in figure 2. In particular, this signal has a sequence of pulses, each of which corresponds in the example illustrated to the positive half-wave of each oscillation of signal A. Each impulse of signal B has two successive level changes (rising edge, falling edge).

La frequenza degli impulsi B è inoltre indicativa della velocità di rotazione del motore. The frequency of the pulses B is also indicative of the rotation speed of the motor.

Il sistema di accensione comprende ulteriori sensori 6 ... N che forniscono segnali elettrici indicativi ad esempio della temperatura del motore, della depressione nel collettore di aspirazione, ecc. The ignition system includes further 6 ... N sensors which provide electrical signals indicative, for example of the engine temperature, of the depression in the intake manifold, etc.

Il circuito sagomatore di impulsi 5 ed i sensori 6 a N sono collegati ad un'unità elettronica di controllo e comando complessivamente indicata con 10. Tale unità comprende circuiti di ingresso 11, un'unità di calcolo 12 e circuiti di memoria 13, ed uno stadio di pilotaggio di potenza (driver) indicato con 14. Tale stadio di pilotaggio è collegato alle candele CC attraverso un trasformatore di accensione T, i cui avvolgimenti sono stati indicati con W1 e W2, ed un distributore rotante'D. The pulse shaping circuit 5 and the sensors 6 in N are connected to an electronic control and command unit indicated as a whole with 10. This unit comprises input circuits 11, a calculation unit 12 and memory circuits 13, and one power driving stage (driver) indicated with 14. This driving stage is connected to the spark plugs CC through an ignition transformer T, the windings of which have been indicated with W1 and W2, and a rotating distributor 'D.

Sulla base delle informazioni contenute nei segnali forniti dal circuito sagomatore di impulsi 5 e dai sensori 6 a N, in modo per sè noto l'unità di controllo e comando 10 provvede a provocare l'immagazzinamento di energia nella bobina W1 del trasformatore di accensione e quindi, attraverso il distributore D, l'attivazione delle candele dei cilindri del motore con un anticipo variabile secondo modalità prestabilite rispetto al passaggio per il punto morto superiore degli stantuffi del motore. On the basis of the information contained in the signals supplied by the pulse-forming circuit 5 and by the sensors 6 in N, in a per se known manner the control and command unit 10 causes the storage of energy in the coil W1 of the ignition transformer and therefore, through the distributor D, the activation of the spark plugs of the engine cylinders with a variable advance according to pre-established methods with respect to the passage through the upper dead point of the pistons of the engine.

L'unità di controllo e comando 10 comprende inoltre circuiti rilevatori 15 collegati all'uscita del circuito sagomatore di impulsi 5. Tali circuiti, che possono essere realizzati ad esempio con dispositivi bistabili di memoria (flip-flop), sono sensibili al primo impulso del segnale B fornito dal circuito sagomatore 5 dopo ciascun avviamento del motore ed in risposta al fronte di salita e, rispettivamente, al fronte di discesa di tale primo impulso forniscono un primo ed un secondo segnale di comando al circuito di pilotaggio 14, attraverso un circuito OR 16 interposto fra l'unità di calcolo 12 e detto circuito di pilotaggio. Il primo segnale di comando fornito al circuito di pilotaggio 14 provoca l'avvio dell'immagazzinamento di energia nella bobina W1 del trasformatore di accensione. La corrente in tale bobina cresce rapidamente come indicato dal primo impulso triangolare della forma d'onda C della figura 2. Il secondo segnale di The control and command unit 10 further comprises detection circuits 15 connected to the output of the pulse shaping circuit 5. These circuits, which can be made for example with bistable memory devices (flip-flops), are sensitive to the first pulse of the signal B provided by the shaping circuit 5 after each engine start and in response to the rising edge and, respectively, to the falling edge of this first pulse they provide a first and a second command signal to the driving circuit 14, through an OR circuit 16 interposed between the computing unit 12 and said driving circuit. The first control signal supplied to the pilot circuit 14 causes the start of the energy storage in the coil W1 of the ignition transformer. The current in such a coil grows rapidly as indicated by the first triangular pulse of the waveform C of Figure 2. The second signal of

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comando fornito al modulo di pilotaggio da parte dei circuiti rilevatori 15 tramite il distributore provoca l'attivazione delle candele associate ai cilindri nei quali gli stantuffi sono più vicini al p.m.s. e l'accensione avviene dunque sostanzialmente in concomitanza con il fronte di discesa del primo impulso del segnale B. In tal modo all'avviamento del motore risulta minimizzato l'angolo di rotazione che il motore deve percorrere prima che avvenga uno scoppio utile nella fase di avviamento. command supplied to the pilot module by the detection circuits 15 via the distributor causes the activation of the spark plugs associated with the cylinders in which the pistons are closest to the p.m.s. and the ignition therefore takes place substantially in conjunction with the falling edge of the first impulse of the signal B. In this way, when the engine is started, the rotation angle that the engine must travel is minimized before a useful burst occurs during the goodwill.

Quanto sopra esposto è possibile per il fatto che all'avviamento la durata degli impulsi del segnale fornito dal sagomato-re 5 è sufficiente a consentire l'immagazzinamento nella bobina W1 di energia sufficiente a provocare la scintilla. The foregoing is possible due to the fact that at start-up the duration of the pulses of the signal supplied by the profiler 5 is sufficient to allow the storage in the coil W1 of sufficient energy to cause the spark.

Successivamente l'unità di controllo e comando 10 inizia a funzionare regolarmente, nel modo convenzionale con controllo automatico dell'anticipo, e quindi alla successiva accensione la corrente nell'avvolgimento primario del trasformatore d'accensione viene fatta circolare con un anticipo Àt rispetto al passaggio per il punto morto superiore, come è qualitativamente illustrato dalla forma d'onda C della figura 2 (secondo impulso triangolare). Subsequently, the control and command unit 10 begins to operate regularly, in the conventional way with automatic advance control, and therefore the next time it is switched on, the current in the primary winding of the ignition transformer is circulated with an advance Àt with respect to the passage for the top dead center, as is qualitatively illustrated by the waveform C of Figure 2 (second triangular pulse).

I circuiti rilevatori 15, nel caso l'unità di controllo e comando 10 sia realizzata in forma integrata, possono essere realizzati integrati in tale unità. Alternativamente tali circuiti possono essere distinti e separati da tale unità. The detection circuits 15, if the control and command unit 10 is made in an integrated form, can be made integrated in this unit. Alternatively, these circuits can be distinguished and separated from this unit.

Nella figura 3 è mostrata una variante di realizzazione del sistema della figura 1, presentante una distribuzione statica, Figure 3 shows a variant embodiment of the system of Figure 1, presenting a static distribution,

cioè senza distributore rotante, per un motore a 4 tempi a 4 cilindri. that is, without a rotating distributor, for a 4-cylinder 4-stroke engine.

II sensore a ruota fonica 101 comprende due captatori 4, 104 a 180° associati ad un'unica ruota 2 provvista di un'unica tacca 3: tali captatori sono collegati all'unità di controllo e comando 10 tramite rispettivi circuiti sagomatori di impulsi 5, 105. Questi ultimi sono collegati a due sezioni 115a, 115b, di un circuito rilevatore 115. Tali sezioni sono uguali fra loro e corrispondono al circuito rivelatore 15 della figura 1. Le uscite delle due sezioni del circuito 115 sono collegate a rispettivi ingressi di due circuiti OR 16, 116, all'altro ingresso di ciascuno dei quali The phonic wheel sensor 101 comprises two sensors 4, 104 at 180 ° associated with a single wheel 2 provided with a single notch 3: these sensors are connected to the control and control unit 10 by means of respective pulse-forming circuits 5, 105. The latter are connected to two sections 115a, 115b of a detector circuit 115. These sections are equal to each other and correspond to the detector circuit 15 of Figure 1. The outputs of the two sections of the circuit 115 are connected to respective inputs of two OR circuits 16, 116, to the other input of each of which

è collegata una corrispondente uscita dell'unità di calcolo 12: le uscite di detti circuiti OR sono collegate a due sezioni del circuito di pilotaggio 114 che controllano un rispettivo trasformatore di accensione T. a corresponding output of the computing unit 12 is connected: the outputs of said OR circuits are connected to two sections of the driving circuit 114 which control a respective ignition transformer T.

Il funzionamento del sistema della figura 3 è sostanzialmente analogo a quello del sistema secondo la figura 1 : il raddoppio dei captatori (pick-up), dei sagomatori di impulsi, dei canali o sezioni del circuito rivelatore 115 e dei circuiti OR è semplicemente dovuto al fatto che, in assenza di un distributore meccanico rotante, il circuito di pilotaggio 114 deve essere «informato» su quale è la «bancata» o gruppo di cilindri in cui esso deve far avvenire la prima scintilla. Per tale motivo sono stati previsti due captatori, uno associato ad un primo gruppo di due cilindri (stantuffi), l'altro al secondo gruppo. The operation of the system of figure 3 is substantially similar to that of the system according to figure 1: the doubling of the sensors (pick-ups), the pulse shapers, the channels or sections of the detector circuit 115 and the OR circuits is simply due to the fact that, in the absence of a rotating mechanical distributor, the pilot circuit 114 must be "informed" on which is the "bank" or group of cylinders in which it must cause the first spark to occur. For this reason, two sensors have been provided, one associated with a first group of two cylinders (pistons), the other with the second group.

Come si è accennato in precedenza, per tutte le forme di realizzazione i riferimenti dell'organo girevole 2 possono essere associati ad altra posizione di riferimento degli stantuffi corrispondenti in anticipo o in ritardo rispetto al p.m.s. As mentioned above, for all embodiments, the references of the rotating member 2 can be associated with another reference position of the corresponding plungers in advance or in delay with respect to the p.m.s.

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2 fogli disegni 2 drawings sheets

Claims

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1. Electronic ignition device with automatic advance control for engine and carburetion, including:

first sensor means (6 to N) suitable for providing electrical signals indicative of engine operating conditions,

second sensor means (1 to 5; 101 to 105) suitable for detecting the passage of a plunger or group of plungers for the pms, suitable for generating an ON-OFF signal (B) having two successive level switches separated by a time interval proportional to the motor rotation speed each time a plunger or group of plungers passes through the pms, an electronic control and command unit (10), connected to the first and second sensor means (6aN; 1 a5; 101 to 105) and arranged to determine by at least one ignition transformer (T) the activation of the spark plugs (CC) of a cylinder or group of cylinders with a variable advance according to the signals supplied by said first sensor means (6 a N) compared to the passage for the pms of the corresponding plunger or group of plungers,

characterized in that it further comprises detecting means (15; 115), sensitive to the first signal supplied by said second sensor means (1 to 5, 101 to 105) after an engine start and adapted to provide a first and, respectively, a second command signal in response to the first and, respectively, the second switching of said first signal, and that said control and command unit (10) is arranged to command the storage of energy in said at least one ignition transformer (T) and respectively, the activation of the spark plug or spark plugs (CC) associated with the plunger or group of plungers when said detecting means (15, 115) supply said first and, respectively, second command signal, so that the rotation angle is minimized the engine before the first start-up burst.

Device according to claim 1, characterized in that said detecting means consist of memory circuits (15, 115) of said control and command unit (10), the state of which can be modified in response to the first and second switching of the first signal supplied by said second sensor means (1 to 5, 101 to 105) after each engine start.

2

Device according to claim 1 or 2, comprising a rotating distributor (D), characterized in that said second sensor means (1 to 5) comprise a phonic wheel sensor (1; 2 to 4) coupled to the motor shaft , and a pulse shaping circuit (5) connected to the output of said phonic wheel sensor (1; 2 to 4).

Device according to claim 1 or 2, comprising static distribution means, characterized in that said second sensor means comprise a phonic wheel sensor (101), with two sensors (4, 104) cooperating with a single rotating member (2 ) bearing detectable references (3), coupled to the motor shaft; the outputs of said sensors (4, 104) being connected to the input of respective pulse-forming circuits (5, 105).