ITMI20012670A1

ITMI20012670A1 - Metodo e apparecchiatura elettronica per invertire la rotazione di unmotore a combustione interna con ciclo a due tempi

Info

Publication number: ITMI20012670A1
Application number: IT2001MI002670A
Authority: IT
Inventors: Gianni Regazzi; Alessandro Venturoli
Original assignee: Ducati Energia Spa
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2003-06-18
Also published as: CA2414025C; ATE470790T1; DK1321651T3; US6830015B2; DE60236638D1; EP1321651A3; US20030111024A1; EP1321651A2; ES2346738T3; CA2414025A1; EP1321651B1

Description

DESCRIZIONE PER BREVETTO DI INVENZIONE

Avente titolo:

METODO E APPARECCHIATURA ELETTRONICA PER INVERTIRE LA ROTAZIONE DI UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA CON CICLO A DUE TEMPI

SFONDO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un metodo di inversione della rotazione e ad un'apparecchiatura elettronica di controllo dell'accensione di un motore a combustione interna con ciclo a due tempi, ed in particolare è diretta ad un'apparecchiatura elettronica gestita da microprocessore per invertire la rotazione di un motore a due tempi, sia monocilindrico che bicilindrico, ricavandone le necessarie informazioni sulla fase e sul verso di rotazione utilizzando uno speciale sensore magnetico e lo stesso generatore di tensione che alimenta il circuito dì accensione del motore. L'invenzione è utilizzabile per invertire la rotazione in motori di motoslitte, piccole vetture, moto d'acqua e in tutte quelle applicazioni per le quali si richiede un'inversione controllata della rotazione del motore a due tempi.

Sistemi meccanici o dispositivi elettrici ed elettronici di varia complessità sono stati variamente proposti per consentire la gestione dell'inversione di un motore a combustione interna con ciclo a due tempi.

In particolare i brevetti US-A-5,036,802, US-A-5,782,210 e US-A-5,794,574, illustrano alcuni dispositivi di inversione della rotazione comprendenti un microprocessore opportunamente programmato per monitorare la velocità e la direzione di rotazione del motore, nonché per gestire la fase di accensione del motore, sia durante la rotazione in avanti che durante la rotazione inversa, sulla base di informazioni ottenute campionando l'uscita del generatore di tensione, ovvero sulla base di segnali impulsivi, distinti dal segnale di tensione del generatore, forniti da una coppia di triggers induttivi opportunamente sfasati per fornire al microprocessore di controllo informazioni relative alla direzione, alla velocità di rotazione ed alla fase del motore.

In generale, i sistemi di inversione precedentemente noti richiedono soluzioni elettroniche complesse, costose e scarsamente affidabili o comunque di difficile messa a punto quando l'inversione deve essere attuata a regimi di rotazione molto bassi; in particolare nei sistemi di inversione della rotazione precedentemente noti, l'accensione deve essere preventivamente disattivata per causare un rallentamento del motore ed i segnali impulsivi sono generati da normali rivelatori magnetici di tipo induttivo, che hanno la caratteristica di sentire la variazione del flusso magnetico da essi stessi generato, causata dal passaggio di un dente formato sulla superficie periferica del rotore del generatore di tensione che normalmente alimenta l'accensione del motore.

E' altresì noto che nei sensori funzionanti con questo principio, ad ogni variazione del flusso magnetico si ha la generazione di un impulso elettrico avente una polarità corrispondente alla variazione positiva o negativa dello stesso flusso che lo ha generato, vale a dire un segnale positivo e rispettivamente negativo a seconda che il dente stia entrando od uscendo dal campo magnetico del sensore, indipendentemente dalla direzione di rotazione. Ne risulta che l'impiego di un singolo sensore di questo tipo non consente di conoscere il senso di rotazione del motore in tutte le condizioni che in pratica si possono verificare al momento dell'inversione; infatti se il momento dell'inversione viene a coincidere con una posizione intermedia del dente, rispetto all'asse del sensore, cioè quando il dente ha già impegnato il sensore stesso, quest'ultimo emetterà comunque due segnali di polarità opposta, analogamente al caso in cui il dente continui la sua rotazione in avanti, rendendo in questo modo impossibile il riconoscimento della direzione di rotazione e la corretta gestione dell'accensione del motore.

Nella gestione elettronica dell'inversione di rotazione di un motore occorre altresì avere il massimo gra-do di conoscenza della posizione angolare del motore, riferita al ciclo termico, in quanto è un'informazione essenziale non solo per controllare l'accensione in entrambi i versi di rotazione del motore, ma anche per gestire l'intero processo di inversione e le riprove successive nel caso di tentativo fallito.

Nei sistemi descritti nei precedenti brevetti l'ampiezza dell'impulso generato dai sensori di tipo induttivo è proporzionale, come è noto, alla derivata del flusso magnetico, vale a dire dipendente dalla velocità alla quale il dente entra e rispettivamente esce dal campo magnetico del sensore; ne deriva che per basse velocità di rotazione l'ampiezza dell'impulso generato può a volte risultare troppo bassa per consentire il suo riconoscimento dall'unità di controllo, proprio in seguito ad un tentativo di inversione che come è evidente comporta un istante in cui la velocità è nulla.

Considerando che i sistemi citati fanno riferimento proprio a questi impulsi per ricavare le informazioni sulla fase e sulla direzione di rotazione del motore, si può considerare questa una loro criticità.

Pertanto, i normali sensori magnetici di tipo induttivo usati in sistemi di controllo per l'inversione della rotazione di un motore a combustione interna descritti nei brevetti precedentemente citati, presentano notevoli difficoltà di messa a punto per ottenere un affidabile processo d'inversione, nonché risultano costruttivamente complessi e costosi per la necessità di utilizzare più sensori di costo comparativamente elevato.

SCOPI DELL'INVENZIONE

Scopo principale della presente invenzione è di fornire un metodo ed un'apparecchiatura elettronica per l'inversione della rotazione di un motore a combustione interna con ciclo a due tempi, nonché per la gestione dell'accensione, mediante i quali sia possibile avere un alto grado di sicurezza nel riconoscimento sia della posizione angolare che del senso di rotazione del motore, indipendentemente dal senso di rotazione stesso e dalla velocità di rotazione, e che garantisca un alto grado di affidabilità del processo di inversione.

Un ulteriore scopo ancora della presente invenzione è di fornire un metodo ed un'apparecchiatura elettronica del tipo sopra riferito, mediante la quale sia possibile riconoscere se il tentativo di inversione del motore abbia avuto esito positivo o sia fallito, consentendo in quest'ultimo caso di gestire un tentativo o tentativi successivi .

Un ulteriore scopo ancora della presente invenzione è di fornire un'apparecchiatura di inversione della rotazione del motore e di gestione del rispettivo sistema di accensione che, oltre ad essere maggiormente affidabile, sia anche costruttivamente semplice e di costo relativamente ridotto.

BREVE DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

Questi ed altri scopi sono conseguibili mediante un metodo di inversione della rotazione di un motore a combustione interna secondo la rivendicazione 1, nonché mediante un'apparecchiatura elettronica a microprocessore secondo la rivendicazione 9.

In particolare, secondo un primo aspetto dell'invenzione si è fornito un metodo per invertire la rotazione di un motore a combustione interna avente almeno una unità cilindro-pistone con ciclo a due tempi, provvisto di un'apparecchiatura elettronica (6) di controllo per un circuito di accensione (C, 67, SCR, 11) alimentato con una tensione (Vg) fornita da un avvolgimento (4) di un generatore di tensione (1, 2) ed in cui 1'inversione di rotazione del motore viene effettuata dopo aver ridotto la velocità di rotazione del motore, caratterizzato dal fatto di:

- generare un primo segnale binario (II) avente li-velli differenti correlati a due stati di conduzione di un sensore ciclicamente commutato nei due stati durante la rotazione del motore (2);

- generare un secondo segnale binario (12) avente livelli differenti correlati alle polarità della tensione alternata (Vg) dell'avvolgimento (4) del generatore (1, 2) con la quale si alimenta il circuito di accensione (C, 67, SCR, 11) del motore;

- determinare la velocità ed il verso di rotazione del motore mediante un'unità di controllo a microprocessore, sulla base di informazioni ricavate da detti primo (II) e secondo (12) segnale binario correlati allo stato di conduzione del sensore bistabile, rispettivamente alla tensione (Vg) del generatore;

rallentare la velocità di rotazione del motore mentre sta girando in una direzione originaria, ritar-dando l'accensione rispetto al punto morto superiore; e di

- effettuare un'inversione di rotazione del motore generando una scarica sufficientemente anticipata rispetto al punto morto superiore atta a generare una spinta contraria al movimento del pistone atta a causare l'inversione della rotazione del motore.

Secondo un altro aspetto dell'invenzione, si è fornita un'apparecchiatura elettronica per l'inversione della rotazione di un motore a combustione interna con ciclo a due tempi e per la gestione del sistema di ac-censione, comprendente:

- un generatore di tensione a magneti permanenti; - un sensore magnetico bistabile attivato dal flusso magnetico del generatore di tensione idoneo ad emettere un segnale binario; e

- un'unità di controllo a microprocessore programmata per rilevare la velocità e la direzione di rotazione del motore, nonché per controllare la fase di accensione sia durante la rotazione in avanti, sia durante la rotazione inversa, che al momento dell'inversione della rotazione del motore, sulla base di un primo segnale bi-nario indicativo di uno stato assunto dal sensore magnetico durante la rotazione del motore, nonché in funzione di un secondo segnale binario correlato alla tensione fornita dal generatore di tensione.

Secondo un aspetto particolare dell'invenzione, il sensore magnetico bistabile è posizionato in prossimità della parete periferica del rotore per essere ciclicamente esposto a stimoli magnetici di commutazione del suo stato, forniti da mezzi di circolazione del flusso magnetico del rotore, previsti sulla superficie del rotore stesso con lo scopo di ottenere fronti positivi e negativi del segnale binario opportunamente fasati rispetto al punto morto superiore del pistone o di uno dei pistoni del motore.

Preferibilmente il sensore magnetico è realizzato utilizzando una sonda bistabile ad effetto Hall corredata da un opportuno circuito magnetico ottimizzato per sentire il flusso magnetico, che esce da opportune aper-ture praticate sulla superficie periferica del rotore del generatore di tensione; al fine di mantenere un elevato grado di precisione del momento di commutazione dello stato del sensore, garantendo nel contempo una buona sensibilità, dette aperture di passaggio del flus-so si estendono maggiormente nella direzione dell'asse di rotazione del rotore.

I fori di passaggio del flusso devono essere ricavati in posizioni tali che gli assi di almeno due fori successivi si trovino sempre affacciati agli assi di poli magnetici aventi opposta polarità, ad una distanza angolare che risulta correlata alla posizione individuata dal punto morto superiore dei pistoni del motore.

Più in particolare, riferendosi alla posizione angolare del rotore corrispondente al punto morto di un pistone del motore, le due aperture che consentono l'attivazione del sensore saranno disposte simmetricamente rispetto alla posizione del sensore stesso, ad una distanza angolare compresa indicativamente fra i 40° e i 60°, in modo che le commutazioni di stato del sensore magnetico e del segnale binario avvengano in posizioni che risultino simmetriche rispetto alla posizione individuata dal punto morto superiore del pistone, rappresentando eventi sufficientemente anticipati rispetto al punto morto stesso in entrambi i versi di rotazione; ciò consente quindi una gestione dell'accensione attuando angoli di anticipo anche elevati in entrambi i versi di rotazione.

Secondo un altro aspetto dell'invenzione, il sensore magnetico è collegato al microprocessore dell'unità di controllo attraverso un'interfaccia comprendente un comparatore di tensione atto a fornire detto primo segnale binario in funzione dello stato assunto dalla sonda magnetica bistabile; la stessa linea che fornisce all'unita di controllo l'informazione sullo stato della sonda magnetica, viene utilizzata anche per provvedere all'alimentazione della sonda stessa.

Secondo un altro aspetto dell'invenzione, gli assi dei poli magnetici dello statore del generatore di tensione dovranno essere posizionati in modo tale che il passaggio per lo zero della tensione alternata fornita dallo stesso generatore corrisponda alle posizioni ango-lari dei poli magnetici del rotore individuate dal o dai punti morti superiori del motore.

Secondo un altro aspetto dell'invenzione in seguito al comando dell'inversione da parte del conducente del veicolo o dell'utili zzatore, il motore viene rallentato gestendo l'accensione con un opportuno ritardo di accensione rispetto al punto morto superiore, con un'opportuna legge di decelerazione programmata e con-trollata dal microprocessore, agendo sull'entità di tale ritardo; quando il motore raggiungerà un prefissato re-gime di rotazione ottimale, verrà generata una scintilla per una accensione opportunamente ed ampiamente anticipata rispetto al punto morto superiore, finalizzata all'inversione del moto dell'albero motore prima che il pistone interessato raggiunga il suo punto morto supe-riore, per poi gestire l'accensione con un usuale anti-cipo ottimale per consentire la continuazione della rotazione in verso opposto del motore.

Secondo un altro aspetto ancora dell'invenzione, 1'apparecchiatura è in grado di rilevare l'esito di un tentativo di inversione grazie alla elaborazione, da parte dell'unità di controllo, dei segnali provenienti dal sensore magnetico bistabile e dal generatore di tensione, ed è quindi in grado di gestire eventuali successivi tentativi, ed eventualmente di abbandonare il processo di inversione, riprendendo la normale gestione dell'anticipo qualora si verifichino determinate condizioni, come per esempio il fallimento di un certo numero di tentativi.

Secondo un altro aspetto dell'invenzione, il comando dell'inversione da parte dell'utilizzatore del motore viene inviato all'unità di controllo attraverso un'unità di interfacciamento destinata a gestire tutti gli ingressi e le uscite che interagiscono con 1'utilizzatore stesso, la quale interfaccia è collegata all'unità di controllo dell'accensione, mediante un canale di comunicazione seriale.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

L'invenzione verrà ora descritta maggiormente qui di seguito con riferimento agli esempi dei disegni allegati, in cui:

Fig. 1 è uno schema a blocchi illustrante un motore a due tempi, a due cilindri, e un'apparecchiatura elettronica di controllo secondo l'invenzione;

Fig. 2 è un diagramma indicativo del modo di operare del sensore bistabile impiegato nell'apparecchiatura elettronica secondo l'invenzione;

Figg. 3, 4 e 5 sono schemi illustrativi dell'implementazione di tale sensore bistabile utilizzando una sonda di Hall bistabile, in tre differenti condizioni di sollecitazione;

Fig. 6 è una sezione ingrandita di un generatore di tensione a magneti permanenti nelle sue componenti statoriche e rotoriche, e del sensore magnetico bistabile, in cui sono stati indicati gli assi di riferimento significativi del funzionamento dell'apparecchiatura secondo 1'invenzione;

Fig. 7 rappresenta uno schema a blocchi dell'unità di controllo dell'accensione secondo l'invenzione;

Fig. 8 mostra lo schema di collegamento del sensore magnetico bistabile ad effetto Hall, ad uno stadio che provvede all'alimentazione della sonda e contemporaneamente consente all'unità di controllo di conoscere lo stato della sonda stessa utilizzando un unico collega-mento.

Fig. 9 mostra una possibile soluzione del blocco atto a fornire un segnale binario correlato alla tensione del generatore;

Fig. 10 è il diagramma dei segnali binari correlati allo stato del sensore magnetico ed all'uscita del generatore di tensione, nel caso in cui il motore ruoti in una direzione;

Fig. 11 è il diagramma dei segnali binari correlati allo stato del sensore magnetico ed all'uscita del generatore di tensione, nel caso in cui il motore ruoti in direzione contraria a quella della figura precedente;

Fig. 12 è un diagramma che rappresenta i segnali delle figure precedenti nel caso di un tentativo di inversione coronato da successo;

Fig. 13 è un diagramma che rappresenta i segnali delle figure precedenti nel caso di un tentativo di inversione fallito.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE

Qui di seguito descriveremo ora una forma di realizzazione preferenziale dell'apparecchiatura e del me-todo di inversione della rotazione di un motore a combustione interna, con ciclo a due tempi, secondo 1'invenzione.

In generale l'invenzione è applicabile ad un qualsiasi motore a combustione interna, ad uno o più cilindri che utilizzi un ciclo a due tempi; tuttavia l'invenzione viene descritta qui di seguito con particolare riferimento ad un motore a due cilindri, con fasatura a 180°.

Con riferimento allo schema di fig. 1, con 1 è stato indicato il rotore volano di un generatore di tensione a magneti permanenti avente uno statore 2, nel caso specifico a dodici poli, provvisto di due avvolgimenti statorici 3 e 4 di generazione di tensione destinati rispettivamente il primo 3 all'alimentazione di un'unità elettronica 5 di controllo dell'impianto di accensione, il secondo 4 all'alimentazione dell'impianto di illuminazione e dei carichi di servizio 6.

Per semplicità di disegno, gli avvolgimenti statorici 3 e 4 sono schematizzati separatamente dallo statore 2.

li motore a sua volta comprende un primo pistone PI interno al cilindro C1, ed un secondo pistone P2 interno al cilindro C2, che sono meccanicamente articolati in modo di per sé noto in posizioni opposte all'albero a gomito del motore, a sua volta operativamente collegato al rotore 1 del generatore di tensione, come schematicamente rappresentato.

L'apparecchiatura di fig. 1 comprende inoltre un sensore bistabile 7, più avanti definito, posizionato in modo da essere affacciato alla parete periferica del rotore 1 in modo che il campo magnetico dai magneti permanenti del rotore, polarizzati radialmente con polarità opposte N e S lo attivi, in sincronismo alla rotazione del motore, solo quando il flusso del campo generato dai magneti può attraversare e stimolare la sonda 7 in questione attraverso opportune aperture 8 di deviazione del flusso, previste nella calotta in materiale ferromagnetico del rotore 1.

Con il blocco 9 in fig. 1 viene identificato un regolatore di tensione alternata destinato a regolare la tensione prodotta dall'avvolgimento statorico 4 previsto per alimentare i carichi destinati all'illuminazione o ad altre funzioni di servizio, complessivamente rappresentati in fig. 1 dal blocco 6.

In figura 1 è inoltre rappresentato un blocco 10 che rappresenta un'unità a microprocessore di gestione degli ingressi e delle uscite dell'apparecchiatura, che consentono al conducente del veicolo o all'utilizzatore del motore di interagire con il sistema.

Come precedentemente riferito, l'apparecchiatura secondo la presente invenzione prevede l'adozione un unico sensore bistabile 7, per risolvere la problematica di realizzare un sistema di accensione a controllo digitale alimentato da un generatore di tensione, in grado di attuare l'inversione del senso di rotazione del motore mantenendo il massimo grado di controllo e di conoscenza della posizione angolare, della velocità del motore e del suo verso di rotazione.

Per gli scopi della presente descrizione, con l'espressione "sensore bistabile" si vuole indicare un qualsiasi sensore magnetico, o di altro tipo, sensibile a sollecitazioni di due tipologie diverse, ad esempio di polarità o di segno opposto tra loro, ovvero di differente livello, in grado di modificare e mantenere un proprio stato e quindi anche il segnale di uscita ad esso associato in una delle due configurazioni possibili, in funzione della sollecitazione che ha agito sullo stesso sensore.

Altra caratteristica a cui deve soddisfare il sensore in questione per raggiungere gli obbiettivi indicati, è che ad una certa posizione angolare dell'albero motore, e quindi del rotore ad esso collegato, deve corrispondere uno stesso tipo di sollecitazione del sensore, indipendentemente dal verso di rotazione del motore.

Nel diagramma a stati rappresentato in fig. 2 è schematizzata la caratteristica funzionale di questo tipo di sensore indicando con "livello 1" e "livello 2" i possibili stati che può assumere l'uscita del sensore e con "sollecitazione di tipo A" e "sollecitazione di tipo B" le possibili sollecitazioni avvertibili dal sensore; il suo comportamento può essere così descritto:

Sollecitazione di tipo A: quando il sensore avverte questo tipo di sollecitazione, ad esempio nel caso illustrato, sente la presenza di un polo magnetico Sud attraverso un'apertura 10 del rotore, se lo stato dell'uscita è al livello 1, lo stato dell'uscita permarrà al livello 1; se invece lo stato dell'uscita è al livello 2, si avrà una commutazione dello stato al livello 1.

Sollecitazione di tipo B: quando il sensore avverte questo tipo di sollecitazione opposta alla precedente, ad esempio nel caso illustrato, sente la presenza di un polo magnetico Nord attraverso un'apertura 10 del rotore, se lo stato dell'uscita è al livello 2, lo stato dell'uscita permarrà al livello 2, se lo stato dell'uscita è al livello 1, si avrà una commutazione dello stato al livello 2.

In assenza di entrambi i tipi di sollecitazione, l'uscita del sensore permane nello stato corrente, cioè non avviene alcuna commutazione da un livello all'altro.

Nella descrizione che segue verrà dunque fatto riferimento, a titolo esemplificativo, ad un sensore magnetico realizzato utilizzando una sonda di Hall distatile il cui elemento sensibile 11 (figg. da 3 a 5) è montato su un opportuno giogo 12 in materiale ferromagnetico con tre espansioni polari che si susseguono angolarmente affacciate alla parete periferica 13 del rotore 1; il giogo 12 è fissato al carter del motore come del resto lo statore 2 del generatore, ed è in grado di sentire il flusso magnetico del rotore 1 che esce da opportune aperture 8 formate nella parete cilindrica 13 del rotore 1; preferibilmente le aperture 22 sono sotto forma di fori allungati nella direzione dell'asse di rotazione del rotore.

Facendo riferimento alla precedente descrizione, nonché agli schemi di figg. 3, 4 e 5, si potrà osservare che quando l'elemento sensibile 11 della sonda di Hall è affacciato ad una zona della superficie periferica 13 di un rotore a tazza 1 che è priva di fori 8, come in fig.

4, si ha la condizione indicata in fig. 2 con "assenza di sollecitazione", in quanto il flusso generato dai magneti N e S del rotore si chiude attraverso la parete periferica 13 del rotore stesso.

Quando, come in fig. 3, l'asse di un'apertura 8 posizionato in corrispondenza del polo di uno dei magneti N e S del rotore polarizzato radialmente in un verso, ad esempio il magnete S si trova in prossimità dell'asse del sensore 7, coincidente con l'asse dell'elemento sensibile 11 della sonda di Hall, si ha la condizione convenzionalmente indicata in fig. 2 come "sollecitazione di tipo A" .

Quando infine come in fig. 5 l'asse di un'apertura 8 posizionato in corrispondenza di uno dei magneti del rotore polarizzato radialmente in verso opposto al precedente, ad esempio il magnete N, si trova in prossimità dell'asse del sensore 7, si ha la condizione convenzionalmente indicata in fig. 2 come "sollecitazione di tipo B" .

Nel caso di applicazione su un motore a due tempi, bicilindrico, a 180°, come schematicamente indicato in fig. 6, si prevede la realizzazione di quattro aperture 8A, 8B, 8C e 8D, angolarmente distanziate fra loro nel modo illustrato in fig. 6, dove la posizione del rotore 1 è rappresentata corrispondentemente ad uno spostamento di 8° rispetto alla posizione assunta dallo stesso rotore in corrispondenza del punto morto superiore del pistone PI.

In fig. 6 è rappresentata anche la posizione dello statore 2 per definire univocamente la fase del segnale fornito dall'avvolgimento statorico 3 che provvede all'alimentazione dell'accensione, rispetto al segnale di uscita del sensore 7 e rispetto alla posizione del punto morto superiore (PMS) dei pistoni PI e P2.

Si può notare che quando il pistone PI raggiunge il suo PMS, cioè quando l'albero motore ed il rotore ad esso collegato sono ruotati in senso orario di 8° rispetto alla posizione indicata nella figura 6, il sensore 7 si troverà esattamente a metà dell'arco sotteso tra i fori 8A e 8B, e le razze o estensioni polari dello statore 2 si troveranno allineate con gli assi dei magneti N e S del rotore, in fig. 6 il rotore è stato rappresentato spostato di 8° in senso antiorario rispetto a questa situazione per evitare di far coincidere gli assi delle bielle con quelli dei cilindri compromettendo la leggibilità del disegno.

Questa situazione fa si che in corrispondenza del punto morto superiore si verifichi una corrispondente condizione di flusso magnetico massimo attraverso gli avvolgimenti statorici, e quindi anche un passaggio per lo zero della tensione generata negli avvolgimenti statorici.

All'interno dell'unità di controllo 5 esiste uno specifico circuito 62 atto a generare un segnale binario correlato alla polarità della tensione Vg di alimentazione dell'accensione generata dall'avvolgimento statorico 3 come più avanti descritto con riferimento alla fig. 7.

La disposizione simmetrica dei due fori 8Δ e 8B rispettivamente 8C e 8D rispetto all'asse del sensore 7, nelle condizioni di punto morto superiore, risulta vantaggiosa in quanto consente di generare due tipi di sollecitazione sempre correlabili con la tensione Vg del generatore per ricavare informazioni sulla fase e sul verso di rotazione del motore, in un quadro sostanzialmente simmetrico nel quale è agevole controllare la fase di accensione in entrambe le direzioni facendo riferimento ad un unico sensore. Ciò semplifica di molto l'apparecchiatura, ne aumenta l'affidabilità di funzionamento riducendone sostanzialmente i costi di produzione.

Con riferimento ora alle figg. 7 e 8 descriveremo in maggior dettaglio lo schema a blocchi dell'unità 5 di controllo dell'accensione a microprocessore costituente parte dell'apparecchiatura secondo l'invenzione.

Come mostrato in fig. 7, l'unità di controllo 5 comprende un microprocessore 15 ad un cui ingresso viene fornito un primo segnale binario II emesso da uno stadio di ingresso 16 collegato al sensore magnetico 7.

Ad un secondo ingresso del microprocessore 15, viene fatto pervenire un secondo segnale binario 12 fornito da un ulteriore stadio di ingresso 17 che ha la funzione di ricavare un segnale binario correlato alla polarità della tensione Vg di alimentazione dell'accensione, fornita dall'avvolgimento statorico 3.

Con 18 in fig. 7 è stato inoltre indicato un buster o elevatore di tensione, mentre con 19 è stato indicato un circuito alimentatore dei vari blocchi funzionali.

L'uscita U del microprocessore 15, è inviata all'elettrodo di controllo di un interruttore elettronico SCR costituente parte di un convenzionale circuito di accensione comprendente il condensatore C collegato all'avvolgimento 3 attraverso il diodo DI, la bobina 20, per innescare la scarica nelle candele 21, e il diodo di ricircolo D2; pertanto il circuito di accensione può essere attivato o disattivato dal microprocessore 15 in modo opportunamente programmato per gestire l'accensione del motore sia durante la fase di condizioni di rotazione normale o in avanti, sia durante l'inversione di rotazione, che durante le condizioni di rotazione in senso inverso del motore. Nel caso di fig.

7 è stata illustrata a titolo esemplificativo, un'accensione di tipo capacitivo.

In fig. 7 viene anche illustrato il blocco 10 di interfaccia con il conducente del veicolo a motore o utilizzatore, che ha il compito di gestire tutti gli ingressi e le uscite delle funzioni che interessano il conducente del veicolo stesso. Con 23 e 24 sono stati indicati i circuiti attraverso i quali il microprocessore 15 dell'unità 5 di controllo dell'accensione e il microcontrollore 25 del blocco di interfaccia 22, accedono al canale di comunicazione realizzato dal collegamento seriale S.

In particolare il microcontrollore 25 è programmato in modo da rilevare quando il conducente attiverà il pulsante di inversione indicato con INV, nonché per inviare un opportuno messaggio all'unità 5 di controllo dell'accensione per comandare l'avvio della procedura di inversione.

Qualora a seguito di un comando di inversione il motore stia procedendo in direzione inversa tale cambiamento di stato viene comunicato dal microprocessore 15 al microcontrollore 25 dell'interfaccia 10, sempre attraverso la linea seriale S; in questo caso il microcontrollore 25, provvederà ad attivare un segnalatore luminoso o acustico 26 per avvertire il conducente che il veicolo è pronto a procedere in direzione inversa a quella normale, ovvero che è stata avviata la procedura di inversione della rotazione del motore.

Nell'interfaccia 22 è inoltre indicato il blocco funzionale 27 che rappresenta un circuito di alimentazione del dispositivo stesso in grado di prelevare l'energia necessaria dall'avvolgimento 4 destinato all'alimentazione dell'impianto di illuminazione e dei servizi 6.

Questa soluzione può risultare in apparenza una complicazione rispetto ad un sistema che gestisca direttamente, previo collegamento diretto all'unità 5 un pulsante di inversione ed un avvisatore acustico o luminoso

In realtà la semplificazione del cablaggio del sistema complessivo, e la possibilità di alimentare eventuali avvisatori acustici e luminosi utilizzando la corrente alternata dell'avvolgimento statorico 4 destinato all'illuminazione ed ai servizi, rende questa soluzione competitiva anche sul piano dei costi in particolare quando la funzione di inversione del motore venga inserita in un sistema di accensione che già preveda altri ingressi o uscite rispettivamente gestiti o destinati al conducente del veicolo. A titolo esemplificativo possiamo citare funzioni di diagnostica della sensoristica del sistema, commutatori che permettano di selezionare particolari modalità di funzionamento del sistema, ingressi o uscite correlati a funzioni di antifurto integrate nel sistema.

La fig. 8 mostra il circuito del sensore magnetico bistabile 7, costituito da una sonda di Hall bistabile e dai componenti elettronici che consentono di ricavare dalla sonda stessa il segnale binario II destinato al microprocessore 15 e contemporaneamente alimentare la sonda 7 mediante un unico collegamento, oltre a quello di riferimento di massa.

Si può infatti notare che di per sé l'elemento sensibile 11 che costituisce il cuore del sensore 7 fin qui citato come "sonda di Hall bistabile" presenta tre contatti destinati rispettivamente all'alimentazione E, al riferimento di massa M e all'uscita Ul. Il comportamento di questi elementi sensibili ad un campo magnetico, denominati da diversi costruttori come "bipolar switch" o "digitai position sensor" od ancora "precision Halleffect latches" è quello di presentare due stati stabili che corrispondono rispettivamente ad una bassa ed alta impedenza verso massa del contatto di uscita, in questo senso vengono anche denominati "switch" ovvero interruttori, e di commutare fra questi due stati se sollecitati con un campo magnetico con una certa polarità e superiore ad una certa soglia di intensità.

Secondo un aspetto particolare della presente invenzione, viene usato un unico conduttore sia per realizzare la funzione di alimentazione del sensore magnetico che per ricavarne il segnale di uscita.

Δ tale proposito, il contatto E di alimentazione della sonda di Hall 11 è collegato, attraverso apposito cablaggio ed una resistenza R2, ad una sorgente di tensione costante Vcc fornita dal blocco 19 di fig. 7.

Dalla stessa figura si nota inoltre che tra l'uscita U1 e l'ingresso E di alimentazione della sonda di Hall 11, è previsto un circuito parallelo comprendente una resistenza RI destinata a consentire la circolazione di una corrente la attraverso la sonda stessa quando la sua uscita U1 si trovi in uno degli stati previsti, in particolare allo stato corrispondente ad una bassa impedenza del contatto M verso massa.

La tensione V2 che rappresenta la partizione della tensione Vcc rispetto ad R2 e all'impedenza equivalente della sonda 11 verso massa, viene altresì fornita all'ingresso negativo di un comparatore di tensione 30, al cui ingresso positivo è fornita una tensione U1 di riferimento conseguente ad una partizione della tensione Vcc definita dalle resistenze R3 e R4.

Il comparatore 30 a sua volta fornisce in uscita un segnale II sotto forma di un segnale binario che sarà poi fornito ad un corrispondente ingresso del microprocessore 15 di fig. 7.

Il principio di funzionamento su cui è basato il circuito di fig. 8 può essere così descritto: le resistenze RI, R2, R3 ed R4 sono dimensionate in modo tale che quando l'elemento sensibile 11 della sonda di Hall si trova nel suo stato di bassa impedenza, risulti che la tensione V2 presente all'ingresso negativo del comparatore, pari a Vcc - I x R2 con I eguale alla corrente Is di alimentazione della sonda, sommata alla corrente la assorbita dall'uscita U1 della sonda stessa attraverso RI, sia minore della tensione VI che assume invariabilmente il valore dato dall'espressione Vcc x R3 / (R3+R4); ciò porta evidentemente ad un valore "alto" dell'uscita II del comparatore 30. Quando invece l'elemento sensibile 11 si trova nel suo stato di alta impedenza, la correte I è composta dalla sola corrente Is di alimentazione della sonda determinando una V2 maggiore di VI e quindi un valore basso dell'uscita II.

Con riferimento alla fig. 9 si descriverà ora una forma di realizzazione possibile del blocco 17 di fig. 7 che ha la funzione di ricavare il segnale binario 12 correlato alla polarità della tensione alternata Vg generata dall'avvolgimento 3 per l'alimentazione dell'accensione.

Come mostrato in fig. 9 il blocco 17 comprende un transitore la cui base è polarizzata attraverso la resistenza R5 con la tensione Vg in uscita dall'avvolgimento 3 del generatore di tensione, rispettivamente con una tensione costante che rappresenta una partizione della tensione Vcc fornita da una resistenza R6. A sua volta il circuito collettore-emettitore del transitore TR è collegato al circuito 19 di alimentazione dei vari blocchi funzionali, attraverso la resistenza di partizione della tensione di alimentazione Vcc, rispettivamente collegato verso massa; in questo modo, in uscita al blocco 17 viene fornito un segnale binario 12 la cui fase è correlata a quella della tensione Vg del generatore

li funzionamento dell'apparecchiatura descritta, sia nel caso di funzionamento normale del motore, vale a dire con rotazione in avanti, sia nel caso di funzionamento con rotazione invertita, verrà descritto qui di seguito con riferimento ai grafici di figg. 10 e 11. In questi diagrammi sono rappresentate le evoluzioni dei segnali II associato allo stato della sonda magnetica bistabile 7, e 12 associato alla tensione Vg di alimentazione del circuito di accensione con l'evolversi della posizione angolare a dell'albero motore rispetto al carter, in entrambi i versi di rotazione.

La velocità di rotazione del motore, nonché eventi determinanti in modo univoco la posizione angolare del rotore 1 atti a consentire un adeguato controllo digitale dell'accensione in entrambi i versi di rotazione, possono essere determinati in modo univoco utilizzando i segnali binari II ed 12.

Facendo riferimento alla fig. 10 che riporta i diagrammi relativi ad una rotazione in avanti del motore, si possono fare le seguenti considerazioni:

- ai fronti negativi del segnale II corrisponde una posizione angolare che anticipa di 53° il PMS di uno dei cilindri del motore, ad esempio il cilindro Cl;

- ai fronti positivi del segnale II corrisponde una posizione angolare che è ritardata di 53° rispetto PMS del cilindro Cl riferito al punto precedente;

- al primo fronte negativo del segnale 12 che segue un fronte negativo del segnale II corrisponde una posizione angolare del rotore che coincide con il PMS del pistone P1 del cilindro CI di riferimento;

- è evidente che il microprocessore 15 programmato per riconoscere questi, eventi sarà anche in grado di ricavare facilmente la velocità di rotazione misurando il tempo che intercorre fra due degli eventi sopra descritti.

Facendo riferimento alla fig. 11 che riporta i diagrammi relativi ad una rotazione inversa del motore, si possono fare le seguenti considerazioni:

- ai fronti positivi del segnale II corrisponde una posizione angolare che anticipa di 53° il PMS del cilindro di riferimento Cl;

- ai fronti negativi del segnale II corrisponde una posizione angolare che è ritardata dì 53° rispetto al PMS del cilindro di riferimento suddetto;

- al primo fronte negativo del segnale 12 che segue un fronte positivo del segnale II corrisponde una posizione angolare del rotore che coincide con il PMS del pistone PI del cilindro Cl di riferimento;

è evidente anche in questo caso che il microprocessore 15 programmato per riconoscere questi eventi, sarà anche in grado di ricavare facilmente la velocità di rotazione misurando il tempo che intercorre fra due degli eventi sopra descritti.

Osservando ancora i diagrammi di figg. 10 e 11 si può poi notare che, nel caso di rotazione in avanti, i fronti negativi del segnale II si verificano sempre quando il segnale 12 è basso, e i fronti positivi del segnale II si verificano sempre quando il segnale 12 è alto, mentre nel caso di rotazione inversa i fronti positivi del segnale II si verificano sempre quando il segnale 12 è basso, e i fronti negativi del segnale II si verificano sempre con il segnale 12 è alto.

E' estremamente semplice quindi, tramite un adeguato programma di controllo eseguito dal microprocessore 15, utilizzando questo criterio, determinare la reale direzione di rotazione del motore.

Si può notare che il programma eseguito dal microprocessore di controllo 15, essendo in grado di riconoscere eventi associabili a posizioni angolari sufficientemente anticipate rispetto al PMS, può gestire l'anticipo di accensione definendo un opportuno ritardo corrispondente ad un certo angolo di sfasamento indicato in figg. 10 e 11 con a in entrambi i versi di rotazione; avendo la possibilità di individuare eventi corrispondenti a posizioni prossime al PMS si ha la possibilità di innescare l'accensione in una posizione opportuna e certa anche quando l'irregolarità ciclica del motore non consente di avere la necessaria precisione nello stabilire una corrispondenza fra archi e tempi, tutto questo in entrambi i versi di rotazione; si ha inoltre la possibilità di individuare con immediatezza e certezza la direzione di rotazione, tutto questo con l'ausilio di un unico sensore con la semplice accortezza di un'opportuna fasatura del sensore 7 e delle relative aperture 8 per l'attivazione dello stesso, sia rispetto al ciclo del motore che rispetto al segnale di alimentazione del circuito di accensione proveniente dal generatore .

L'uso di sistemi convenzionali o noti dai precedenti documenti o non porta al raggiungimento di questi risultati, o comunque porta ad un risultato meno affidabile mediante l'uso di più di un sensore, sia a causa delle caratteristiche intrinseche dei sensori utilizzati, sia per il fatto che a velocità estremamente ridotte ovvero nell'intorno dell'istante di inversione gli algoritmi basati sulla corrispondenza fra archi ed angoli diventano critici, portando alla realizzazione di sistemi che possono essere sotto certe condizioni funzionalmente efficaci, ma sicuramente più costosi e più critici nella messa a punto.

Tutto ciò viene ovviato mediante l'apparecchiatura secondo la presente invenzione che prevede l'utilizzo di un unico sensore magnetico bistabile, attivato dal flusso dello stesso campo magnetico del generatore di tensione, nonché grazie alla simmetria del sistema magnetico rispetto al ciclo del motore che prevede, nella posizione del rotore corrispondente al PMS dei pistoni una posizione centrale della sonda magnetica 3 rispetto ai due fori 8A e 8B ovvero 8C e 8D previsti per attivare il sensore stesso, e il posizionamento dell'asse di magnetizzazione dei magneti del rotore in corrispondenza degli assi delle razze statoriche.

Il sistema descritto in precedenza mediante il quale l'apparecchiatura secondo la presente invenzione è in grado di stabilire il verso di rotazione del motore, serve essenzialmente per determinare se il processo di inversione del motore abbia avuto successo o sia fallito, nel qual caso il microprocessore 15 potrà comandare ulteriori tentativi o rinunciare all'inversione, continuando a gestire l'accensione nel verso corrente a seconda del verificarsi o meno di determinate condizioni, come il riconoscimento di un regime di rotazione troppo basso, o il fallimento di un numero di tentativi prefissato.

In fig. 12 sono state riportate le evoluzioni temporali degli stessi segnali binari II e 12 correlati rispettivamente all'uscita del sensore magnetico 7 e alla tensione Vg generata dall'avvolgimento statorico 3 destinato all'alimentazione del circuito di accensione, corrispondentemente ad una manovra di inversione attuata con successo da una condizione di rotazione in avanti ad una condizione di rotazione inversa; si può osservare come a seguito della scintilla di inversione innescata all'istante T1, quindi con un certo anticipo rispetto al PMS del pistone P2 (si ricorda che nell'esempio in considerazione il fronte negativo del segnale II che precede T1 è anticipato di 53 gradi rispetto al PMS del cilindro C2), il successivo fronte positivo del segnale II venga rilevato all'istante T2 quando il segnale 12 risulta basso; questa condizione indica che l'inversione è avvenuta correttamente e che quindi il sistema dovrà innescare la successiva scintilla sul successivo fronte negativo del segnale 12 in prossimità del PMS del cilindro C1 iniziando la corretta gestione dell'accensione in direzione inversa.

In fig. 13 sono stati riportate le evoluzioni temporali degli stessi segnali binari II e 12 correlati rispettivamente all'uscita del sensore magnetico 7 ed alla tensione Vg generata dall'avvolgimento statorico 3 destinato all'alimentazione del circuito di accensione, corrispondentemente ad un tentativo di inversione fallito mentre il motore sta ruotando in avanti; si può notare come a seguito alla scintilla di inversione innescata all'istante Tl, quindi con un certo anticipo rispetto al PMS del pistone P2 (si ricorda nuovamente che il fronte negativo del segnale II che precede Tl è anticipato di 53 gradi rispetto al PMS del cilindro C2), il successivo fronte positivo del segnale II venga rilevato all'istante T2 quando il segnale 12 risulta alto, questa condizione indica che l'inversione non è avvenuta e che quindi il sistema dovrà decidere se innescare la successiva scintilla con un certo ritardo rispetto al successivo fronte negativo del segnale II per attuare un ulteriore tentativo di inversione, oppure al verificarsi del primo fronte negativo del segnale 12 che segue il fronte negativo del segnale II per attuare la scintilla in prossimità del PMS del cilindro C1 continuando la corretta gestione dell'accensione in direzione avanti.

Descriviamo ora come l'apparecchiatura secondo la presente invenzione effettua la manovra che porta all'inversione del moto di rotazione del motore:

- mantenendo il motore al minimo regime di giri, azionando il comando INV la temporizzazione dell'innesco della scintilla di accensione gestita in modo programmato dal microprocessore 15, viene dapprima modificata per ottenere una riduzione del regime di rotazione. In particolare in questa fase è previsto un certo ritardo dell'innesco della scintilla rispetto al PMS dei pistoni del motore cioè quando il pistone ha già iniziato la sua corsa di discesa; questa manovra comporta una parzializzazione dell'energia a disposizione per alimentare la rotazione del motore e quindi ne determina un rallentamento;

- quando la velocità di rotazione, a seguito della manovra sopra descritta, risulterà sufficientemente bassa, ovvero inferiore ad una determinata soglia opportu-namente programmata nell'unità elettronica di controllo, verrà innescata una scintilla di accensione notevolmente anticipata rispetto al PMS di un pistone la quale, attivando la combustione con largo anticipo rispetto alla temporizzazione ottimale per il normale funzionamento del motore, cioè quando il pistone sta salendo e non ha ancora raggiunto la normale posizione di anticipo rispetto al PMS dello stesso pistone, ad esempio con un anticipo compreso tra 20° e 60°, svilupperà un'elevata pressione durante la fase di compressione portando ad un lavoro negativo finalizzato all'inversione del verso di rotazione, prima del raggiungimento del PMS da parte del pistone;

dopo aver innescato la scintilla finalizzata all'inversione, come descritto nel punto precedente, il sistema verificherà l'esito del tentativo di inversione elaborando i segnali binari II e 12 agli ingressi del microprocessore 15 per determinare il verso di rotazione del motore come descritto precedentemente: se il tentativo di inversione avrà avuto successo, il sistema provvederà alla corretta gestione dell'accensione nel nuovo verso di rotazione, e la manovra di inversione verrà considerata terminata; se invece verrà riconosciuto il fallimento di detto tentativo di inversione, il sistema sarà in grado di gestire un certo numero di ulteriori tentativi prima di abbandonare la manovra di inversione, continuando la normale gestione dell'accensione nel verso corrente.

Parte integrante dell'apparecchiatura secondo la presente invenzione, è l'unità identificata dal blocco 10 di figg. 1 e 7 destinata alla gestione degli ingressi e delle uscite del sistema finalizzati alla interazione con 1'utilizzatore o conducente del veicolo; tale unità integra o comunque risulta collegata a tutti gli ingressi e le uscite coinvolti nell'interazione del sistema con 1'utilizzatore previste dalla specifica applicazione; in particolare in fig. 7 sono evidenziati il pulsante di comando dell'inversione INV e l'avvisatore acustico di rotazione inversa 26 in quanto i soli dispositivi di questo tipo coinvolti direttamente nella descrizione della presente invenzione.

L'unità 10 di fig. 1 viene descritta più in dettaglio in fig. 7 dove viene evidenziato il microprocessore 25 opportunamente programmato per comunicare attraverso un circuito di interfaccia 24, tramite la linea di comunicazione seriale S, e l'interfaccia 23 con l'unita 5 di controllo dell'accensione, nonché per monitorare lo stato di attivazione dei pulsanti INV e dei commutatori 28 integrati nello stesso dispositivo 10 o comunque ad esso collegati, per inviare attraverso la linea di comunicazione S, opportuni messaggi al microprocessore 15 dell'unità di controllo, nonché programmato per ricevere dall'unità 5 informazioni relative al suo stato di funzionamento e per gestire i visualizzatori, i segnalatori o più in generale le uscite associate allo stato di funzionamento del sistema di accensione.

Nello schema a blocchi di fig. 7 è inoltre evidenziato il blocco 27 rappresentante un circuito che provvede all'alimentazione dell'unità 10 di interazione con il conducente, nonché degli eventuali avvisatori ottici o acustici gestiti dallo stesso ricavando l'energia necessaria dall'avvolgimento 4 destinato all'alimentazione dell'impianto di illuminazione e dei servizi.

Per inquadrare le finalità di questa soluzione nel contesto applicativo dei veicoli a motore in cui si vuole inserire la presente invenzione, premettiamo alcune considerazioni di carattere generale relative alle applicazioni di riferimento:

- la tipologia di applicazione rende estremamente importante la realizzazione di una unità di controllo dell'accensione estremamente leggera e compatta;

- è importante che le connessioni previste nella zona del vano motore risultino stagne o comunque con un elevato grado di protezione dagli agenti ambientali quali spruzzi d'acqua, sporcizia e agenti chimici vari;

- i dispositivi destinati al controllo del motore, come sensori di fase o altri sensori destinati a rendere più accurato e più efficace il controllo dell'accensione come sensori di temperatura, posizione della valvola a farfalla di alimentazione del combustibile o sensori di detonazione, sono sempre posizionati nel vano motore e quindi in prossimità dell'unità di controllo dell'accensione che, quando come nel nostro caso integra anche la bobina di accensione, viene posizionata vicino alle candele di accensione; i commutatori, i pulsanti e gli eventuali avvisatori ottici o acustici o di visualizzazione di parametri di funzionamento dell'accensione destinati all'interazione del sistema con il conducente sono, come è evidente, posizionati in prossimità del conducente stesso;

- gli avvisatori acustici, ottici ed in generale i dispositivi di visualizzazione comportano assorbimenti di energia comparabili e talvolta molto maggiori rispetto agli assorbimenti tipici di un circuito di accensione anche sofisticato.

E' chiaro alla luce delle precedenti considerazioni, come la soluzione proposta secondo la presente invenzione, oltre a risolvere la problematica legata all'alimentazione delle uscite (lampadine, display o avvisatori acustici) in quanto l'avvolgimento 5 destinato all'alimentazione dell'impianto di illuminazione e dei servizi rende disponibile una sorgente di energia sicuramente adeguata a questo scopo, comporta anche una notevole razionalizzazione e semplificazione del cablaggio del sistema, che si può tradurre in una significativa riduzione dei costi.

Sì può notare inoltre che la modularità così introdotta consente maggiori economie di scala ed una semplificazione della gestione della produzione nel caso che la gamma delle applicazioni preveda configurazioni più o meno complesse dei dispositivi di interazione con il conducente.

Da quanto detto risulta dunque evidente che l'invenzione è diretta ad un metodo nonché ad una apparecchiatura elettronica per l'inversione della rotazione di un motore a combustione interna come definito; l'invenzione è altresì diretta ad un kit per accessoriare un motore a combustione interna mediante un'apparecchiatura elettronica dì inversione della rotazione del motore comprendente un'unità di controllo a microprocessore, programmata per controllare la fase di accensione sia durante la rotazione in avanti, sia durante la rotazione inversa, che per gestire il processo di inversione della rotazione, sulla base di informazioni ricavate da un primo segnale binario emesso da un sensore magnetico bistabile attivato dal flusso magnetico del generatore, e da un secondo segnale binario correlato alla tensione del generatore: l'inversione della rotazione viene comandata introducendo un ritardo nell'accensione, generando successivamente una scarica anticipata mentre il motore sta ancora ruotando nella originaria direzione; questa soluzione consente di applicare l'apparecchiatura in un primo momento senza l'unità 10 a microprocessore di gestione degli ingressi e delle uscite dell'elettronica 5 di controllo, come in un normale impianto di accensione. L'unità 10 a microprocessore, per il controllo dell'inversione del motore, può essere applicata anche successivamente.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per invertire la rotazione di un motore a combustione interna avente almeno una unità cilindropistone con ciclo a due tempi, provvisto di un'apparecchiatura elettronica (6) di controllo per un circuito di accensione (C, 67, SCR, 11) alimentato con una tensione (Vg) fornita da un avvolgimento (4) di un generatore di tensione (1, 2) ed in cui l'inversione di rotazione del motore viene effettuata dopo aver ridotto la velocità di rotazione del motore, caratterizzato dal fatto di: - generare un primo segnale binario (II) avente livelli differenti correlati a due stati di conduzione di un sensore bistabile ciclicamente commutato durante la rotazione del motore (2); - generare un secondo segnale binario (12) avente livelli differenti correlati alle polarità della tensione alternata (Vg) dell'avvolgimento (4) del generatore (1, 2) con la quale si alimenta il circuito di accensio-ne (C, 67, SCR, 11) del motore; - determinare la velocità ed il verso di rotazione del motore mediante un'unità di controllo a microprocessore, sulla base di informazioni ricavate da detti primo (II) e secondo (12) segnale binario correlati allo stato di conduzione del sensore bistabile, rispettivamente alla tensione (Vg) del generatore; - rallentare la velocità di rotazione del motore mentre sta girando in una direzione originaria, ritardando l'accensione rispetto al punto morto superiore; e di - effettuare un'inversione di rotazione del motore generando una scarica sufficientemente anticipata (11) rispetto al punto morto superiore (PMS) atta a generare una spinta contraria al movimento del pistone tale da causare l'inversione della rotazione del motore.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di rallentare la rotazione del motore, ritardando l'accensione del motore, rispetto al punto morto superiore, agendo sull'entità del ritardo d'accensione secondo una legge di decelerazione programmata in detta unità di controllo a microprocessore.
3. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di riconoscere, mediante detta unità di controllo a microprocessore, un'avvenuta inversione di rotazione del motore sulla base di informazioni derivate da detto primo e da detto secondo segnale binario, e di continuare una normale gestione della fase di accensione per mantenere il verso di rotazione invertito del motore.
4. Metodo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto di riconoscere l'avvenuta inversione della rotazione del motore in funzione dello stato basso del segnale binario correlato alla tensione del generatore, in corrispondenza del primo fronte positivo del segnale binario emesso dalla sonda bistabile, successivamente all'innesco di una scintilla di inversione.
5. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di riconoscere, mediante detta unità di controllo a microprocessore, una mancata inversione di rotazione del motore, sulla base di informazioni derivate da detto primo e da detto secondo segnale bistabile, e di comandare la ripetizione di almeno una seconda fase di inversione della rotazione.
6. Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di riconoscere la mancata inversione del-la rotazione in funzione del segnale binario correlato alla tensione del generatore del primo fronte positivo del segnale binario emesso dalla sonda bistabile, suc-cessivamente all'innesco di una scintilla di inversione.
7. Metodo secondo la rivendicazione 1 in cui il generatore di alimentazione del circuito di accensione comprende un avvolgimento statorico ed un rotore a ma-gneti permanenti atto a fornire un campo magnetico di eccitazione, caratterizzato dal fatto che detto primo segnale binario viene generato da un sensore magnetico bistabile che viene commutato ciclicamente nei suoi stati di conduzione dal campo magnetico del rotore.
8. Metodo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il sensore magnetico bistabile viene commutato nei suoi stati di conduzione mediante flussi magnetici di polarità opposta derivati attraverso aper-ture angolarmente distanziate nella superficie periferica del rotore.
9. Apparecchiatura elettronica per l'inversione della rotazione di un motore a combustione interna aven-te almeno un'unità cilindro-pistone con ciclo a due tempi comprendente: - un circuito di accensione del motore; - un generatore di tensione avente un rotore a magneti permanenti ed uno statore provvisto di un avvolgimento per la generazione di una tensione di alimentazione del circuito di accensione; - mezzi per fornire un segnale di fase correlato alla direzione ed alla velocità di rotazione del motore; nonché - un circuito elettronico a microprocessore, per controllare le fasi del circuito di accensione e per effettuare una inversione di rotazione del motore, caratterizzata dal fatto di comprendere: - un sensore bistabile attivato ciclicamente durante la rotazione del motore per comandare la generazione di un primo segnale binario correlato agli stati di con-duzione dello stesso sensore; - un circuito atto a generare un secondo segnale binario correlato alla polarità della tensione del gene-ratore; - e dal fatto che l'unità di controllo a microprocessore è alimentata ai suoi ingressi con detto primo e secondo segnale binario ed è programmata per determinare la velocità ed il verso di rotazione del motore, nonché per controllare la fase di accensione del motore, durante la rotazione in avanti, la rotazione inversa, e per effettuare un rallentamento e l'inversione della rotazione del motore, sulla base di informazioni ricavate da detti primo e secondo segnale binario.
10. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9 caratterizzata dal fatto che detto sensore bistabile comprende una sonda magnetica attivata dal campo magnetico del generatore di tensione.
11. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 10 caratterizzata dal fatto che detto sensore magnetico comprende una sonda di Hall bistabile.
12. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9 caratterizzata dal fatto che detta unità di controllo a microprocessore è programmata per determinare la direzione di rotazione del motore in funzione dello stato di detto secondo segnale binario correlato alla polarità della tensione di alimentazione del circuito di accensione, in corrispondenza dei fronti di salita e di discesa del primo segnale binario correlato allo stato di conduzione della sonda bistabile.
13. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9 in cui detto sensore bistabile è costituito da un sensore magnetico attivato dal flusso magnetico del generatore, in cui il rotore comprende una parete periferica di supporto per una pluralità di magneti periferici polarizzati radialmente e alternativamente con poli di polarità opposta, caratterizzata dal fatto che il rotore del generatore comprende almeno un primo ed un secondo mezzo di attivazione del sensore bistabile, atti a consentire una circolazione del flusso magnetico verso il sensore, in corrispondenza di magneti polarizzati in modo opposto angolarmente distanziati sulla parete periferica del rotore
14. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 13 caratterizzata dal fatto che detti mezzi di attivazione del sensore comprendono aperture di passaggio del flusso magnetico sulla parete periferica del rotore.
15. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 14 caratterizzata dal fatto che dette aperture di passaggio del flusso magnetico si estendono nella direzione dell'asse di rotazione del rotore.
16. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 13 caratterizzata dal fatto che detti primo e secondo mezzi di attivazione del sensore sono angolarmente disposti sulla superficie periferica del rotore per trovarsi in posizione simmetrica rispetto al sensore magnetico, nella condizione di punto morto superiore del pistone nel relativo cilindro del motore.
17. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 16 caratterizzata dal fatto che detto primo e secondo mezzi di attivazione del sensore bistabile sono posti ad una distanza angolare compresa tra 40° e 60°.
18. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9 in cui detta sonda magnetica bistabile comprende un ingresso di alimentazione, una prima uscita per l'emissione di un segnale di controllo correlato agli stati del sensore, caratterizzata dal fatto che un circuito resistivo è derivato tra l'entrata e l'uscita della sonda, e dal fatto che l'ingresso e l'uscita della sonda sono collegati ad una sorgente di una tensione di alimentazione, rispettivamente ad un ingresso di un comparatore di tensione atto a generare detto primo segnale binario, mediante un unico conduttore.
19. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9 caratterizzata dal fatto che gli assi dei poli magnetici dello statore del generatore di tensione, sono posizionati in modo che il passaggio per lo zero della tensione alternata di alimentazione del circuito di accensione, corrisponda alle posizioni angolari dei poli magnetici del rotore, individuate dal punto morto superiore del pistone del cilindro del motore.
20. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9 ca-ratterizzata dal fatto di comprendere una unità a microprocessore, di gestione delle entrate e delle uscite di interazione con un utilizzatore, collegato all'unità elettronica di controllo dell'accensione.
21. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 20 caratterizzata dal fatto che detta unità di gestione delle entrate e delle uscite di interazione con un utilizzatore è collegata all'unità elettronica di controllo dell'accensione, mediante un canale di collegamento seriale.
22. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9 caratterizzata dal fatto che detta unità elettronica di controllo dell'accensione è programmata per generare una scintilla di inversione del senso di rotazione, con un anticipo compreso tra 20° e 60°, rispetto al punto morto superiore.
23. Un kit di inversione della rotazione per accessoriare un motore a combustione interna avente almeno un'unità cilindro-pistone con ciclo a due tempi, il kit comprendendo: - un circuito di accensione del motore; - un generatore di tensione avente un rotore a ma-gneti permanenti ed uno statore provvisto di un avvolgimento per la generazione di una tensione di alimentazione del circuito di accensione; - mezzi per fornire un segnale di fase correlato alla direzione ed alla velocità di rotazione del motore; - un circuito elettronico a microprocessore, per controllare le fasi del circuito di accensione e per effettuare una inversione di rotazione del motore; - un sensore bistabile attivato ciclicamente durante la rotazione del motore per comandare la generazione di un primo segnale binario correlato agli stati di conduzione dello stesso sensore; - un circuito atto a generare un secondo segnale binario correlato alla polarità della tensione del generatore; ed in cui l'unità di controllo a microprocessore è alimentata ai suoi ingressi con detto primo e secondo segnale binario ed è programmata per determinare la velocità ed il verso di rotazione del motore, nonché per controllare la fase di accensione del motore, durante la rotazione in avanti, la rotazione inversa, e per effettuare un rallentamento e l'inversione della rotazione del motore, sulla base di informazioni ricavate da detti primo e secondo segnale binario.