ITMI20131189A1 - Sistema di accensione elettronica per un motore endotermico - Google Patents

Sistema di accensione elettronica per un motore endotermico

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Publication number
ITMI20131189A1
ITMI20131189A1 IT001189A ITMI20131189A ITMI20131189A1 IT MI20131189 A1 ITMI20131189 A1 IT MI20131189A1 IT 001189 A IT001189 A IT 001189A IT MI20131189 A ITMI20131189 A IT MI20131189A IT MI20131189 A1 ITMI20131189 A1 IT MI20131189A1
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IT
Italy
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terminal
voltage switch
voltage
high voltage
low voltage
Prior art date
Application number
IT001189A
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English (en)
Inventor
Eugenio Carugati
Pasquale Forte
Stefano Silva
Original Assignee
Eldor Corp Spa
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/0407—Opening or closing the primary coil circuit with electronic switching means
    • F02P3/0435—Opening or closing the primary coil circuit with electronic switching means with semiconductor devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P13/00—Sparking plugs structurally combined with other parts of internal-combustion engines

Description

DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo
“Sistema di accensione elettronica per un motore endotermico”
Campo tecnico dell’invenzione
La presente invenzione concerne un sistema di accensione elettronica per un motore endotermico, come ad esempio il motore di un autoveicolo.
Tecnica nota
Sono noti, nello stato dell’arte, sistemi di accensione elettronica 100 (si veda la Fig. 1) per motori endotermici (ad esempio, il motore di un autoveicolo), comprendenti:
- una bobina di accensione 121;
- un interruttore elettronico ad alta tensione 124, realizzato ad esempio con un transistore di tipo IGBT;
- un circuito elettronico di controllo bobina 132 montato su una piastra a circuito stampato o integrato in un componente dedicato, comprendente gli eventuali componenti per il controllo di emissioni elettromagnetiche;
- opportune connessioni elettriche.
Mediante una di dette opportune connessioni elettriche, un microprocessore 133 esterno fornisce (per mezzo di un buffer 134) il necessario segnale di comando per avviare la carica dell’avvolgimento primario 121.1 della bobina di accensione 121, mediante apposito comando di chiusura dell’interruttore elettronico ad alta tensione 124 realizzato con IGBT. Al momento opportuno il micro-processore 133 impartisce un comando di apertura all’interruttore elettronico ad alta tensione 124 realizzato con IGBT, permettendo il trasferimento di energia dall’avvolgimento primario 121.1 della bobina di accensione 121 al suo avvolgimento secondario 121.2, provocando così una scintilla ai capi di una candela 106. Il microprocessore 133 ed il buffer 134 sono inseriti in una unità elettronica di controllo 130.
Il circuito elettronico di controllo bobina 132 effettua diverse funzioni quali, per esempio, la regolazione dei valori di tensione per i circuiti di controllo eliminando la variabilità di tensione della corrente fornita dalla batteria, il comando dell’interruttore elettronico ad alta tensione 124 realizzato con IGBT, la regolazione della corrente massima di carica dell’avvolgimento primario 121.1, eventuali gestioni delle informazioni inerenti la scintilla agli elettrodi della candela 106 provenienti dalla bobina di accensione 121 e indirizzate al micro-processore 133.
Il circuito elettronico di controllo bobina 132, come è possibile osservare dalla Fig. 1, è montato in prossimità della bobina di accensione 121 e, per sua caratteristica strutturale, non è in grado di sopportare temperature di esercizio elevate. Tuttavia la posizione in cui la bobina di accensione 121 si trova a lavorare, ossia a contatto con la testa del motore, impone temperature di lavoro che, a volte, sono superiori alle temperature tollerabili dai componenti elettrici / elettronici che equipaggiano la bobina di accensione 121.
In ragione di ciò, si configura come inconveniente di quanto noto nello stato dell’arte l’impossibilità, da parte dei componenti elettronici sopra indicati, di sopportare alte temperature sviluppate all’interno della bobina di accensione 121. Questo limita la massima temperatura d’impiego della bobina di accensione 121 e/o richiede l’utilizzo di speciali e costosi componenti nel circuito elettronico di controllo bobina 132. Infatti, non solo detta bobina di accensione 121 si trova, in configurazione di utilizzo, montata a contatto di una testa di un motore endotermico (come ad esempio il motore di un autoveicolo), essendo detta testa di motore calda, ma anche le perdite in potenza di alcuni componenti all’interno del sistema di accensione elettronica 100 (bobina di accensione 121, interruttore elettronico ad alta tensione 124 realizzato con IGBT) concorrono ad aumentare la sua temperatura interna fino a valori che possono risultare critici per funzionalità ed affidabilità.
Si configura come un altro inconveniente di quanto noto nello stato dell’arte la sensibilità del segnale di comando dell’interruttore elettronico ad alta tensione 124 realizzato con IGBT, proveniente dal circuito elettronico di controllo bobina 132, ai disturbi elettromagnetici generati dalla bobina di accensione 121 e dal sistema veicolo.
Ulteriore inconveniente di quanto noto nello stato dell’arte è la necessità di avvalersi di sovrastrutture elettriche/ elettroniche per la gestione di eventuali diagnostiche di funzionamento della bobina di accensione 121 e/o di monitoraggio della scintilla agli elettrodi della candela 106 all’interno del cilindro del motore endotermico, qualora occorra, evitando che detti segnali diagnostici siano disturbati da emissioni elettromagnetiche.
È altresì inconveniente di quanto noto nello stato dell’arte la necessità di fornire mezzi di raffreddamento per la bobina di accensione 121, al fine di ridurre le alte temperature di esercizio a cui essa si trova a lavorare in configurazione di esercizio.
Per eliminare gli inconvenienti legati all’inserimento del circuito elettronico di controllo bobina in prossimità della bobina di accensione e la sua gestione da parte del micro-processore, secondo una ulteriore arte nota mostrata in Fig.2 si procede installando un interruttore ad alta tensione 224 realizzato con IGBT all’interno di una unità elettronica di controllo 230, unitamente al circuito elettronico di controllo bobina 232. Come è visibile in Fig.2, dunque, questa ulteriore arte nota prevede che in prossimità della testa del motore siano posizionati solamente la bobina di accensione 221, eventuali componenti di filtraggio di interferenze elettromagnetiche (per semplicità non mostrati in Fig.2) ed eventuali diodi (per semplicità non mostrati in Fig.2) per impedire la presenza di valori alti di tensione sugli elettrodi della candela 206 durante la fase di carica di energia nell’avvolgimento primario 221.1. Dal momento che, solitamente, ogni bobina di accensione 221 sovraintende ad una sola candela 206 e che ogni cilindro presente nel motore endotermico necessita di almeno una candela 206, appare chiaramente come all’interno della unità elettronica di controllo 230 siano alloggiati uno o più interruttori ad alta tensione analoghi al 224 realizzati con IGBT ed uno o più circuiti di controllo bobina analoghi al 232, a seconda del numero di candele di accensione 206 e del numero di cilindri del motore endotermico in questione.
Tuttavia, come evidenziato chiaramente in quanto precede, l’interruttore ad alta tensione 224 realizzato con IGBT è esso stesso responsabile della generazione di calore e, quindi, dell’aumento di temperatura di esercizio della bobina di accensione 221. Spostando detti uno o più interruttori elettronici ad alta tensione 224 realizzati con IGBT nella unità elettronica di controllo 230, unitamente agli uno o più circuiti di controllo bobina 232, dunque, si otterrà un aumento della temperatura di esercizio della unità elettronica di controllo 230 dovuta alla presenza degli interruttori elettronici ad alta tensione 224 realizzati con IGBT. Detto aumento di temperatura della unità elettronica di controllo 230 è difficilmente compatibile con il buon funzionamento della stessa, imponendo il potenziamento dei suoi mezzi di raffreddamento. Conseguentemente, l’aumento della temperatura della unità elettronica di controllo 230 dovuta all’alloggiamento di uno o più interruttori elettronici ad alta tensione 224 realizzati con IGBT trasferiti al suo interno si configura come un inconveniente di quanto noto nello stato dell’arte.
Partendo da tali inconvenienti la presente invenzione intende porvi rimedio.
Breve sommario dell’invenzione
Uno scopo della presente invenzione è di fornire un sistema di accensione elettronica per motori endotermici che sia in grado, in configurazione di utilizzo e durante il suo funzionamento, di garantire dissipazioni di potenza tali da limitare il valore della temperatura al suo interno.
Un altro scopo della presente invenzione è di fornire un sistema di accensione elettronica che sia in grado di garantire l’integrità del segnale di comando proveniente dal micro-processore.
Ulteriore scopo della presente invenzione è di fornire un sistema di accensione elettronica in grado di ridurre o annullare il flusso di informazioni diagnostiche tra il sistema di accensione elettronica ed il micro-processore, essendo detto flusso di informazioni sensibile a interferenze elettromagnetiche e richiedente l’impiego di sovrastrutture o di cablaggi aggiuntivi.
È altresì scopo della presente invenzione di fornire un sistema di accensione elettronica che riduca (o che annulli) l’utilizzo di mezzi di raffreddamento per ridurre la temperatura di esercizio della bobina di accensione.
Si configura, inoltre, come scopo della presente invenzione di fornire un sistema di accensione elettronica che sia in grado di aumentare la potenza trasferita dalla bobina alla candela di accensione senza aumentarne dimensioni e/o capacità di dissipazione del calore.
Ulteriore scopo della presente invenzione è di non avere componenti elettronici critici del punto di vista termico all’interno della bobina di accensione.
Ancora scopo della presente invenzione è di fornire un sistema di accensione elettronica che sia di facile realizzo, comodo e sicuro impiego, semplificata struttura, costi contenuti e semplice assemblaggio.
In vista di tali scopi la presente invenzione fornisce un sistema di accensione elettronica come definito nella annessa rivendicazione 1 e da sue forme di realizzazione preferite descritte nelle rivendicazioni dipendenti da 2 a 7.
Forma oggetto della presente invenzione anche una unità elettronica di controllo come definita nella annessa rivendicazione 8.
Forma oggetto della presente invenzione anche una unità di bobina come definita nella annessa rivendicazione 9.
Forma oggetto della presente invenzione anche un metodo per controllare l’accensione elettronica di un motore endotermico come definito nella annessa rivendicazione 10.
Tutte le rivendicazioni si intendono qui integralmente riportate.
Breve descrizione dei disegni
La presente invenzione risulterà maggiormente descritta in quanto segue con riferimento ai disegni allegati forniti a solo titolo di esempio illustrativo e non limitativo, in cui:
- la Fig.1 mostra schematicamente un sistema di accensione elettronica secondo l’arte nota;
- la Fig.2 mostra schematicamente un ulteriore sistema di accensione elettronica secondo l’arte nota;
- la Fig.3 mostra schematicamente un sistema di accensione elettronica secondo una prima forma di realizzazione dell’invenzione;
- la Fig.4 mostra schematicamente un sistema di accensione elettronica secondo una seconda forma di realizzazione dell’invenzione;
- la Fig.5A mostra schematicamente l’andamento nel tempo di alcuni segnali del sistema di accensione elettronica secondo la seconda forma di realizzazione dell’invenzione;
- la Fig.5B mostra schematicamente l’andamento nel tempo di alcuni segnali del sistema di accensione elettronica secondo una variante della seconda forma di realizzazione dell’invenzione;
- la Fig.6 mostra schematicamente un sistema di accensione elettronica secondo una prima variante della seconda forma di realizzazione dell’invenzione;
- la Fig.7 mostra schematicamente un sistema di accensione elettronica secondo una seconda variante della seconda forma di realizzazione dell’invenzione.
Descrizione dettagliata dell’invenzione
Si faccia riferimento alla Fig.3, in cui è rappresentato schematicamente il sistema di accensione elettronica 10 secondo la prima forma di realizzazione dell’invenzione. Il sistema di accensione elettronica 10 comprende:
- una bobina di accensione 21;
- un interruttore ad alta tensione 24;
- un circuito di polarizzazione 23;
- un interruttore a bassa tensione 31;
- una unità di controllo e pilotaggio 35.
L’unità di controllo e pilotaggio 35 comprende un micro-processore 33 ed un circuito di pilotaggio 32.
Il micro-processore 33 ed il circuito di pilotaggio 32 sono alimentati con una tensione di alimentazione VCC (per esempio, compresa fra 3,3 V e 5 V).
Il micro-processore 33, il circuito di pilotaggio 32 e l’interruttore a bassa tensione 31 sono posizionati in una unità elettronica di controllo 30, che è ad esempio un circuito integrato. L’unità elettronica di controllo 30 si trova sufficientemente lontano dalla testa del motore endotermico: in questo modo il circuito di pilotaggio 32 non è influenzato dalla temperatura di lavoro della bobina di accensione 21 e dell’interruttore ad alta tensione 24, che possono così lavorare anche ad alte temperature.
Diversamente, la bobina di accensione 21, l’interruttore ad alta tensione 24 ed il circuito di polarizzazione 23 sono posizionati in una unità di bobina 20 che si trova in prossimità della testa del motore endotermico: questi componenti sono in grado di sopportare le elevate temperature alle quali funziona la testa del motore endotermico e quindi non è necessario utilizzare particolari accorgimenti per raffreddarli.
La bobina di accensione 21 comprende un avvolgimento primario 21.1, un avvolgimento secondario 21.2 e mezzi di accoppiamento magnetico 21.3 (ad esempio, un nucleo magnetico) tra l’avvolgimento primario 21.1 e l’avvolgimento secondario 21.2. L’avvolgimento primario 21.1 ha un primo terminale collegato ad una tensione di batteria Vbatt ed ha un secondo terminale collegato all’interruttore ad alta tensione 24 e tale da generare un segnale primario di tensione Vpr. L’avvolgimento secondario 21.2 è collegato ad una candela di accensione 6. In particolare, l’avvolgimento secondario 21.2 ha un primo terminale collegato ad un primo elettrodo della candela di accensione 6 e tale da generare un segnale secondario di tensione Vsec ed ha un secondo terminale collegato alla tensione di riferimento a massa, in cui la caduta di tensione ai capi dell’avvolgimento secondario 21.2 è maggiore della caduta di tensione ai capi dell’avvolgimento primario 21.1 ed in cui la candela di accensione 6 ha un secondo elettrodo collegato alla tensione di riferimento a massa. Alternativamente, l’avvolgimento secondario 21.2 ha un primo terminale collegato alla tensione di batteria Vbatt ed ha un secondo terminale collegato al primo elettrodo della candela di accensione 6.
L’interruttore ad alta tensione 24 è collegato in serie all’avvolgimento primario 21.1. In particolare, l’interruttore ad alta tensione 24 comprende un primo terminale C collegato al secondo terminale dell’avvolgimento primario 21.1, comprende un secondo terminale E collegato alla unità elettronica di controllo 30 e comprende un terzo terminale di polarizzazione G1 per ricevere un valore di tensione di polarizzazione Vpol. Una corrente primaria fluisce fra il primo terminale C ed il secondo terminale E quando l’interruttore ad alta tensione 24 è chiuso.
Con il termine “alta tensione” si intende che l’interruttore 24 è tale da funzionare con valori di tensione maggiori di 200 V.
Preferibilmente, con riferimento alla Fig.4 l’interruttore ad alta tensione 24 è realizzato con un transistore di tipo IGBT 24-1 (Insulated Gate Bipolar Transistor) avente un terminale di collettore C (che coincide con il primo terminale C dell’interruttore ad alta tensione 24) collegato al secondo terminale dell’avvolgimento primario 21.1, avente un terminale di emettitore E (che coincide con il secondo terminale E dell’interruttore ad alta tensione 24) ed avente un terminale di gate G1 (che coincide con il terzo terminale di polarizzazione G1 dell’interruttore ad alta tensione 24) per ricevere il valore di tensione di polarizzazione Vpol. In particolare, il transistore IGBT 24-1 ha una prima tensione di soglia Vth1 ed è tale da funzionare nella zona di saturazione quando è chiuso e nella zona di interdizione quando è aperto, come verrà spiegato più in dettaglio in seguito. Il segnale primario di tensione Vpr è quindi uguale alla tensione del terminale di collettore C del transistore IGBT 24-1. Il transistore IGBT 24-1 è tale da funzionare con valori di tensione maggiori di 200 V.
Alternativamente, l’interruttore ad alta tensione 24 può essere realizzato con un transistore ad effetto di campo (MOSFET, JFET) o bipolare a giunzione (BJT).
La candela di accensione 6 è collegata all’avvolgimento secondario 21.2 della bobina di accensione 21. In particolare, la candela di accensione 6 comprende un primo elettrodo collegato al primo terminale dell’avvolgimento secondario 21.2 e comprende un secondo elettrodo collegato alla tensione di riferimento a massa (si veda la Fig.3).
Alternativamente, la candela di accensione 6 comprende un primo elettrodo collegato al secondo terminale dell’avvolgimento secondario 21.2 e comprende un secondo elettrodo collegato alla tensione di riferimento a massa. La candela di accensione 6 ha la funzione di generare una scintilla ai capi dei suoi elettrodi e la scintilla consente di bruciare la miscela contenuta in un cilindro di un motore endotermico.
Il circuito di polarizzazione 23 è alimentato con la tensione di batteria Vbatt ed ha la funzione di generare un valore opportuno della tensione di polarizzazione Vpol, come verrà spiegato più in dettaglio in seguito.
Preferibilmente, il circuito di polarizzazione 23 è realizzato con un resistore 23-1, come mostrato in Fig.4. Il resistore 23-1 ha un primo terminale collegato al terminale che genera la tensione di batteria Vbatt ed un secondo terminale collegato al terminale di polarizzazione G1 dell’interruttore ad alta tensione 24.
Nel caso in cui l’interruttore ad alta tensione 24 sia realizzato con un IGBT 24-1 (si veda la Fig.4), il secondo terminale del resistore 23-1 è collegato al terminale di gate G1 dell’IGBT 24-1. Inoltre il resistore 23-1 è tale da generare la tensione di polarizzazione Vpol avente un valore sostanzialmente costante e maggiore della prima tensione di soglia Vth1 del transistore IGBT 24-1 (per esempio, Vpol= 11,9 V): in questo modo l’apertura e la chiusura del transistore IGBT 24-1 è controllata variando il valore della tensione sul suo terminale di emettitore E. In particolare, nel caso in cui la differenza fra il valore costante della tensione di polarizzazione Vpol ed il valore della tensione del terminale di emettitore E sia maggiore o uguale alla prima tensione di soglia Vth1, il transistore IGBT 24-1 è nello stato di conduzione; viceversa, nel caso in cui la differenza fra il valore costante della tensione di polarizzazione Vpol ed il valore della tensione del terminale di emettitore E sia minore della prima tensione di soglia Vth1, il transistore IGBT 24-1 è nello stato di interdizione.
Per esempio, se si suppone che la tensione di batteria Vbatt=12 V, il resistore 23-1 ha una resistenza di 1.500 Ohm che è tale da generare un valore di Vpol compreso fra 10 V e 12 V (tipicamente uguale a 11.9 V), che è maggiore della prima tensione di soglia Vth1 uguale ad esempio a 2,5 V.
L’interruttore a bassa tensione 31 è collegato in serie all’interruttore ad alta tensione 24. In particolare, l’interruttore a bassa tensione 31 comprende un primo terminale D collegato al secondo terminale E dell’interruttore ad alta tensione 24, comprende un secondo terminale S collegato ad un riferimento di tensione a massa e comprende un terzo terminale di controllo G2 per ricevere un segnale di tensione di controllo Vctrl che comanda l’apertura o la chiusura dell’interruttore a bassa tensione 31.
L’interruttore a bassa tensione 31 consente pertanto di controllare l’apertura o la chiusura dell’interruttore ad alta tensione 24, per mezzo del controllo del valore di tensione del primo terminale D dell’interruttore a bassa tensione 31, dato che questo a sua volta è collegato al secondo terminale E dell’interruttore ad alta tensione 24.
Con il termine “bassa tensione” si intende che l’interruttore 31 è tale da funzionare con valori di tensione minori di 60 V.
Si osservi che il collegamento del secondo terminale S dell’interruttore a bassa tensione 31 alla tensione di riferimento a massa non è essenziale, ovvero può essere interposto un altro componente elettronico fra il secondo terminale S e massa, come ad esempio un resistore per misurare la corrente che scorre verso la tensione di riferimento a massa.
Preferibilmente, con riferimento alla Fig.4 l’interruttore a bassa tensione 31 è realizzato con un transistore MOSFET 31-1 avente un terminale di drain D (che coincide con il primo terminale D dell’interruttore a bassa tensione 31) collegato al secondo terminale E dell’interruttore ad alta tensione 24, avente un terminale di source S (che coincide con il secondo terminale S dell’interruttore a bassa tensione 31) collegato ad un riferimento di tensione a massa ed avente un terminale di gate G2 (che coincide con il terzo terminale di controllo G2 dell’interruttore a bassa tensione 31) per ricevere il segnale di tensione di controllo Vctrl. In particolare, il transistore MOSFET 31-1 ha una seconda tensione di soglia Vth2 ed è tale da funzionare nella zona di saturazione quando è chiuso e nella zona di interdizione quando è aperto, come verrà spiegato più in dettaglio in seguito. Quando il MOSFET 31-1 è tale da funzionare nella zona di interdizione, la caduta di tensione Vds fra il terminale di drain D ed il terminale di source S è un valore molto piccolo (cioè è circa zero) che verrà indicato in seguito con Vds_on. Il MOSFET 31-1 può essere ad esempio a canale n ad arricchimento (come mostrato in Fig.3); alternativamente, il MOSFET 31-1 può essere a canale n a svuotamento oppure può essere a canale p ad arricchimento o a svuotamento. Il transistore MOSFET 31-1 è tale da funzionare con valori di tensione minori di 60 V.
Alternativamente, l’interruttore a bassa tensione 31 è realizzato con un transistore bipolare a giunzione (BJT) o ad effetto di campo (JFET).
Si osservi che nell’ipotesi in cui l’interruttore ad alta tensione 24 sia realizzato con il transistore IGBT 24-1 e l’interruttore a bassa tensione 31 sia realizzato con il transistore MOSFET 31-1 a canale n, l’insieme del transistore IGBT 24-1 e del transistore MOSFET 31-1 a canale n costituiscono una configurazione circuitale simile alla configurazione “cascode”.
Il circuito di pilotaggio 32 ha la funzione di interfacciare il microprocessore 33 con l’interruttore a bassa tensione 31, generando valori opportuni del segnale di tensione di controllo Vctrl che comanda l’apertura e la chiusura dell’interruttore a bassa tensione 31. In particolare, il circuito di pilotaggio 32 comprende:
- un terminale d’ingresso collegato al terminale d’uscita del microprocessore 33 e tale da ricevere un segnale di accensione Sac; - un terminale d’uscita collegato al terzo terminale di controllo G2 dell’interruttore a bassa tensione 31 e tale da generare, in funzione del segnale di accensione Sac, il segnale di tensione di controllo Vctrl per controllare la chiusura o l’apertura dell’interruttore a bassa tensione 31.
Ad esempio, nel caso in cui il microprocessore 33 sia tale da generare il segnale di accensione Sac avente determinati valori di tensione che non sono compatibili con il MOSFET 31-1, il circuito di pilotaggio 32 è un amplificatore di tensione che ha la funzione di generare in uscita, in funzione del segnale di accensione Sac, il segnale di tensione di controllo Vctrl avente valori di tensione maggiori rispetto a quelli d’ingresso e che sono compatibili con il valore di tensione del terminale di gate G2 del MOSFET 31-1.
Alternativamente, nel caso in cui il microprocessore 33 sia tale da generare il segnale di accensione Sac avente determinati valori di tensione che sono compatibili con il MOSFET 31-1, il circuito di pilotaggio 32 può essere un resistore o una rete di componenti passivi.
Il sistema di accensione elettronica 10 è tale da avere una fase di accensione ed una fase di spegnimento.
Durante la fase di accensione viene caricata energia nell’avvolgimento primario 21.1 della bobina di accensione 21 e nella fase di spegnimento l’energia precedentemente caricata nell’avvolgimento primario 21.1 viene trasferita sull’avvolgimento secondario 21.2 e viene quindi generata la scintilla fra gli elettrodi della candela 6. Ad esempio, la scintilla consente di bruciare la miscela aria/carburante contenuta nel motore di un autoveicolo.
Il micro-processore 33 controlla il funzionamento della bobina di accensione 21, generando il segnale di accensione Sac per comandare il sistema di accensione elettronica 10 nella fase di accensione e nella fase di spegnimento. Quando il microprocessore 33 comanda il sistema di accensione elettronica 10 nella fase di accensione, il circuito di pilotaggio 32 riceve il segnale di accensione Sac avente un primo valore (ad esempio, un valore logico alto) e genera il segnale di tensione di controllo Vctrl avente un valore di tensione alto (per esempio, uguale alla tensione di alimentazione VCC) che comanda la chiusura dell’interruttore a bassa tensione 31. Grazie alla chiusura dell’interruttore a bassa tensione 31, anche l’interruttore ad alta tensione 24 si chiude e quindi una corrente primaria Ipr con andamento crescente è tale da scorrere dalla tensione di batteria Vbatt verso il riferimento di tensione a massa, attraversando l’avvolgimento primario 21.1, l’interruttore ad alta tensione 24 e l’interruttore a bassa tensione 31: in questo modo avviene la carica di energia nell’avvolgimento primario 21.1.
Quando il microprocessore 33 comanda il sistema di accensione elettronica 10 nella fase di spegnimento, il circuito di pilotaggio 32 riceve il segnale di accensione Sac avente un secondo valore (ad esempio, un valore logico basso) e genera il segnale di tensione di controllo Vctrl avente un valore di tensione basso (per esempio, uguale alla tensione di riferimento a massa) che comanda l’apertura dell’interruttore a bassa tensione 31, il quale interrompe bruscamente il flusso della corrente primaria Ipr attraverso l’avvolgimento primario 21.1: questo causa un impulso di tensione sull’avvolgimento primario 21.1 di breve durata (si veda in Fig.5A il segnale primario di tensione Vpr negli istanti compresi fra t2 e t4), tipicamente con valori di picco di 200-400 V e con durata di pochi micro-secondi. Durante questa fase di spegnimento l’energia accumulata nell’avvolgimento primario 21.1 viene trasferita sull’avvolgimento secondario 21.2; in particolare, l’impulso di tensione sull’avvolgimento primario 21.1 genera un impulso di tensione sull’avvolgimento secondario 21.2 di valore maggiore (si veda in Fig.5A il segnale secondario di tensione Vsec negli istanti compresi fra t3 e t4), tipicamente di 15-50 kV, che è sufficiente a generare la scintilla fra gli elettrodi della candela di accensione 6.
Come appare chiaramente da quanto descritto in precedenza, la generazione della scintilla ai capi della candela 6 viene comandata aprendo e chiudendo l’interruttore a bassa tensione 31.
Il posizionamento dell’interruttore a bassa tensione 31 e del circuito di pilotaggio 32 nella unità elettronica di controllo 30 permette di raggiungere vantaggiosamente gli scopi su esposti.
Vantaggiosamente, infatti, la configurazione proposta dalla presente invenzione non richiede alcun accorgimento tecnico al fine di ridurre le temperature di esercizio della bobina di accensione 21 al di sotto dei valori tollerati dei componenti del circuito di controllo.
Non solo, l’accorgimento tecnico di comandare la generazione della scintilla ai capi della candela di accensione 6 mediante apertura / chiusura dell’interruttore a bassa tensione 31 consente di aumentare la potenza trasferita dalla bobina di accensione 21 senza aumentarne dimensioni e/o capacità di dissipazione del calore. Si è riscontrato sperimentalmente che, grazie a quanto descritto nella presente invenzione, si ha una riduzione della dissipazione totale di potenza nella unità elettronica di controllo 30 fino al 90% rispetto alla unità elettronica di controllo 230 dell’arte nota rappresentata in Fig.2.
Infine, le dimensioni della bobina di accensione 21 vengono, conseguentemente, ridotte con notevole vantaggio per ciò che riguarda la posa in opera e i costi di realizzazione e progettazione. Infatti, i cablaggi necessari al funzionamento del sistema di accensione elettronica 10 sono ridotti, i circuiti elettronici sono semplificati e non sono necessari mezzi di dissipazione del calore esterni e/o interni al sistema di accensione elettronica 10.
Con riferimento alla Fig.5A, viene mostrato un possibile andamento nel tempo t di alcuni segnali di tensione e di corrente del sistema di accensione elettronica 10 secondo la seconda forma di realizzazione dell’invenzione, durante la fase di accensione in cui avviene la carica dell’avvolgimento primario 21.1 e durante la fase di spegnimento in cui avviene la scarica dell’avvolgimento primario 21.1. La Fig.5A mostra l’andamento dei segnali di tensione e di corrente nel caso in cui l’avvolgimento primario 21.1 è avvolto in senso concorde all’avvolgimento secondario 21.2. La fase di accensione è compresa fra gli istanti t1 e t2 e la fase di spegnimento è compresa fra gli istanti t2 e t6. Si osservi che i valori dei segnali della Fig.5A non sono in scala perché sono una rappresentazione schematica che ha lo scopo di illustrare l’invenzione. In particolare, l’intervallo di tempo compreso fra t1 e t2 è molto maggiore dell’intervallo di tempo compreso fra t2 e t4: questo implica che la pendenza della corrente primaria Ipr negli istanti compresi fra t2 e t4 è molto maggiore della pendenza della corrente primaria Ipr negli istanti compresi fra t1 e t2. E’ possibile osservare che nella fase di accensione la corrente primaria Ipr ha un andamento crescente, il segnale primario di tensione Vpr ha un andamento crescente al crescere del valore della corrente primaria Ipr ed anche il valore della tensione Vd del terminale di drain D ha un andamento crescente al crescere del valore della corrente primaria Ipr; nella fase di spegnimento invece la corrente primaria Ipr ha un andamento decrescente bruscamente verso il valore nullo, il segnale primario di tensione Vpr ha un impulso di tensione compreso fra gli istanti t2 e t4 ed anche il valore della tensione Vd del terminale di drain D ha un impulso di tensione con valore di picco Vbd_dss maggiore della tensione di batteria Vbatt.
La Fig.5B mostra l’andamento dei segnali di tensione e di corrente nel caso in cui l’avvolgimento primario 21.1 è avvolto in senso discorde dall’avvolgimento secondario 21.2. La Fig.5B differisce dalla Fig.5A per il fatto che il segnale secondario di tensione Vsec di Fig.5B ha un impulso negativo fra gli istanti t3 e t4, mentre il segnale secondario di tensione Vsec di Fig.5A ha un impulso positivo fra gli istanti t3 e t4.
Sarà descritto in seguito il funzionamento del sistema di accensione elettronica 10 durante la fase di accensione e di spegnimento, facendo anche riferimento alle Fig.4 e 5.
Ai fini della spiegazione del funzionamento si suppone Vbatt=12 V, VCC=5 V e si suppone che il rapporto fra le spire della bobina 21 sia N.
La fase di accensione è compresa fra gli istanti t1 e t2, mentre la fase di spegnimento è compresa fra gli istanti t2 e t6.
Si suppone che la caduta di tensione ai capi del resistore 23-1 sia di minore di 1 V, sia durante la fase di accensione che durante la fase di spegnimento. Di conseguenza, il valore della tensione di polarizzazione Vpol sul terminale di gate G1 del transistore IGBT 24-1 è un valore sostanzialmente costante uguale a 11,9 V, che è maggiore della prima tensione di soglia Vth1 del transistore IGBT 24-1 ed è leggermente inferiore alla tensione di batteria Vbatt= 12 V.
Negli istanti compresi fra t0 e t1 (t1 escluso) il micro-processore 33 genera il segnale di accensione Sac avente un valore logico basso che indica che non può avvenire la generazione della scintilla sulla candela 6. Il circuito di pilotaggio 32 riceve il segnale di accensione Sac avente il valore logico basso e genera sul terminale di gate G2 del transistore MOSFET 31-1 il segnale di tensione di controllo Vctrl avente un valore di tensione uguale a 0 V che mantiene aperto il transistore MOSFET 31-1. Poiché il transistore MOSFET 31-1 è aperto, non scorre corrente fra il terminale di drain D e di source S del MOSFET 31-1 e quindi non scorre corrente attraverso il terminale di collettore C e di emettitore E del transistore IGBT 24-1, che è anch’esso aperto. Di conseguenza, il segnale primario di tensione Vpr ha un valore uguale alla tensione di batteria Vbatt= 12 V, la corrente primaria Ipr ha un valore nullo ed il segnale secondario di tensione Vsec ha un valore nullo. Inoltre il valore della tensione Vd del terminale di drain D è uguale alla tensione di batteria Vbatt.
All’istante t1 il micro-processore 33 genera il segnale di accensione Sac avente una transizione dal valore logico basso ad alto che indica l’inizio della fase di accensione. Il circuito di pilotaggio 32 riceve il segnale di accensione Sac avente il valore logico alto e genera sul terminale di gate G2 del transistore MOSFET 31-1 il segnale di tensione di controllo Vctrl avente un valore di tensione uguale alla tensione di alimentazione VCC. Poiché il terminale di source S del transistore MOSFET 31-1 è collegato alla tensione di riferimento a massa, la differenza di potenziale Vg2-s fra il terminale di gate G2 ed il terminale di source S è uguale alla tensione di alimentazione VCC, che è maggiore della seconda tensione di soglia Vth2 del transistore MOSFET 31-1: pertanto il transistore MOSFET 31-1 si chiude ed è polarizzato in zona di saturazione. La caduta di tensione Vds fra il terminale di drain D ed il terminale di source S del transistore MOSFET 31-1 è uguale a Vds_on, che è un valore leggermente maggiore di 0 V; pertanto la tensione Vd del terminale di drain D del transistore MOSFET 31-1 ha una transizione dalla tensione di batteria Vbatt al valore Vds_on che è approssimabile a 0 V (e quindi anche la tensione del terminale di emettitore E del transistore IGBT 24-1 ha una transizione dalla tensione di batteria Vbatt al valore Vds_on che è approssimabile a 0 V). Il valore della tensione di polarizzazione Vpol sul terminale di gate G1 del transistore IGBT 24-1 è uguale a 11,9 V e quindi la differenza di potenziale Vg1-e fra il terminale di gate G1 ed il terminale di emettitore E del transistore IGBT 24-1 è uguale a 11,9 V, che è maggiore della prima tensione di soglia Vth1 del transistore IGBT 24-1: pertanto anche il transistore IGBT 24-1 si chiude ed è polarizzato in zona di saturazione. In particolare, la caduta di tensione fra il terminale di collettore C e quello di emettitore E del transistore IGBT 24-1 è uguale a Vce_sat, uguale per esempio a 0,1 V. Pertanto la corrente primaria Ipr inizia a scorrere dalla tensione di batteria Vbatt verso il riferimento di tensione a massa, attraversando l’avvolgimento primario 21.1, il transistore IGBT 24-1 ed il transistore MOSFET 31-1: inizia quindi la carica di energia nell’avvolgimento primario 21.1. Il segnale primario di tensione Vpr ha una transizione dal valore della tensione di batteria Vbatt=12 V al valore Vce_sat (rimanendo comunque ad un valore minore di 1 V), mentre il segnale secondario di tensione Vsec ha una transizione dal valore nullo al valore V1sec= N*(Vbatt-Vce_sat).
Il funzionamento del sistema di accensione 10 negli istanti compresi fra t1 e t2 (t2 escluso) è analogo a quello descritto all’istante t1, quindi continua la carica di energia nell’avvolgimento primario 21.1. In particolare:
- il segnale di tensione di controllo Vctrl mantiene il valore di tensione uguale alla tensione di alimentazione VCC, che mantiene il transistore MOSFET 31-1 polarizzato in zona di saturazione;
- il valore della tensione Ve del terminale di emettitore E del transistore IGBT 24-1 (uguale alla tensione Vd del terminale di drain D del MOSFET 31-1) ha un andamento crescente (con valori dell’ordine di poche centinaia di mV) al crescere della corrente primaria Ipr che attraversa il transistore IGBT 24-1, che quindi resta polarizzato in zona di saturazione;
- la corrente primaria Iprattraverso l’avvolgimento primario 21.1 ha un andamento crescente;
- il valore del segnale primario di tensione Vpr ha un andamento crescente lentamente al crescere del valore della corrente primaria Ipr, a partire dal valore Vce_sat= 0,1 V e raggiungendo un valore minore di 2 V;
- il segnale secondario di tensione Vsec segue l’andamento crescente del segnale primario di tensione Vpr, moltiplicato per il rapporto fra le spire N.
All’istante t2 il micro-processore 33 genera il segnale di accensione Sac avente una transizione dal valore logico alto a basso che indica la fine della fase di accensione e l’inizio della fase di spegnimento. Il circuito di pilotaggio 32 riceve il segnale di accensione Sac avente il valore logico basso e genera sul terminale di gate G2 del transistore MOSFET 31-1 il segnale di tensione di controllo Vctrl avente un valore di tensione uguale a zero. Poiché il terminale di source S del transistore MOSFET 31-1 è collegato alla tensione di riferimento a massa, la differenza di potenziale Vg2-s fra il terminale di gate G2 ed il terminale di source S è uguale zero, che è minore della seconda tensione di soglia Vth2 del transistore MOSFET 31-1: pertanto il transistore MOSFET 31-1 si apre ed entra nello stato di interdizione. Poiché il transistore MOSFET 31-1 è aperto, la corrente primaria Ipr non può più scorrere verso il valore di riferimento a massa e quindi scorre nella capacità parassita Cds presente fra il terminale di drain D ed il terminale di source S del transistore MOSFET 31-1: detta capacità parassita Cds si carica velocemente fino a raggiungere il valore di tensione di breakdown Vbd_dss maggiore della tensione di batteria Vbatt, cioè Vd= Ve= Vbd_dss (per esempio, Vbd_dss= 40 V). Di conseguenza, il valore della differenza di potenziale Vg1-e fra il terminale di gate G1 e di emettitore E del transistore IGBT 24-1 è minore della prima tensione di soglia Vth1 del transistore IGBT 24-1, che si apre ed entra nello stato di interdizione. Questo fa si che l’energia precedentemente accumulata nell’avvolgimento primario 21.1 inizi ad essere trasferita sull’avvolgimento secondario 21.2; di conseguenza, il segnale primario di tensione Vpr inizia ad avere un andamento crescente, mentre la corrente primaria Ipr ha raggiunto il suo valore massimo Ipr_max ed inizia ad avere un andamento decrescente bruscamente.
Il funzionamento del sistema di accensione 10 negli istanti compresi fra t2 e t3 (t3 escluso) è analogo a quello descritto all’istante t2, quindi continua il trasferimento di energia sull’avvolgimento secondario 21.2. In particolare:
- il segnale di tensione di controllo Vctrl mantiene il valore nullo, che mantiene il transistore MOSFET 31-1 aperto;
- il segnale primario di tensione Vpr continua ad avere l’andamento crescente;
- la corrente primaria Ipr continua ad avere l’andamento descrescente; - il segnale secondario di tensione Vsec ha un andamento sostanzialmente costante;
- il valore della tensione Vd del terminale di drain D del MOSFET 31-1 si mantiene uguale alla tensione di breakdown Vbd_dss (maggiore della tensione di batteria Vbatt).
All’istante t3 il segnale primario di tensione Vpr raggiunge un valore massimo Vpr,max (per esempio, 300 V) dovuto alla sovratensione causata dalla induttanza dispersa dell’avvolgimento primario 21.1.
Negli istanti compresi fra t3 e t4 la corrente primaria Ipr continua ad avere l’andamento decrescente ed il segnale primario di tensione Vpr ha un andamento decrescente, che dipende dalla scarica della capacità parassita Cds; inoltre il segnale secondario di tensione Vsec ha un andamento crescente con una pendenza elevata che genera un impulso positivo di valore molto maggiore dell’impulso del segnale primario di tensione Vpr. All’istante t4 la corrente primaria Ipr raggiunge il valore nullo ed il segnale secondario di tensione Vsec raggiunge il suo valore massimo Vsec_max (ad esempio, 30 kV), che innesca la scintilla sulla candela 6.
Negli istanti compresi fra t4 e t5 si verifica la scintilla fra gli elettrodi della candela 6; di conseguenza, il segnale secondario di tensione Vsec ha una brusca transizione verso un valore inferiore (per esempio, uguale a 800 V).All’istante t5 si esaurisce l’energia accumulata nella bobina di accensione 21 e quindi si esaurisce la scintilla.
All’istante t6 i valori delle correnti e delle tensioni ritornano uguali a quelli dell’istante iniziale t0.
Con riferimento alla Fig.6, viene mostrato un sistema di accensione elettronica 50 secondo una prima variante della seconda forma di realizzazione dell’invenzione.
Si osservi che blocchi identici o analoghi sono indicati nelle Fig.4 e 6 con gli stessi riferimenti numerici.
Il sistema di accensione elettronica 50 della Fig.6 differisce dal sistema di accensione elettronica 10 della Fig.4 per la presenza di un circuito di monitoraggio 25 collegato in parallelo all’interruttore ad alta tensione 24. Il circuito di monitoraggio 25 è posizionato all’interno della unità di bobina 20.
Il circuito di monitoraggio 25 ha la funzione di consentire la misura, all’interno della unità elettronica di controllo 30, della durata ∆T della fase di trasferimento di energia fra l’avvolgimento primario 21.1 e l’avvolgimento secondario 21.2 della bobina di accensione 21 (detta durata ∆T è indicata in inglese con fase “flyback”). E’ noto infatti che la durata ∆T della fase di trasferimento di energia fra l’avvolgimento primario 21.1 e l’avvolgimento secondario 21.2 della bobina di accensione 21 è compresa fra gli istanti in cui il valore della tensione del terminale di collettore C del transistore IGBT 24-1 è maggiore della tensione di batteria Vbatt. Con riferimento in particolare alle forme d’onda mostrate in Fig.5A, la durata ∆T della fase di trasferimento di energia è compresa fra gli istanti t2’ e t6, nei quali il valore del segnale primario di tensione Vpr (che è uguale alla tensione del terminale di collettore C del transistore IGBT 24-1) è uguale alla tensione di batteria Vbatt.
Più in particolare, il circuito di monitoraggio 25 consente di mettere in collegamento elettrico il terminale di collettore C del transistore IGBT 24-1 con il terminale di drain D del transistore MOSFET 31-1 e quindi con l’unità elettronica di controllo 30. Pertanto l’unità elettronica di controllo 30 è in grado di misurare il valore della tensione del terminale di collettore C del transistore IGBT 24-1 per mezzo della misura del valore della tensione Vd del terminale di drain D del transistore MOSFET 31-1. In questo modo l’unità elettronica di controllo 30 può misurare la durata ∆T della fase di trasferimento di energia fra l’avvolgimento primario 21.1 e l’avvolgimento secondario 21.2 della bobina di accensione 21, per mezzo della misura dell’intervallo di tempo in cui il valore della tensione Vd del terminale di drain D del MOSFET 31-1 è maggiore della tensione di batteria Vbatt.
Preferibilmente, il circuito di monitoraggio 25 è realizzato con un resistore 25-1 collegato in parallelo all’interruttore ad alta tensione 24, come mostrato in Fig.6: in questo caso l’unità elettronica di controllo 30 è in grado di rilevare che il segnale primario di tensione Vpr è maggiore della tensione di batteria, a meno della caduta di tensione ∆VR25-1 ai capi del resistore 25-1. Per esempio, il valore della resistenza del resistore 25-1 è uguale a 15.000 Ohm, Vd= Vbatt+ 4V e quindi l’unità elettronica di controllo 30 misura la durata ∆T della fase di trasferimento di energia fra l’avvolgimento primario 21.1 e l’avvolgimento secondario 21.2 della bobina di accensione 21 per mezzo della misura dell’intervallo di tempo in cui il valore della tensione Vd del terminale di drain D del MOSFET 31-1 è maggiore di 4 V rispetto alla tensione di batteria Vbatt.
Alternativamente, il circuito di monitoraggio 25 è realizzato con un circuito che è tale da trasportare una corrente di fuga anche nelle condizioni in cui il transistore IGBT 24-1 è spento: in questo caso la durata ∆T della fase di trasferimento di energia fra l’avvolgimento primario 21.1 e l’avvolgimento secondario 21.2 è misurata per mezzo della misura della corrente di fuga.
Con riferimento alla Fig.7, viene mostrato un sistema di accensione elettronica 60 secondo una seconda variante della seconda forma di realizzazione dell’invenzione.
Si osservi che blocchi identici o analoghi sono indicati nelle Fig.4 e 7 con gli stessi riferimenti numerici.
Il sistema di accensione elettronica 60 della Fig.6 differisce dal sistema di accensione elettronica 10 della Fig.4 per la presenza di un diodo 26 avente il terminale di anodo 26-a collegato al secondo terminale E dell’interruttore ad alta tensione 24 e collegato al primo terminale D dell’interruttore a bassa tensione 31 ed avente il terminale di catodo 26-c collegato ad un valore di tensione Vcl maggiore o uguale della tensione di batteria Vbatt. Il diodo 26 può essere posizionato all’interno della unità di bobina 20, all’interno della unità elettronica di controllo 30 o in un altro punto del veicolo in cui si trova il sistema di accensione elettronica 60.
Il diodo 26 ha la funzione di ridurre la dissipazione di energia nel transistore MOSFET 31-1 (e quindi nella unità elettronica di controllo 30) durante la fase di spegnimento. Infatti, il transistore IGBT 24-1 impiega un certo intervallo di tempo per spegnersi durante la fase di spegnimento, in particolare negli istanti di tempo compresi fra t2 e t4 (si veda nuovamente la Fig.5A). Durante questo intervallo di tempo scorre una corrente transitoria attraverso il transistore IGBT 24-1, che causa una dissipazione di potenza nel transistor MOSFET 31-1 e quindi nella unità elettronica di controllo 30. Utilizzando il diodo 26 si verifica che la corrente transitoria del transistore IGBT 24-1 fluisce principalmente verso il diodo 26, riducendo la dissipazione di potenza nel transistor MOSFET 31-1 e quindi nella unità elettronica di controllo 30. In questo modo viene migliorata ulteriormente l’efficienza del sistema di accensione 60.
Forma oggetto della presente invenzione anche un metodo per controllare l’accensione elettronica di un motore endotermico. Il metodo comprende il passo di fornire una bobina 21 avente un avvolgimento primario 21.1 con un primo terminale collegato ad una tensione di batteria Vbatt e con un secondo terminale, il passo di collegare elettricamente un avvolgimento secondario 21.2 della bobina ad una candela di accensione 6, il passo di collegare elettricamente un interruttore ad alta tensione 24 in serie al secondo terminale dell'avvolgimento primario ed un interruttore a bassa tensione 31 in serie all'interruttore ad alta tensione, il passo di chiudere l'interruttore a bassa tensione e l’interruttore ad alta tensione durante una fase di carica di energia nell’avvolgimento primario, ed il passo di aprire l'interruttore a bassa tensione e l’interruttore ad alta tensione durante una fase di trasferimento dell’energia dall’avvolgimento primario all’avvolgimento secondario.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema (10) di accensione elettronica per un motore endotermico, il sistema comprendente: - una bobina (21) avente: • un avvolgimento primario (21.1) con un primo terminale collegato ad una tensione di batteria (Vbatt) e con un secondo terminale; • un avvolgimento secondario (21.2) collegato ad una candela di accensione (6); - un interruttore ad alta tensione (24) collegato in serie al secondo terminale dell'avvolgimento primario ed avente un terminale di polarizzazione (G1); caratterizzato dal fatto che il sistema comprende ulteriormente: - un interruttore a bassa tensione (31) collegato in serie all'interruttore ad alta tensione ed avente un terminale di controllo (G2) che trasporta un segnale di tensione di controllo (Vctrl) dell'apertura o chiusura dell'interruttore a bassa tensione; - un circuito di polarizzazione (23) del terminale di polarizzazione dell'interruttore ad alta tensione; - una unità di controllo e pilotaggio (35) collegata al terminale di controllo dell'interruttore a bassa tensione e configurata per generare il segnale di tensione di controllo dell'interruttore a bassa tensione per: • chiudere l'interruttore a bassa tensione durante una fase di carica di energia nell’avvolgimento primario; • aprire l'interruttore a bassa tensione durante una fase di trasferimento dell’energia dall’avvolgimento primario all’avvolgimento secondario; in cui l’interruttore ad alta tensione è configurato per essere chiuso quando l’interrruttore a bassa tensione è chiuso ed essere aperto quando l’interruttore a bassa tensione è aperto.
  2. 2. Sistema di accensione elettronica secondo la rivendicazione 1, in cui l'interruttore a bassa tensione è un transistore MOSFET (31-1) ed il terminale di controllo (G2) è il terminale di gate del MOSFET.
  3. 3. Sistema di accensione elettronica secondo almeno una delle precedenti rivendicazioni, in cui l'interruttore ad alta tensione è un transistore IGBT (24-1), in cui il terminale di polarizzazione (G1) è il terminale di gate del transistore IGBT, ed in cui il circuito di polarizzazione è configurato per generare sul terminale di gate del transistore IGBT un valore di tensione (Vpol) maggiore della tensione di soglia del transistore IGBT.
  4. 4. Sistema di accensione elettronica secondo almeno una delle precedenti rivendicazioni, in cui il circuito di polarizzazione è un resistore (23-1) collegato fra il primo terminale dell'avvolgimento primario ed il terminale di polarizzazione dell'interruttore ad alta tensione.
  5. 5. Sistema di accensione elettronica secondo almeno una delle precedenti rivendicazioni, in cui l’unità di controllo e pilotaggio comprende un microprocessore (33) e un circuito di pilotaggio (32), in cui il microprocessore è configurato per generare un segnale di accensione (Sac) avente un primo valore per indicare l'inizio della fase di carica della bobina ed avente un secondo valore per indicare l'inizio della fase di scarica della bobina, in cui il circuito di pilotaggio è configurato per ricevere il segnale di accensione e generare da questo il segnale di tensione di controllo dell'interruttore a bassa tensione.
  6. 6. Sistema di accensione elettronica secondo almeno una delle precedenti rivendicazioni, comprendente ulteriormente un circuito di monitoraggio (25) collegato in parallelo all'interruttore ad alta tensione, allo scopo misurare la durata dell’intervallo di tempo (∆T) in cui il valore di tensione del secondo terminale dell’avvolgimento primario è maggiore della tensione di batteria.
  7. 7. Sistema di accensione elettronica secondo almeno una delle precedenti rivendicazioni, comprendente ulteriormente un diodo (26) avente il terminale di anodo (26-a) collegato al terminale in comune fra l’interruttore ad alta tensione e l’interruttore a bassa tensione ed avente il terminale di catodo (26-c) collegato ad una tensione maggiore o uguale alla tensione di batteria.
  8. 8. Unità elettronica di controllo (30) comprendente l’unità di controllo e pilotaggio (35) e l’interruttore a bassa tensione (31) del sistema di accensione elettronica secondo almeno una delle rivendicazioni da 1 a 7.
  9. 9. Unità di bobina (20) comprendente la bobina (21), l’interruttore ad alta tensione (24) ed il circuito di polarizzazione (23) del sistema di accensione elettronica secondo almeno una delle rivendicazioni da 1 a 7.
  10. 10. Metodo per controllare l’accensione elettronica di un motore endotermico, comprendente i passi di: a) fornire una bobina (21) avente un avvolgimento primario (21.1) con un primo terminale collegato ad una tensione di batteria (Vbatt) e con un secondo terminale; b) collegare elettricamente un avvolgimento secondario (21.2) della bobina ad una candela di accensione (6); c) collegare elettricamente un interruttore ad alta tensione (24) in serie al secondo terminale dell'avvolgimento primario ed un interruttore a bassa tensione (31) in serie all'interruttore ad alta tensione; d) chiudere l'interruttore a bassa tensione e l’interruttore ad alta tensione durante una fase di carica di energia nell’avvolgimento primario; e) aprire l'interruttore a bassa tensione e l’interruttore ad alta tensione durante una fase di trasferimento dell’energia dall’avvolgimento primario all’avvolgimento secondario.
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