ITMI950278A1 - Sistema di accensione induttiva per motori a combustione interna con anticipo controllato elettronicamente - Google Patents

Abstract

Un sistema di accensione induttiva per motori a combustione interna con anticipo controllato elettronicamente. L'avvolgimento primario della bobina di accensione è collegato a due interruttori elettronici principali il cui stato di conduzione viene interdetto in risposta a segnali elettrici forniti da rispettivi captatori magnetici; i due captatori hanno un differente numero di spire e sono angolarmente distanziati nel circuito magnetico del generatore di tensione, per generare una scintilla prima in fase con un captatore e, a partire da una determinata velocità di rotazione, in fase con il secondo captatore. Un circuito di mantenimento dello stato di interdizione dei due interruttori principali consente di prolungare la scintilla per tutto il tempo in cui la bobina di accensione genera una tensione. Il sistema comprende inoltre un circuito di limitazione dei giri del motore e mezzi per eliminare le influenze negative del sistema magnetico sul circuito di accensione.

Description

DESCRIZIONE PER BREVETTO DI INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un sistema di accensione induttiva per motori a combustione intèrna con controllo elettronico dell'anticipo, particolarmente adatto per motori monocilindro di piccola cilindrata, quali ad esempio quelli usati per tosaerba, motoseghe ed applicazioni similari.

Come è noto, un sistema di accensione sostanzialmente comprende un generatore di tensione formato da un rotore magnetico e da uno statore definente un percorso di circolazione del flusso magnetico concatenato con una bobina di accensione il cui avvolgimento primario è accoppiato induttivamente con un avvolgimento secondario collegato ad una candela di accensione. Un interruttore elettronico di controllo della corrente, normalmente è disposto nel circuito dell'avvolgimento primario per interrompere bruscamente la circolazione della corrente all'istante di accensione, causando il sorgere di una tensione indutta elevata nell’avvolgimento secondario atta ad innescare una scintilla per l’accensione della miscela combustibile all'interno del motore; un'opportuno circuito di controllo dell'interruttore elettronico principale, consente di interrompere bruscamente la circolazione della corrente all'istante dell'accensione. In un simile circuito di accensione, la scintilla nel motore può avvenire solo nell'istante in cui la corrente che circola nell'avvolgimento primario della bobina di accensione, è prossima al suo massimo valore. Un sistema di accensione simile è descritto ad esempio, nel brevetto DS-A- 4.188.929.

Nei motori di piccola cilindrata sarebbe tuttavia desiderabile anticipare notevolmente l'istante di accensione, rispetto al punto morto superiore della corsa del pistone, al fine di assicurare che all'avviamento a basso numero di giri, si abbiano condizioni di accensione ottimali senza influenzare negativamente l'accensione a numeri di giri superiori.

Le accensioni induttive del genere precedentemente citato presentano tuttavia l'inconveniente di non permettere variazioni di anticipo se non per pochi gradi, ad esempio di 6 8* circa senza compromettere le prestazioni, in quanto un eccessivo anticipo dell'istante di accensione comporterebbe una interruzione per valori inferiori della corrente primaria e, conseguentemente, la generazione di tensioni sull'avvolgimento secondario di valore inferiore a quello richiesto per l'innesco della scintilla nella candela di accensione. Inoltre, è desiderabile avere una durata della scintilla particolarmente lunga per migliorare la combustione nel motore.

L’uso delle tradizionali accensioni a scarica capacitiva pur risolvendo il problema dell’anticipo dell'accensione, non risolve adeguatamente il problema in guanto tali tipi di accensione presentano una durata della scintilla particolarmente breve, non adatta a tutti i tipi di motori a scoppio del tipo a basso consumo di combustibile.

Al fine di ottenere un salto di anticipo in una accensione induttiva di tipo noto, è stato altresì proposto di interporre un doppio ponte di diodi tra l'avvolgimento primario della bobina di accensione e l’interruttore elettronico principale di controllo della corrente, la cui conduzione viene interdetta al raggiungimento di una soglia di tensione e di una corrente di valore prefissato sull’elettrodo di controllo dell'interruttore elettronico principale.

In un sistema così predisposto, l’innesco della scarica alle basse velocità del motore nuovamente può avvenire in un punto prossimo al massimo valore della semionda negativa della corrente raddrizzata dal ponte di diodi, che in generale presenta valori superiori a quelli della semionda iniziale e della semionda finale del generatore. Poiché all’aumentare della velocità del motore aumenta anche la tensione nel circuito primario, il valore di soglia della corrente primaria di scarica verrà raggiunto in anticipo, in corrispondenza della prima semionda positiva generata dal circuito. In questo modo l'andamento dell'anticipo dell'accensione dipende dalla velocità di rotazione del motore.

Benché questa soluzione consenta di avere uno scatto di anticipo ad una determinata velocità, tuttavia presenta problemi prevalentemente legati al fatto che il punto di scatto dell'anticipo è ancora vincolato alla corrente che circola nel primario della bobina di accensione, e conseguentemente alle prestazioni dell’intero sistema. Siccome tale corrente non cresce linearmente con la velocità ed oltre un certo valore non cresce praticamente più, è chiaro che risulta difficile stabilire a piacere la velocità a cui avviene lo scatto di anticipo; inoltre, le cadute di tensione causate dai diodi del ponte raddrizzatore, e dall'interruttore principale di controllo della corrente, oltre che dalla resistenza di generazione del segnale di innesco, incidono negativamente sulle prestazioni in alta tensione del circuito, soprattutto ai bassi regimi di funzionamento del motore.

Scopo della presente invenzione è di fornire un sistema di accensione induttiva per piccoli motori a combustione con anticipo controllato elettronicamente, mediante il quale è possibile svincolare lo scatto dell'anticipo dalla corrente dell'avvolgimento primario, eliminando nel contempo certe influenze negative del generatore di tensione e delle temperature sulla tensione di innesco dell'anticipo.

On ulteriore scopo ancora della presente invenzione è di fornire un sistema di accensione induttiva per motori a combustione interna di piccola cilindrata, come sopra definito, mediante il quale è possibile aumentare notevolmente la durata della scintilla, migliorando in questo modo le condizioni di accensione.

On ulteriore scopo ancora della presente invenzione è di fornire un sistema di accensione induttiva mediante il quale sia possibile ottenere una limitazione del numero di giri massimo del motore mediante lo stesso sistema di accensione.

Questi ed altri scopi dell'invenzione sono conseguibili mediante un sistema di accensione induttiva avente le caratteristiche della rivendicazione principale; altre caratteristiche del sistema sono indicate nelle rivendicazioni dipendenti.

L'invenzione, verrà maggiormente illustrata qui di seguito, con riferimento ai disegni allegati, in cui:

Fig. 1 è una vista di un generatore di tensione a magneti permanenti, costituenti parte del sistema secondo l'invenzione;

Fig. 2 è una vista ingrandita, secondo la linea 2-2 di figura 1;

Fig. 3 è uno schema elettrico del sistema di accensione induttiva secondo l'invenzione;

Fig. 4 mostra il grafico della corrente circolante nell'avvolgimento primario della bobina di accensione,.

Fig. 5 mostra il grafico dei segnali di tensione dei due captatori magnetici che controllano l'istante di innesco della scarica, a differenti velocità di regime del motore;

Fig. 6 rappresenta una variante al circuito di figura 3;

Fig. 7 è uno schema elettrico di una ulteriore variante del sistema di accensione secondo l'invenzione;

Figg. da 8 a 15 mostrano una serie di grafici delle tensioni e dei segnali significativi del circuito secondo la precedente figura 7.

Con riferimento alla figura 1, il generatore magnetico di tensione è costruito per generare ad ogni giro del rotore, una prima semionda negativa, seguita da una seconda semionda positiva di ampiezza maggiore a cui fa seguito una terza semionda negativa sostanzialmente analoga alla prima onda negativa generata, in grado di fare circolare nell'avvolgimento primario di una bobina di accensione una corrente come mostrato in Figura 4. Pertanto, il generatore comprende un rotore magnetico 10 avente un magnete permanente 11 polarizzato in senso trasversale, posto tra due espansioni polari N ed S che si affacciano sulla periferia del rotore.

Il generatore comprende inoltre uno statore 12 composto da un pacco 13 di lamierini magnetici definenti un circuito per il flusso magnetico comprendente una gamba centrale 14 e due gambe laterali 15, 16 disposte nel senso di rotazione del rotore 10.

Attorno alla gamba centrale 14 è disposta una bobina di accensione avente un avvolgimento primario 17 concatenato con il flusso circolante nel sistema magnetico; l'avvolgimento primario 17 a sua volta è induttivamente accoppiato con un avvolgimento secondario 18, o avvolgimento di alta tensione che alimenta una candela di accensione CD (Fig. 3).

L'avvolgimento primario 17, come mostrato in figura 3, è collegato ad un circuito di accensione con anticipo controllato elettronicamente, avente le caratteristiche della presente invenzione. Tale circuito, come più avanti spiegato, comprende un primo captatore magnetico PI atto ad emettere con un certo ritardo, un primo segnale di innesco dell'accensione per un numero minimo di giri del motore, ad esempio all’avviamento, rispetto ad un secondo captatore magnetico P2 atto a generare, con un certo anticipo rispetto al precedente, un secondo segnale che raggiunge la soglia di innesco dell’accensione per un prefissato numero di giri superiore al precedente, durante il normale funzionamento del motore; la differenza tra i due istanti, pari ad un angolo a di rotazione del rotore 10, costituisce lo scatto di anticipo.

I due captatori magnetici Pi e P2, come più avanti spiegato, devono pertanto presentare tra loro uno sfasamento angolare pari all'anticipo a previsto per l'accensione; inoltre la loro posizione deve risultare la più vicina possibile al punto di massimo strappo del flusso magnetico, come ad esempio è mostrato in figura 1 in cui il captatore magnetico PI è posizionato in prossimità della gamba centrale 14 dello statore, mentre il captatore magnetico P2 è posizionato in prossimità della gamba laterale 15 che precede la gamba centrale 14 nel senso di rotazione del rotore 10.

Con riferimento alla figura 3 descriveremo ora una forma di realizzazione preferenziale del sistema di accensione induttiva con anticipo controllato elettronicamente secondo la presente invenzione.

In figura 3 con Li è stato indicato l'avvolgimento primario 17 della bobina del generatore di figura 1 mentre con L2 è stato indicato l’avvolgimento secondario 18 collegato alla candela di accensione CD.

Il sistema comprende due interruttori elettronici principali di controllo della corrente primaria, che nel caso specifico sono costituiti da due MOS-FET indicati con MOSI e MOS2 in figura.3; risulta tuttavia evidente che un qualsiasi altro interruttore elettronico o soluzione circuitale equivalente ad un circuito MOS, risulta adatta per gli scopi della presente invenzione.

I due interruttori elettronici principali MOSI e MOS2, costituiti da due MOS di potenza ad alta tensione, ad esempio di circa 400 Volt, sono collegati con il loro Drain D ai capi dell'avvolgimento primario LI, mentre il loro Source S sono collegati a massa in modo da controllare la circolazione della corrente primaria nell'avvolgimento Li. Il Gate G di entrambi gli interruttori principali è collegato, tramite una resistenza R3, ad un circuito di alimentazione 20 atto a generare una tensione di alimentazione, di valore prefissato, dallo Zener ΠΖ2, per la polarizzazione degli elettrodi di controllo G di entrambi gli interruttori MOSI e MOS2. Infatti, come è noto, i due MOS presentano in ingresso un'impedenza di valore elevato e per entrare in conduzione. cioè per presentare una bassa resistenza tra il loro Drain D il loro Source S, devono essere polarizzati tra i Gate G e il Source S con almeno 4 Volt che costituisce il valore di soglia della tensione V^g tra G ed S. Pertanto, come mostrato nella figura 3, il circuito di alimentazione 20 che polarizza i Gate G dei due interruttori principali deve avere una tensione di un valore superiore alla tensione di soglia citato (per esempio 12 Volt). Il circuito 20 comprende un condensatore Cl la cui tensione viene limitata dal diodo Zener DZ2; il condensatore Cl è collegato ai Gate G dei due interruttori principali MOSI e M0S2, tramite il resistore R3, mentre è alimentato in corrente dall’avvolgimento primario Li tramite il resistore R4 ed il diodo D3 durante la semionda positiva.

Il sistema di accensione di figura 3 comprende inoltre un primo circuito 21 di scatto dell'interdizione per il MOSl, nonché un secondo circuito 22 di scatto dell'interdizione per il MOS2, tramite i quali si causa un brusco arresto della corrente primaria agli istanti in cui si deve provocare l'innesco della scintilla in CD.

In particolare, ciascun circuito di interdizione 21, 22 comprende un interruttore elettronico SCR1 ed SCR2 atto a collegare a massa il Gate G per 1*interdizione del rispettivo interruttore principale MOSI e M0S2; l'elettrodo di controllo G' di SCRl e di SCR2 è direttamente collegato al captatore magnetico Pi rispettivamente P2.

Il sistema di figura .3 comprende infine un circuito 23 di mantenimento dello stato di interdizione dei due interruttori principali MOSI e MOS2, che mantiene i Gate G collegati verso massa per tutto il tempo di generazione della tensione nell'avvolgimento primario Li, successivamente all'istante di innesco dell'accensione. Tale circuito 23 si rende necessario poiché la corrente che circola in R3 non è in grado di mantenere SCRl e SCR2 in conduzione .

Il circuito 23 comprende un transistore J4 avente il circuito collettore-emettitore CE atto a collegare verso massa l'alimentazione degli elettrodi di controllo dei due interruttori principali; la base B del transistore J4 è polarizzata con un segnale di tensione fornito dal partitore di tensione RI, R2 collegato ai due lati di Li tramite lo Zener DZl e i due diodi Di e D2 collegati con i catodi in comune.

Il funzionamento del sistema di accensione induttivo di figura 3 verrà ora spiegato brevemente con riferimento alla figura 4, nella quale è stato indicato il grafico della corrente primaria Li, ed alla figura 5 in cui è stato indicato il grafico delle tensioni fornite dai due captatori magnetici Pi e P2 a bassi regimi del motore a scoppio, mentre la linea tratteggiata indica un valore della tensione di soglia Vg che è il valore della <V>G'K P<er cu>^ SCRl e SCR2 entrano in conduzione tipicamente 0,65 Volt.

Come precedentemente riferito, con a è stato indicato l'angolo di anticipo dello scatto dell'accensione corrispondente allo sfasamento angolare tra i due captatori magnetici Pi e P2 nel circuito magnetico dello statore; si precisa inoltre che il captatore Pi che interviene a basso regime di giri, presenta un numero elevato di spire, mentre il captatore P2 che interviene ad un numero di giri più elevato, presenta proporzionalmente un numero di spire molto minore. Si supponga ad esempio che il captatore Pi abbia 600 spire e debba intervenire a 500 giri del motore,e il captatore P2 debba intervenire ad esempio a 4000 giri, il captatore P2 dovrà pertanto avere un numero di spire proporzionalmente ridotto dello stesso rapporto, cioè pari a 75 spire.

Ritornando allo schema di figura 3, quando la tensione presente ai capi del condensatore Cl, limitata dal diodo Zener DZ2, presenta un valore superiore alla soglia Vgg, allora i Gate G sia del MOSI che del MOS2 sono polarizzati allo stesso valore di tensione e i due interruttori MOS sono comandati in conduzione. In queste condizioni la corrente primaria generata dalla bobina di accensione può fluire attraverso l'avvolgimento primario LI richiudendosi sui due interruttori principali; in particolare quando la corrente ILi è positiva, sale dal diodo interno del MOS2, percorre LI e si richiude verso massa attraverso il Drain D e il Source S del MOSI, viceversa quando la corrente si trova nella sua semionda negativa. L'andamento della corrente primaria è rappresentato nel grafico di figura 4.

Pertanto, a basso regime di giri, quando il captatore Pi emette il suo segnale superiore alla soglia di tensione Vs, SCRl entrerà in conduzione interdicendo il MOSI; di conseguenza, data la posizione del captatore Pi prossima al punto di massimo strappo del flusso magnetico all'interno dello statore, si verificherà una brusca interruzione della corrente primaria in corrispondenza del massimo della semionda positiva, causando un elevato picco di tensione al primario LI della bobina di accensione ed un'alta tensione sul secondario L2 che innesca la scintilla sulla candela CD.

Il picco di tensione primaria, oltre provocare la scintilla sulla candela CD, tramite il diodo D3 e la resistenza R4 mantiene il condensatore Cl carico al valore di tensione stabilito dallo Zener DZ2; inoltre.

tramite DI, DZl, RI ed R2 manda in conduzione il transistore J4 del circuito 23 che manterrà i MOSI e MOS2 interdetti fino a quando l'avvolgimento primario genererà una tensione.

L'istante di innesco dell'accensione da parte dell'interruttore principale MOSI è indicato con al in figura 4; il secondo interruttore M0S2 non interviene in quanto in questa fase il segnale di tensione sul secondo captatore magnetico P2, risulta inferiore al valore di soglia VS, come indicato in figura 5.

Dopo questa fase, i Gate G del MOSI e M0S2, tramite la resistenza R3 di valore ohmico molto elevato, ad esempio di circa 200 K Ohm, vengono nuovamente polarizzati oltre la tensione di soglia con una corrente fornita dal condensatore Cl che riporta i due interruttori nel loro stato di conduzione. Siccome il MOSI e il MOS2 presentano una capacità di ingresso per esempio dell'ordine di 1000 PF, occorreranno alcune centinaia di microsecondi per raggiungere la tensione di soglia voluta.

Quando la velocità di rotazione aumenta, l'impulso generato dal captatore P2 che risulta essere in corrispondenza della gamba laterale 15 dello statore che per prima viene incontrata dal magnete 11, nel senso di rotazione del rotore 10, vale a dire in corrispondenza del massimo del primo picco negativo della corrente ILÌ, raggiungerà il valore di innesco di SCR2, all'istante a2, causando nuovamente l'interruzione della corrente nell'avvolgimento primario Li; si genera così una scintilla sfasata di un angolo a rispetto all'angolo di anticipo del captatore PI, di valore elevato pari a circa 30 ± 35"

A questo punto entra nuovamente in conduzione il transistore J4 che manterrà i due interruttori principali MOSI e MOS2 interdetti fino a quando Li genererà tensione, e quindi lo stesso avvolgimento primario risulterà aperto.

La variazione di flusso provocata dalla rotazione del rotore 10 produce dunque sul secondario L2 della bobina di accensione, una tensione in grado di innescare e di mantenere la scintilla per tutto l'angolo compreso tra .l'istante in cui il captatore genera il suo segnale di scatto per la produzione della scintilla, e l'istante in cui lo stesso rotore termina di indurre tensione negli avvolgimenti della bobina di accensione.

Quando uno dei due MOS è in conduzione, la sua caduta di tensione tra il Drain D ed il Source S è minore del valore della tensione di Zener DZ1; in questo modo si evita che il transistore J4 entri in conduzione durante la fase in cui circola la corrente primaria nei due MOS

Da quanto precede, risulta evidente che la velocità di rotazione a cui avviene lo scatto di anticipo per l'accensione, dipende dal numero di spire che costituiscono il captatore P2; similmente il numero di spire del captatore Pi determina la velocità a cui comincia ad apparire l'alta tensione sull'avvolgimento secondario L2, in pratica il "minimo scintilla".

La velocità di minimo scintilla non è molto critica come tolleranza, purché sia di un valore sufficientemente basso, mentre in alcune applicazioni viene richiesta una bassa tolleranza sul valore di velocità a cui avviene lo scatto di anticipo.

La tolleranza a cui avviene lo scatto di anticipo dipende a sua volta dalle tolleranze della tensione VQ«K dell'interruttore controllato SCR2, tipicamente di 0,65 0,15 Volt, e dalla variazione della stessa VQ»K in funzione della temperatura, tipicamente 2,5 m Volt/°C, oltre che dalle tolleranze meccaniche e magnetiche del generatore che possono essere contenute in valori accettabili.

Dn modo per rendere tollerabili le variazioni della tensione VQ»K tra elettrodo di controllo G' e catodo K dell'SCR2, è rappresentato in figura 6 dei disegni allegati. In questa figura si nota che tra l'elettrodo di controllo G* e il captatore P2 viene inserito un diodo Zener D23, tipicamente da 6,2 Volt, a monte del quale è stata derivata una resistenza di polarizzazione RG»K che permette di rendere trascurabili le variazioni della VQ'3⁄4 dell'SCR2, essendo la tensione dello Zener DZ3 molto precisa, dell'ordine dell'1%, con derivata termica di segno opposto a quella della VQ*K dell'SCR2. In questo caso naturalmente le spire del captatore P2 devono essere adeguatamente aumentate.

L'invenzione pertanto propone un sistema molto semplice per ottenere un'accensione induttiva con variazione di anticipo controllata elettronicamente, di basso costo .

Nelle applicazioni citate per questo tipo di accensione, molte volte sono richieste ulteriori funzioni quali ad esempio una limitazione dei giri del motore, realizzata togliendo la scintilla ad un numero di giri prefissato, ad esempio a 12.000 giri.

Una possibile soluzione a questo problema è mostrata nello schema circuitale di figura 7 in cui parti simili o equivalenti allo schema circuitale della precedente figura 3, sono state indicate con gli stessi riferimenti .

In generale il sistema di figura 7 comprende sempre un primo interruttore elettronico principale MOSI ed un secondo interruttore principale MOS2 collegati all 'avvolgimento primario Li della bobina di accensione, i cui elettrodi di controllo G sono collegati al circuito di alimentazione 20 che fornisce una tensione di polarizzazione costante che serve anche per alimentare con la tensione VQQ due temporizzatori Tl e T2. Analogamente in figura 7 con 23 è stato indicato il circuito di mantenimento dello stato di interdizione dei due interruttori principali MOSI e M0S2.

Il sistema di figura 7 si differenzia da quello di figura 3 per il fatto che tra ciascun captatore magnetico Pi, P2 e l'elettrodo di controllo G' dell'SCR di interdizione della circolazione della corrente primaria, è interposto un circuito temporizzatore Tl, T2 costituito da un multivibratore monostabile, resettabile, retriggherabile e di precisione, il quale consente l'emissione di un impulso di durata prestabilita tale da interrompere la scintilla, ovvero la corrente circolante negli avvolgimenti LI e L2 della bobina di accensione, al raggiungimento di un prefissato numero di giri del motore.

Più in particolare, dallo schema elettrico di figura 7, tenuto conto dei grafici di figure da 8 a 15, si nota che con Tl e rispettivamente T2 sono stati indicati i due temporizzatori monostabili, retriggherabili, ad esempio realizzati con un temporizzatore di precisione duale Motorola MC14538B, che agiscono sul fronte di discesa dei segnali presenti ai loro ingressi Bl e rispettivamente B2 (Figure 10 e 11); in altri termini sull'uscita non invertita Q1 e Q2 (Figure 12 e 13) arriverà un impulso T3⁄4i e T3⁄42 di durata prestabilita dall'ultimo fronte di discesa del segnale presente sul rispettivo ingresso Bl e B2. Pertanto, se:

con T si indica il periodo di rotazione del rotore 10 del generatore (Figura 8);

con T3⁄4 si indica il tempo intercorrente tra i due fronti di discesa di Bl e B2 (Figure 10 e 11);

con si indica il tempo del temporizzatore monostabile rettriggherabile Tl;

con T3⁄42 si indica il tempo del monostabile retriggherabile T2 (Figure 12 e 13), ed infine se

con Ql si indica il segnale Ql negato all'altra uscita di Tl,

si ha che il segnale del captatore PI inviato alla base del transistore Jl, viene squadrato da quest'ultimo e, tramite la resistenza R7 alimentata con la tensione VpD in uscita dal condensatore CI, viene inviato all'ingresso Bl di Tl. Contemporaneamente, l'uscita Ql del primo temporizzatore viene inviata all'elettrodo di controllo G' di SCRl tramite un condensatore C3, mentre la sua uscita negata Ql viene inviata, tramite la resistenza R9, alla base di un transistore J3 in grado di cortocircuitare verso massa il segnale emesso dall'uscita Q2 del temporizzatore T2.

Il segnale del captatore P2 similmente, viene a sua volta squadrato dal transistore J2 e, tramite la resistenza R8 sempre alimentata con la tensione VQQ in uscita dal condensatore Cl, viene inviato all'ingresso B2 del transistore J2. L'uscita non invertita Q2 di P2 viene inviata, tramite il condensatore C2, all'elettrodo di controllo G' dell'SCR2; i diodi D4 e D5 servono per scaricare i condensatori C2 e C3 quando Ql e Q2 sono basse .

Normalmente l'uscita Ql è alta e quindi il transistore J3 risulta in conduzione impedendo ad SCR2 di essere a sua volta attivato.

Sul fronte di discesa del segnale presente su Bl, l'uscita Ql commuta alto per un tempo T3⁄4i prestabilito da Tl e così, tramite C3, viene attivato SCRl che interdice il MOSI generando la scintilla sulla candela CD con anticipo comandato dal primo captatore PI. Quando Ql commuta alto, Ql commuta basso lasciando interdetto J3 per tutto il tempo T^l- Se durante tale tempo , Q2 commuta alto, allora può essere attivato SCR2 che interdice il MOS2 e rende così la scintilla comandata in fase con il captatore P2.

Pertanto, quando il tempo impostato dal temporizzatore Ti supera il tempo T3⁄4, dipendente dalla velocità di rotazione del motore, allora avviene uno scatto di fase di un angolo a dato dai due captatori Pi e P2. Quando il tempo di supera il periodo T, allora l'uscita Qi non commuta più per cui Qj è bassa, lasciando il transistore J3 sempre interdetto e quindi SCR2 può essere comandato.

In questo modo si determina, in maniera precisa, l'istante in cui avviene lo scatto di anticipo, togliendo l'influenza della magnetizzazione e quella di altre tolleranze meccaniche oltre a quelle termiche.

Quando il tempo T3⁄42 supera il periodo T, allora l'uscita Q2 del secondo temporizzatore T2 non cambia stato e quindi SCR2 non viene comandato; corrispondentemente il MOS2 non viene interdetto non avvenendo in questo modo alcuna scintilla su CD.

In pratica con il tempo T3⁄42 di <T>2 <s>i determina la velocità a cui viene soppressa la scintilla, costituendo in questo modo un limitatore di giri per il motore. Normalmente lo scatto di anticipo è eseguito a bassi giri per esempio a 3000 giri al minuto, mentre la limitazione dei giri è eseguita ad esempio a 12.000 giri al minuto. Durante la fase di limitazione, l'alimentazione è maltenuta dal condensatore essendo questa situazione transitoria e di breve durata.

Il comportamento del transistore J4 e dei componenti ad esso collegati è identico a quello precedentemente descritto con riferimento allo schema di figura 3; in particolare J4, dopo l'istante di scintilla, rimane in conduzione interdicendo MOSI e MOS2 per tutto il tempo in cui LI genera una tensione in grado di polarizzare la base di J4. Le figure 14 e 15 mostrano gli impulsi agli elettrodi di controllo dei due interruttori di interdizione SCR1 e SCR2.

Da quanto detto e mostrato nei disegni allegati si sarà dunque compreso che si è fornito un sistema di accensione induttiva per motori a combustione interna con anticipo controllato elettronicamente, mediante il quale si conseguono gli scopi dell'invenzione; si intende comunque che quanto è stato detto e mostrato è stato dato a puro titolo esemplificativo, e che altre varianti o modifiche possono essere apportate nei vari schemi elettrici, utilizzando soluzioni o componenti equivalenti, senza con ciò allontanarsi dai principi innovativi dell'invenzione, come rivendicata.

Claims (11)

1. R I VEND I CA Z I ON I 1. Un sistema di accensione induttiva per motori a combustione interna comprendente un generatore di tensione avente un rotore azionato dal motore a scoppio, detto rotore essendo provvisto di un sistema di poli magnetici interagente con il circuito magnetico di uno statore avente una bobina di accensione formata da un avvolgimento primario concatenato con il flusso magnetico dello statore, e da una bobina secondaria induttivamente accoppiata alla bobina primaria e collegata ad una candela di accensione; essendo previsti mezzi elettrici di controllo della circolazione della corrente nella bobina di accensione che vengono disattivati in funzione di almeno un segnale emesso da un captatore disposto nel circuito magnetico dello statore; nonché comprendente un circuito di controllo per consentire l'accumulo di energia magnetica nella bobina di accensione, rispettivamente per aprire detti mezzi elettrici di controllo della corrente per fare nascere una tensione indutta nell'avvolgimento secondario della bobina tale da causare un evento di accensione nel motore a combustione interna, caratterizzato dal fatto che detti mezzi elettrici di controllo della corrente comprendono: un primo e rispettivamente un secondo interruttore elettronico principale ciascuno avente un elettrodo di controllo; un circuito di alimentazione atto a fornire agli elettrodi di controllo degli interruttori elettronici principali una tensione superiore a quella di soglia dell’elettrodo di controllo, per mantenerli in uno stato di conduzione; un primo ed un secondo circuito di interdizione dello stato di conduzione di ciascun interruttore elettronico principale, ciascun circuito di interdizione comprende un interruttore elettronico secondario avente un elettrodo di controllo collegato ad un rispettivo captatore; e dal fatto che i captatori dei due interruttori elettronici principali sono disposti nel circuito magnetico dello statore in posizioni angolarmente distanziate tra loro, nel senso di rotazione del rotore.
2. 2. Sistema di accensione secondo la rivendicazione 1, in cui lo statore comprende un circuito magnetico di circolazione del flusso avente una gamba centrale e due gambe laterali, caratterizzato dal fatto che uno dei captatori è posizionato in corrispondenza della gamba centrale del circuito magnetico dello statore, mentre l'altro captatore è posizionato in corrispondenza della gamba laterale che per prima viene incontrata dal sistema magnetico del rotore, nella sua direzione di rotazione.
3. 3. Sistema di accensione secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il captatore che per primo viene incontrato dal sistema magnetico del rotore, comprende un avvolgimento avente un numero di spire inferiore a quello dell'altro captatore.
4. 4. Sistema di accensione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un circuito supplementare di mantenimento dello stato di interdizione degli interruttori elettronici principali.
5. 5. Sistema di accensione secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto circuito di mantenimento dello stato di interdizione degli interruttori elettronici principali, comprende un interruttore elettronico supplementare di collegamento verso massa del circuito di alimentazione, degli elettrodi di controllo degli interruttori principali, in cui l'elettrodo di controllo di detto interruttore ausiliario è alimentato con un segnale di tensione derivato dal circuito dell'avvolgimento primario della bobina di accensione.
6. 6. Sistema di accensione secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che l'elettrodo di controllo di detto interruttore ausiliario di mantenimento dello stato di interdizione, è collegato ad entrambe le estremità dell'avvolgimento primario della bobina di accensione, attraverso un partitore di tensione, un diodo Zener ed una coppia di diodi collegati con i catodi in comune, ed in cui detto diodo Zener presenta una caduta di tensione maggiore della caduta di tensione interna di ciascun interruttore elettronico di controllo della corrente primaria, nello stato di conduzione degli interruttori stessi.
7. 7. Sistema di accensione secondo la rivendicazione 1, in cui detto interruttore elettronico principale di controllo della corrente primaria è di tipo MOS.
8. 8. Sistema di accensione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto circuito di alimentazione della tensione di polarizzazione degli elettrodi di controllo degli interruttori principali, comprende un condensatore posto in parallelo ad un diodo Zener di stabilizzazione della tensione.
9. 9. Sistema di accensione secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che il captatore che per primo viene incontrato dal sistema magnetico del rotore durante la sua rotazione, è collegato all'elettrodo di controllo del rispettivo interruttore di interdizione, tramite un diodo Zener ed una resistenza di polarizzazione, e dal fatto che detto diodo Zener presenta una variazione della sua tensione di Zener in funzione della temperatura, che è di segno opposto a quella della tensione di soglia dell'elettrodo di controllo di detto interruttore elettronico secondario .
10. 10. Sistema di accensione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi per la limitazione dei giri del motore togliendo la scintilla ad un numero di giri prefissato, in cui detti mezzi di limitazione del numero di giri comprendono un dispositivo di temporizzazione nel circuito che collega ciascun captatore con l'elettrodo di controllo del rispettivo interruttore elettronico di interdizione.
11. 11. Sistema di accensione secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detti dispositivi di temporizzazione comprendono un primo ed un secondo multivibratore monostabile, resettabile e retriggherabile, dei quali il primo temporizzatore controlla la velocità a cui avviene lo scatto di anticipo dell'accensione, mentre il secondo temporizzatore controlla una velocità limite del motore alla quale si interrompe la generazione della scintilla di innesco della combustione, ciascun temporizzatore avendo un ingresso collegato al rispettivo captatore attraverso un circuito di squadratura del segnale, nonché avendo ciascuno una prima uscita logica di segnale, rispettivamente una seconda uscita logica del segnale negato ciascuna di dette prime uscite logiche dei segnali dei dispositivi di temporizzazione essendo inviata attraverso un condensatore, all'elettrodo di controllo secondario dell’interruttore secondario di interdizione del rispettivo interruttore elettronico principale, ed in cui l'uscita del segnale negato del primo dei due dispositivi di temporizzazione, viene inviata alla base di un transistore di cortocircuitazione a massa del segnale fornito da un condensatore in serie all'uscita non negata del secondo temporizzatore.