ITTO940843A1 - Dispositivo di controllo dell'accensione - Google Patents

Abstract

Lo scopo della presente invenzione è di fornire un dispositivo di controllo dell'accensione che possa prevenire l'accensione del motore mediante qualunque operazione oltre che il corretto azionamento della chiave, senza aggiungere una struttura di controllo ad un commutatore di accensione. Il dispositivo di controllo dell'accensione include un circuito (11) per rilevare una condizione di trasferimento che continua dall'istante in cui un contatto mobile (2a) di un commutatore di accensione (z) avente una struttura a trasferimento di contatto si separa da un contatto fisso di posizione aperta (2c) fino all'istante in cui il contatto mobile (2a) entra in contatto con un contatto fisso di posizione chiusa (2d), un circuito di rilevamento del trasferimento di commutazione (13) per rilevare che l'intervallo delle condizioni di trasferimento è maggiore o uguale ad un tempo dato, un circuito di monitoraggio del tempo di commutazione (12) per monitorare che l'intervallo delle condizioni di trasferimento cade entro un tempo ammissibilie ad un circuito di abilitazione dell'operazione di accensione (circuito a quattro ingressi AND) (18) per generare un'uscita di abilitazione dell'accensione (18c) soltanto quando un'operazione di commutazione del commutatore di accensione (z) sia stata completata entro un predeterminato periodo di tempo. Un dispositivo di accensione (4) realizza l'operazione di accensione quando gli viene alimentata un'uscita di abilitazione dell'accensione (18a).(Fig. 1).

Description

"Dispositivo di controllo dell’accensione"

La presente invenzione riguarda un dispositivo di controllo dell’accensione che permetta al motore di essere avviato quando un commutatore di accensione è azionato in modo corretto.

Convenzionalmente sono stati proposti vari circuiti per impedire che un motore venga avviato con operazioni improprie.

Il modello di utilità giapponese pubblicato con i1 .n.3-129776 descrive un dispositivo di accensione per il motore di un veicolo, includente due serie di interruttori di interconnessione ed un circuito di controllo per controllare l’intervallo di tempo fra l'istante in cui un contatto di uno degli interruttori viene chiuso e l'istante in cui un contatto di un altro interruttore viene chiuso, in modo da permettere al dispositivo di accensione di essere azionato quando i contatti di entrambi gli interruttori sono chiusi nello stesso tempo; e descrive anche un dispositivo di accensione per un motore di veicolo includente un interruttore di controllo ed un interruttore principale, in cui il dispositivo di accensione è azionato solo quando l’interruttore di controllo viene chiuso a seguito dello sbloccaggio di una porzione mobile in un veicolo e quando l’interruttore principale viene chiuso dopo un dato intervallo di tempo dall’istante in cui l'interruttore di controllo viene chiuso.

Il brevetto giapponese pubblicato con il n.4-272476 descrive un dispositivo di accensione per un motore includente un interruttore principale ed un interruttore di azionamento circuitale interconnesso con un azionamento dell’interruttore principale, in cui il dispositivo di accensione viene azionato quando l’interruttore di azionamento circuitale viene chiuso dopo un dato periodo di tempo dall’istante in cui l’interruttore principale viene chiuso.

In questo dispositivo di controllo di accensione di tipo convenzionale, tuttavia, l’interruttore di accensione ha una struttura bi-circuitale . Di conseguenza, è necessario un meccanismo di interconnessione per la struttura bi-circuitale e questa è una struttura complessa. Inoltre, le dimensioni dell’interruttore di accensione divengono rilevanti. Aggiungendo ad un veicolo esistente la funzione di prevenire l'accensione del motore da qualunque altra operazione oltre che il corretto azionamento della chiave, è necessario non solo modificare un circuito di controllo, ma anche modificare il commutatore di accensione e fornire il cablaggio ad un circuito di contatto addizionale e ciò rende difficile una modifica della struttura.

Di conseguenza, uno scopo della presente invenzione è di fornire un dispositivo di controllo dell'accensione che possa prevenire l’accensione del motore mediante qualunque altra operazione oltre che un corretto azionamento della chiave utilizzando un ordinario commutatore a chiave a cilindro avente una struttura a trasferimento di contatto a circuito singolo senza aggiungere un contatto ed un interruttore di interconnessione.

Secondo la presente invenzione, viene fornito un dispositivo di controllo dell'accensione avente mezzi di controllo dell’accensione per permettere ad un dispositivo di accensione di funzionare quando un intervallo da un istante in cui un contatto mobile di un commutatore di accensione avente una struttura di contatti a trasferimento si separa da un contatto fisso di posizione aperta del commutatore di accensione fino all'istante in cui il contatto mobile entra in contatto con un contatto fisso di posizione chiusa del commutatore di accensione cade in un intervallo ammissibile predeterminato.

Quando l’intervallo di tempo fra l'istante in cui il contatto mobile del commutatore di accensione si separa dal contatto fisso di posizione aperta all’istante in cui il contatto mobile entra in contatto con il contatto fisso di posizione chiusa cade nel campo ammissibile predeterminato, i mezzi di controllo dell’accensione permettono al dispositivo di accensione di funzionare.

Di conseguenza, può essere prevenuto il funzionamento improprio del dispositivo di accensione operato mediante qualunque altra azione oltre che il corretto azionamento della chiave.

Alcune forme di attuazione preferite della presente invenzione verranno ora descritte con riferimento ai disegni allegati, in cui:

la fig.l è uno schema circuitale di un dispositivo di controllo dell'accensione secondo la presente invenzione,

la fig.2 illustra le strutture di contatto di un commutatore di accensione,

la fig.3 è un diagramma su base tempi illustrante il funzionamento del dispositivo di controllo di accensione illustrato nella fig.l,

la fig.4 è uno schema circuitale di un altro dispositivo di controllo dell'accensione impiegante un contatore, e

la fig. 5 è uno schema a blocchi funzionale di un ulteriore dispositivo di controllo dell’accensione impiegante una CPU in un dispositivo di accensione.

La fig.l è uno schema circuitale di un dispositivo di controllo di accensione 1 secondo la presente invenzione.

Il dispositivo di controllo dell’accensione 1 include un commutatore di accensione 2, mezzi di controllo dell’accensione 3, un dispositivo di accensione 4, una batteria 5 ed un trasformatore di accensione 6.

Il commutatore di accensione 2 impiega un commutatore con struttura a trasferimento di contatto avente due contatti per un singolo circuito.

La fig.2 illustra forme di attuazione specifiche di tale struttura di contatto del commutatore di accensione 2.

Nella forma di attuazione nella fig.2(a), un contatto mobile 2a viene ruotato azionando una chiave non illustrata per connettere un contatto fisso comune 2b con un contatto fisso di posizione aperta 2c o con un contatto fisso di posizione chiusa 2d.

Nella forma di attuazione illustrata nella fig.

2(b) il commutatore ha tre posizioni, ossia un posizione di bloccaggio, una posizione aperta ed una posizione chiusa. Nella posizione di bloccaggio in cui, per esempio, un volante di sterzo viene bloccato in posizione non girevole e nella posizione aperta in cui tale condizione di bloccaggio del volante di sterzo viene rilasciata, un contatto fisso comune 2b ed un contatto fisso di posizione aperta/posizione di bloccaggio 2c sono collegati da un contatto mobile 2a. Nella posizione chiusa, il contatto fisso comune 2b ed il contatto fisso di posizione chiusa 2d sono collegati dal contatto mobile 2a.

Come illustrato nella fig.l, il contatto fisso comune 2b del commutatore di accensione 2 è collegato ad un elettrodo positivo della batteria 5.

I mezzi di controllo dell’accensione 3 sono normalmente alimentati con corrente proveniente dalla batteria 5. Il dispositivo di accensione 4 è alimentato quando il commutatore di accensione 2 è operato per selezionare la posizione chiusa.

I mezzi di controllo dell'accensione 3 includono un circuito NOR 11 che genera un'uscita logica di livello H durante un periodo di trasferimento dall’istante in cui il contatto mobile 2a del commutatore di accensione 2 si separa dal contatto fisso dì posizione aperta 2c all'istante in cui il contatto mobile 2a entra in contatto con il contatto fisso di posizione chiusa 2d . Un resistore di limitazione di corrente Ri è interposto fra un terminale di ingresso Ila del circuito NOR 11 ed il contatto fisso di posizione aperta 2c ed un resistore di limitazione di corrente R2 è interposto fra un terminale di ingresso llb del circuito NOR 11 ed il contatto fisso di posizione chiusa 2d. un resistore di pull-down R3 è interposto fra il terminale di ingresso Ila del circuito NOR 11 ed un potenziale di terra ed un resistore di pull-down R4 è interposto fra il terminale di ingresso llb del circuito NOR 11 ed il potenziale di terra.

Un’uscita Ile del circuito NOR 11 è alimentata al circuito di monitoraggio del tempo di commutazione 12 e ad un circuito di rilevazione del trasferimento di commutazione 13.

Il circuito di monitoraggio del tempo di commutazione 12 ha lo scopo di rilevare che un intervallo di tempo richiesto per il trasferimento della commutazione ecceda un tempo ammissibile predeterminato ed il circuito 12 include un circuito a tempo costante 14, un circuito comparatore di tensione 15 ed un circuito a flip-flop 16.

Il circuito a tempo costante 14 include un transistor NPN Ql avente una connessione di inseguimento di emettitore, un resistore di carica R5, un condensatore Cl ed un resistore di scarica R6.

Il circuito comparatore di tensione 15 include un comparatore di tensione 15a avente un terminale di ingresso di una tensione di riferimento 15b alimentato con una tensione di riferimento VTHl ottenuta dividendo una tensione di alimentazione con resistori R7 e R8 ed avente un terminale di ingresso di tensione comparativa 15c alimentato con una tensione di carica attraverso il condensatore Cl. Inoltre, il resistore R7 o il resistore R8 possono essere sostituiti da un resistore semifisso {a volume semifisso) per rendere la tensione di riferimento VTHl regolabile.

Un’uscita 15d del comparatore di tensione 15a è alimentata ad un terminale di ingresso stabilito S del circuito di flip-flop 16. Un terminale di ingresso di ripristino del circuito di flip-flop 16 è connesso ad un punto di connessione fra il resistore RI ed il resistore R3.

Il circuito di rilevazione del trasferimento di commutazione 13 include un circuito a tempo costante consistente di un resistore R9 ed un condensatore C2 ed un circuito di flip-flop 17.

Il riferimento 18 indica un circuito a quattro ingressi AND che forma un circuito di abilitazione dell' accensione .

Un’uscita di rilevazione NQ del circuito di monitoraggio del tempo di commutazione 12 è connessa ad un primo terminale di ingresso 18a del circuito a quattro ingressi AND 18. Un secondo terminale di ingresso Ì8b del circuito 18 è alimentato con un segnale a livello H attraverso un circuito di .inverter 19 quando il contatto mobile 2a si separa dal contatto fisso di posizione aperta 2c. Un terzo terminale di ingresso 18c del circuito 18 è alimentato con un segnale a livello H quando il contatto mobile 2a entra in contatto con il contatto fisso di posizione chiusa 2d. Un quarto terminale di ingresso 18d del circuito 18 viene alimentato con un’uscita di rilevazione Q del circuito di rilevazione del trasférimento di commutazione 13.

Un’uscita 18e del circuito a quattro ingressi AND 18 è alimentata ad un terminale di ingresso KI di controllo del funzionamento del dispositivo di accensione 4.

Il dispositivo di accensione 4 è del tipo ad accensione a scarica capacitiva (CDI). Il dispositivo di accensione 4 è progettato in modo che quando un ingresso logico a livello H è alimentato al terminale di ingresso KI di controllo del funzionamento, il dispositivo 4 interrompe una corrente elettrica che percorre l’avvolgimento primario 6a del trasformatore di accensione 6 in sincronismo con un segnale di rilevazione dell'angolo di manovella alimentato da un sensore di angolo di manovella (non illustrato), per esempio, ad un terminale di ingresso TI dell'istante di accensione, generando in questo modo un’alta tensione di accensione in un avvolgimento secondario 6b del trasformare di accensione 6.

verrà ora descritto il funzionamento del dispositivo di controllo dell’accensione 1.

Quando il contatto mobile 2a del commutatore di accensione 2 è nella posizione aperta, un punto di connessione (che verrà nel seguito indicato come punto A) fra il resistore Ri ed il resistore R3 è ad un livello H ed un punto di connessione (che verrà indicato nel seguito come punto B) fra il resistore R2 ed il resistore R4 è ad un livello L.

Dato che un segnale al punto A è alimentato ai terminali di ingresso di ripristino R dei circuiti di flip-flop 16 e 17, entrambi i circuiti di flipflop 16 e 17 sono in condizione di ripristino. Nello stesso istante in cui il contatto mobile 2a del commutatore di accensione 2 si separa dal contatto fisso di posizione aperta 2c, l'alimentazione di potenza proveniente dalla batteria 5 e diretta al resistore RI viene interrotta. Di conseguenza, come illustrato nella fig.3(a), il punto A diviene a livello L e le condizioni di ripristino dei circuiti flip-flop 16 e 17 vengono cancellate.

Durante l’intervallo fino a che il contatto mobile 2a entra in contatto con il contatto fisso di posizione chiusa 2d, il punto B rimane al livello L come illustrato nella fig.3(b). Di conseguenza, entrambi gli ingressi Ila e llb del circuito NOR 11 divengono a livello L e l’uscita Ile del circuito NOR 11 diviene a livello H come illustrato nella fig. 3(c).

Anche quando l'operazione .di commutazione del commutatore di accensione 2 viene svolta velocemente, ossia .quando la durata dell'uscita del circuito NOR 11 è breve, una costante di tempo decisa dal resistere R9 e dal capacitore C2 è permanentemente impostata ad un valore piccolo, in modo che una tensione sul condensatore C2 possa tranquillamente superare una tensione di soglia VTH2 ai terminali di ingresso impostati s del circuito di flip-flop 17.

Di conseguenza, come illustrato nella fig.3(d), la tensione sul condensatore C2 eccede la tensione di soglia VTH2 ai terminali di ingresso impostati S in un tempo breve secondo l'uscita Ile del circuito NOR 11 e come illustrato nella fig.3(e), l’uscita Q del circuito di flip-flop 17 viene invertita ad un livello H.

D’altro canto, un tempo di carica costante nel circuito a tempo costante 14 del circuito di monitoraggio del tempo di commutazione 12 è impostato in modo piuttosto ampio, in modo che la tensione di carica del condensatore Cl non possa crescere fino al voltaggio di riferimento comparativo VTHl durante il periodo della corretta operazione di commutazione. Di conseguenza, come illustrato con linea a punti nella fig.3(f), quando il periodo di trasferimento eccede un periodo ammissibile Tmax, l'uscita del circuito comparatore di tensione 15 va a livello H e come illustrato con linea a punti nella fig.3(g), l'uscita di inversione NQ del circuito di flip-flop 16 viene invertita ad un livello L.

Quando il commutatore di accensione 2 viene azionato correttamente, il tempo t durante il quale il contatto mobile 2a non è connesso né al contatto fisso 2c né al contatto fisso 2d non eccede il tempo ammissibile Tmax. Inoltre, la condizione in cui il contatto mobile 2a non è né connesso al contatto fisso 2c né al contatto fisso 2d continua per un periodo di tempo superiore al tempo di trasferimento minimo Tmin.

Di conseguenza, nel funzionamento corretto del commutatore di accensione 2, il circuito di flipflop 17 del circuito di rilevazione del trasferimento di commutazione 13 è impostato dall'uscita del circuito a tempo costante consistente nel resistore R9 e nel condensatore C2 e l'uscita Q del circuito di flip-flop 17 va a livello H. D’altro canto; l’uscita di inversione NQ del circuito di flip-flop 16 del circuito di monitoraggio del tempo di commutazione 12 rimane a livello H, poiché il circuito di flip-flop 16 non è impostato per il funzionamento corretto del commutatore di accensione 2.

Mentre il contatto mobile 2a rimane separato dal contatto fisso di posizione aperta 2c, l’uscita del circuito invertitore 19 è a livello H. Nell’istante in cui il contatto mobile 2a entra in contatto con il contatto fisso di posizione chiusa 2d, il punto B diviene a livello H. Di conseguenza, tutti i terminali di ingresso 18a-18d del circuito a quattro ingressi AND 18 divengono a livello H e l’uscita che permette l’accensione 18e di un livello H è quindi alimentata al terminale di ingresso di controllo del funzionamento KI del dispositivo di accensione 4.

Dato che l'alimentazione proveniente dalla batteria 5 è alimentata al dispositivo di accensione 4 tramite il contatto fisso di posizione chiusa 2d del commutatore di accensione 2, il dispositivo di accensione 4 effettua un'operazione di accensione secondo un segnale di rilevamento di angolo di manovella fornito da un sensore di angolo di manovella (non illustrato) al terminale di ingresso del temporizzatore di accensione TI, avviando in questo modo un motore.

Se il commutatore di accensione 2 viene forzato e l'intervallo di tempo dall’istante in cui il contatto mobile 2a si separa dal contatto fisso di posizione aperta 2c all'istante in cui il contatto mobile 2a entra in contatto con il contatto fisso di posizione chiusa 2d eccede il tempo ammissibile, il circuito di flip-flop 16 viene impostato dall'uscita comparativa 15d del circuito comparatore di tensione 15 e l’uscita di inversione NQ del circuito di flipflop 16 si porta al livello L. Di conseguenza, anche quando il contatto mobile 2a entra in contatto con il contatto fisso di posizione chiusa 2d con un azionamento così improprio del commutatore di accensione 2, l’uscita 18e del circuito a quattro ingressi AND 18 rimane a livello L, impedendo così l’operazione di accensione del dispositivo di accensione 4 .

Anche se il contatto fisso comune 2b ed il contatto fisso di posizione chiusa 2d del commutatore di accensione 2 sono forzatamente connessi insieme da qualunque altro materiale di collegamento elettrico, il punto A rimane al livello L, cosicché l’uscita che consente l’accensione 18e non viene generata .

Anche se un filo connesso al contatto fisso di posizione aperta 2c è tagliato e poi il contatto fisso comune 2b ed il contatto fi3so di posizione chiusa 2d vengono collegati fra loro mediante qualunque materiale di collegamento elettrico, l’accensione del motore con un’operazione cosi impropria è difficile, poiché il tempo ammissibile Tmax viene monitorato .

Altre forme di attuazione preferite della presente invenzione verranno ora descritte con riferimento alle figg.4 e 5.

La fig.4 è uno schema circuitale di un dispositivo di controllo di accensione 21 che impiega un contatore .

Il dispositivo di controllo dell’accensione 21 è progettato in modo che all'istante in cui il contatto mobile 2a del commutatore di accensione 2 si separa dal contatto fisso di posizione aperta 2c, un transistore PNP 22a costituente un circuito commutatore di potenza 22 viene attivato per alimentare la corrente proveniente dalla batteria 5 ad un mezzo di controllo dell'accensione 23 ed un impulso di ripristino 24a viene generato da un circuito di ripristino di alimentazione per ripristinare il circuito contatore 25. Così, il circuito contatore 25 conta il numero di impulsi 26a generati da un circuito generatore ad orologio 26. Nell’istante in cui il contatto mobile 2a entra in contatto con il contatto fìsso di posizione chiusa 2d ed un segnale di livello H viene alimentato ad un terminale di ingresso di arresto del conteggio 25a del circuito contatore 25, il circuito contatore 25 interrompe il conteggio. Così, un circuito di abilitazione dell’operazione di accensione 27 prende decisioni di abilitazione all'accensione secondo un conteggio di uscita 25b del circuito contatore 25.

Quando il conteggio di uscita 25b è maggiore di un 'valore di conteggio corrispondente al tempo di trasferimento minimo Tmin e non è superiore al valore di conteggio corrispondente al tempo ammissibile Tmax , il circuito di abilitazione dell’operazione di accensione 27 genera un’uscita 27a che abilita l'accensione .

Nel momento in cui il numero di impulsi 26a raggiunge un valore di conteggio corrispondente al tempo ammissibile Tmax, il circuito contatore 25 genera un segnale di richiesta dell’arresto dell’orologio 25c per interrompere il conteggio degli impulsi 26a da parte del circuito generatore 26.

Nella fig.4, RA è il resistore fra un resistore di abbattimento , RB indica un resistore di base e RC indica un resistore base-emettitore.

Nel dispositivo di controllo di accensione 21, quando il commutatore di accensione 2 è nella posizione aperta, una corrente elettrica viene alimentata unicamente al resistore di base RB e nessuna corrente elettrica viene alimentata ad un qualsiasi circuito del mezzo di controllo di accensione 23. Quindi, può essere effettuato un risparmio dell’energia della batteria 5.

La fig.5 è uno schema a blocchi funzionale di un dispositivo di controllo di accensione 31 che impiega un’unità elaborativa centrale (CPU) in un dispositivo di accensione.

Il dispositivo di controllo dell’accensione 31 è progettato in modo che nel momento in cui il contatto mobile 2a del commutatore di accensione 2 si separa dal contatto fisso di posizione aperta 2c, la corrente proveniente dalla batteria 5 viene alimentata attraverso il circuito commutatore di potenza 22 ad un dispositivo di accensione 40. Dopo il completamento dell ’inizializzazione di un microcomputer ad un chip 41 (CPU), nel dispositivo di accensione 40 un mezzo temporizzatore costituito da un contatore o da software nel CPU 41 inizia il conteggio del tempo finché il contatto mobile 2a entra in contatto con il contatto fisso di posizione chiusa 2d per fornire un segnale a livello H ad un terminale di ingresso 41a della CPU 41. Poi,<' >un mezzo di controllo di accensione 42 genera un'uscita di abilitazione dell'accensione 42a secondo un risultato di contegglo ottenuto dal mezzo temporizzatore. Il mezzo di controlo dell'accensione 42 è costituito da un programma di controllo preliminarmente immagazzinato in a memoria di sola lettura (ROM) o simile non illustrata.

Un mezzo di controllo della temporizzazione di accensione 43 è progettato per fornire un'operazione funzionale per l'accensione soltanto quando esso viene alimentato con un'uscita di abilitazione dell'accensione 42a.

Così, il mezzo di controllo dell’accensione 42 è integrato nel dispositivo di accensione 40, riducendo in questo modo le dimensioni del dispositivo di controllo dell’accensione 31.

Come descritto in precedenza, nel dispositivo di controllo dell'accensione secondo la presente invenzione, quando viene azionato il commutatore di accensione avente una struttura a trasferimento di contatto, viene monitorato l'intervallo durante il quale il contatto mobile non è collegato né al contatto fisso di posizione aperta né al contatto fisso di posizione chiusa (cioè un periodo di condizioni di trasferimento) per determinare di conseguenza se o no il commutare di accensione sia stato azionato correttamente ed effettua l’accensione in funzione dei risultati della determinazione. Di conseguenza, l’avviamento del motore tramite un azionamento improprio o simile del commutatore di accensione può essere evitato utilizzando un commutatore con una struttura a circuito singolo, senza aggiungere una struttura di contatto al commutatore di accensione come nelle strutture dei circuiti tradizionali.

Di conseguenza, il commutatore di accensione può essere di dimensioni più ridotte. Inoltre, anche aggiungendo la funzione secondo la presente invenzione ad un veicolo esistente, è soltanto necessario modificare il circuito di controllo.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONE 1. Dispositivo di controllo dell'accensione avente un mezzo di controllo dell’accensione per abilitare un dispositivo di accensione a funzionare quando un intervallo fra l'istante in cui un contatto mobile di un commutatore di accensione avente una struttura a trasferimento di contatto si separa da un contatto fisso di posizione aperta di detto commutatore di accensione all'istante in cui detto contatto mobile entra in contatto con un contatto fisso di posizione chiusa di detto commutatore di accensione cade dentro un campo ammissibile predeterminato.