ITTO980232A1 - Dispositivo di protezione di un motore d'avviamento. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"Dispositivo di protezione di un motore d’avviamento'

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di protezione per un motore d'avviamento utilizzato per mettere in funzione il motore di una motocicletta o simili, e più in particolare ad un dispositivo di protezione del meccanismo di avviamento che permette una messa in funzione affidabile del motore mantenendo attivo il motore d'avviamento durante l'azionamento di un interruttore del meccanismo d’avviamento (interruttore d’avviamento), ed impedisce il funzionamento del motore d’avviamento durante il funzionamento del motore, o per un periodo di tempo predeterminato dopo l'arresto del funzionamento del motore, impedendo così che un pignone del meccanismo d'avviamento si impegni con una corona dentata rotante, e proteggendo un sistema d'avviamento del motore.

La pubblicazione di modello di utilità giapponese a disposizione del pubblico n. Sho 53-37838 descrive un dispositivo di protezione di un meccanismo d'avviamento, in cui, una volta che un interruttore del meccanismo d'avviamento è disattivato, un motore d'avviamento non può essere azionato per un periodo di tempo predeterminato.

Nella pubblicazione di brevetto giapponese n. Sho 53-41300, un dispositivo di protezione di un meccanismo d'avviamento per un veicolo comprende: un relè del meccanismo d'avviamento avente un contatto disposto tra un terminale ausiliario di un meccanismo d’avviamento, ed un avvolgimento per azionare il contatto; un circuito rivelatore di frequenza per aprire il relè del meccanismo d'avviamento quando una frequenza di una tensione di ingresso alternata da un generatore montato su un veicolo supera un valore predeterminato; e mezzi a ritardo per controllare un transistore dello stadio di uscita del circuito rivelatore di frequenza allo scopo di mantenere aperto il relè del meccanismo d'avviamento per un certo periodo di tempo dopo la sospensione della tensione alternata. Cosi, il dispositivo di protezione del meccanismo d’avviamento permette la messa in funzione affidabile del motore, e protegge il meccanismo d'avviamento.

Secondo la pubblicazione di brevetto giapponese n. Sho 54-40698, un dispositivo di protezione per il meccanismo d'avviamento di un veicolo comprende: un relè del meccanismo d'avviamento avente un contatto disposto tra un terminale ausiliario di un meccanismo d'avviamento, ed un avvolgimento per azionare il contatto; un circuito rivelatore di frequenza per aprire il relè del meccanismo d'avviamento quando una frequenza di una tensione alternata applicata da un generatore montato su un veicolo supera un valore predeterminato; un interruttore del meccanismo d'avviamento per interrompere un circuito conduttore dell'avvolgimento del relè del meccanismo d'avviamento; un condensatore collegato al lato non corrispondente all'alimentatore dell'interruttore del meccanismo dì avviamento e alla massa; ed un percorso elettrico per introdurre una tensione del condensatore nel circuito rivelatore di frequenza. Il dispositivo di protezione del meccanismo d'avviamento impedisce il funzionamento del circuito rivelatore di frequenza per un certo periodo di tempo dopo che l'interruttore del meccanismo d'avviamento è nuovamente attivato.

Nella pubblicazione di modello di utilità giapponese a disposizione del pubblico n. Sho 53-37838, quando 1'interruttore del meccanismo d'avviamento è stato disattivato, il meccanismo d'avviamento non può essere attivato per un periodo di tempo predeterminato. Perciò, anche se il motore non è stato messo in funzione dall'azionamento precedente dell'interruttore del meccanismo d'avviamento e rimane completamente inattivo, il motore non può essere riavviato fino a quando non è trascorso il periodo dì tempo predeterminato

Nei dispositivi di protezione del meccanismo d'avviamento secondo le pubblicazioni di brevetto n. Sho 53-41300 e n. Sho 54-40698, una velocità del motore è rilevata sulla base di una frequenza della tensione alternata generata dall'alternatore, ed il sistema di avviamento del motore è staccato (ossìa il motore d'avviamento è arrestato) quando la velocità del motore supera un valore predeterminato. Quando tale dispositivo di protezione del meccanismo d'avviamento è applicato ad una motocicletta, il motore d'avviamento sarà arrestato se la velocità del motore supera il valore predeterminato durante una prima corsa di combustione, e così via. Ciò comprometterà le prestazioni di avviamento del motore, o in una certa misura irriterà un conducente.

Ad esempio, quando l'avviamento del motore è lento, è preferibile mettere in funzione in modo affidabile il motore alimentando ad intermittenza una forza di comando del motore d'avviamento mentre l'interruttore del meccanismo d'avviamento è azionato. Tuttavia, poiché il motore d'avviamento è arrestato sulla base di una velocità rilevata del motore (ossia la frequenza rilevata della tensione alternata), la forza di comando del motore d'avviamento non può essere utilizzata in modo efficace.

La presente invenzione è stata concepita per superare i problemi precedenti della tecnica anteriore, e fornisce un dispositivo di protezione del meccanismo d'avviamento in cui un motore d'avviamento è mantenuto attivo durante l'azionamento di un interruttore del meccanismo d'avviamento allo scopo di mettere in funzione in modo affidabile un motore, e il funzionamento del motore d'avviamento è inibito per impedire che un pignone del meccanismo d'avviamento si impegni con una corona dentata rotante durante il funzionamento del motore, o dopo che il motore diventa completamente inattivo anche quando 1’interruttore del meccanismo d'avviamento è azionato, proteggendo così il sistema d'avviamento del motore.

Secondo l'invenzione, il dispositivo di protezione del meccanismo d'avviamento comprende: una corona dentata fissata ad un albero a gomiti; un pignone del meccanismo d'avviamento che si impegna con la corona dentata suddetta per inerzia; un motore d'avviamento che alimenta potenza per far ruotare il pignone, suddetto del meccanismo d’avviamento; ed una unità di controllo di avviamento che controlla il funzionamento del motore d'avviamento suddetto. L'unità di controllo di avviamento riceve un segnale generato in funzione della rotazione dell'albero a gomiti ed un segnale dell’interruttore del meccanismo d'avviamento, e comprende un temporizzatore che mantiene un'uscita del temporizzatore per un periodo di tempo predeterminato in risposta alla rotazione dell'albero a gomiti. Il motore d'avviamento è azionato mentre l'interruttore del meccanismo d'avviamento è attivato durante l'assenza dell'uscita del temporizzatore. Il motore d'avviamento è mantenuto inattivo fino alla sospensione dell'uscita del temporizzatore 3e l'interruttore del meccanismo d'avviamento è azionato durante la presenza dell'uscita del temporizzatore.

L'unità di controllo dì avviamento è integrale con una unità di accensione, ed utilizza un segnale da un generatore di impulsi di accensione come segnale che è funzione della rotazione dell'albero a gomiti.

Il dispositivo di protezione del meccanismo d'avviamento permette il funzionamento del motore d'avviamento durante l'azionamento dell'interruttore del meccanismo d’avviamento quando l'interruttore del meccanismo d'avviamento è azionato durante l'assenza di una uscita del temporizzatore, in modo che il motore possa essere avviato in modo affidabile.

Secondo l'invenzione, il motore d'avviamento non può funzionare anche se l'interruttore del meccanismo d'avviamento è azionato durante il funzionamento del motore, o in un periodo di tempo specifico dopo l'arresto del motore. Perciò, è possibile impedire che il pignone del meccanismo d'avviamento si impegni con la corona dentata rotante, proteggendo il sistema d'avviamento del motore.

L'unità di controllo di avviamento per controllare il motore d'avviamento e l'unità di accensione per controllare l'accensione del motore sono realizzati come un organo integrale, ed il segnale dal generatore di impulsi di accensione può essere utilizzato quale segnale in funzione della rotazione dell'albero a gomiti. Ciò è efficace per rendere compatto il dispositivo di protezione del meccanismo d'avviamento e ridurne il costo.

Una forma di attuazione dell'invenzione sarà descritta con riferimento ai disegni annessi, nei quali:

la figura 1 rappresenta uno schema a blocchi che mostra una forma di attuazione di un sistema di avviamento/accensione a cui è applicato il dispositivo di protezione del meccanismo d'avviamento secondo l'invenzione.

La figura 2 rappresenta uno schema a blocchi che mostra un altro esempio del sistema di avviamento/accensione provvisto del dispositivo di protezione del meccanismo d'avviamento secondo l'invenzione.

La figura 3 rappresenta uno schema a blocchi che mostra ancora un altro esempio del sistema di avviamento/accensione comprendente il dispositivo di protezione del meccanismo d’avviamento secondo l'invenzione.

La figura 4 rappresenta una vista in sezione trasversale che mostra la struttura del motore d'avviamento, del pignone del meccanismo d’avviamento del tipo ad inserimento ad inerzia, e della corona dentata fissata all'albero a gomiti.

La figura 5 rappresenta un diagramma temporale che mostra il funzionamento dell'unità di controllo d'avviamento.

La figura 1 rappresenta uno schema a blocchi che mostra la configurazione di un sistema di avviamento/accensione a cui è applicato il dispositivo di protezione del meccanismo d'avviamento secondo l'invenzione.

Con riferimento alla figura 1, il sistema di avviamento/accensione 1 è contenuto in una unità CDl 2 ("capacitor discharge type ignition control unit" - unità di controllo di accensione del tipo a scarica capacitiva) insieme con una unità di controllo di avviamento 3, formando così un'unità integrale.

Il sistema di avviamento/accensione 1 comprende una batteria 4, un ACG 5 (alternatore), e un REG/REC 6 (circuito regolatore/raddrizzatore di tensione).

L'ACG 5 è collegato ad un albero a gomiti di un motore (non rappresentato).

Durante il funzionamento del motore, energia elettrica alternata generata dall'ACG 5 è raddrizzata e regolata in tensione dal REG/REC 6, è convertita in energia elettrica in corrente continua, carica la batteria 4, ed è alimentata a vari carichi.

Il REG/REC 6 comprende un diodo di prevenzione di flusso inverso e simili allo scopo di impedire che l'energia elettrica della batteria 4 sia alimentata al REG/REC 6.

L'energia elettrica in corrente continua della batteria 4 è alimentata attraverso un fusibile 7 ad un circuito alimentatore 21 nell'unità CDI 2, ed anche ad un lato di un interruttore 8 del meccanismo d'avviamento e ad un lato di un interruttore di arresto 9.

Inoltre, l'energia elettrica in corrente continua della batteria 4 è alimentata ad un contatto IOa di un relè di avviamento 10.

L'interruttore del meccanismo d'avviamento 8 è azionato premendo un pulsante di avviamento (non rappresentato), e rimane attivo mentre il pulsante viene premuto.

Successivamente, l'energia elettrica in corrente continua della batteria 4 è alimentata ad un primo terminale di ingresso di un circuito AND a due ingressi e ad una prima estremità di un avvolgimento di eccitazione 10a del relè 10 del meccanismo d'avviamento.

L'interruttore di arresto 9 è azionato congiuntamente con l'azione di frenatura. Quando l'interruttore di arresto 9 è azionato seguendo l'azione di frenatura, l’energia elettrica in corrente continua della batteria 4 è alimentata non soltanto all'altro terminale di ingresso del circuito AND 3 a due ingressi dell'unità di controllo di avviamento 3, ma anche ad un fanalino di stop 11.

Il fanalino di stop 11 si accende quando avviene una azione di frenatura, indicando così visivamente l'azione di frenatura.

Un angolo di manovella dell'albero a gomiti (non rappresentato) del motore è rilevato da un generatore di impulsi 12 (sensore dell'angolo di manovella).

Nella figura 1, il generatore di impulsi 12 ha una bobina del generatore di impulsi per rilevare un flusso magnetico alimentato da un magnete fissato in una posizione predeterminata dell'albero a gomiti o di un albero rotativo dell'ACG 5.

Un segnale di rilevazione dell'angolo di manovella 12a rilevato dal generatore di impulsi 12 è alimentato ad un circuito modellatore di forma d’onda 22 nell'unità CDI 2.

L’unità CDI 2 comprende un circuito alimentatore 21, un circuito modellatore di forma d'onda 22, un convertitore 23, un circuito di controllo di accensione 24, un condensatore principale 25, un tiristore (SCR) 26 ed una unità di controllo di avviamento 3.

Il circuito alimentatore 12 riceve l'energia elettrica in corrente continua dalla batteria 4, e l'energia elettrica in corrente continua che è generata dall'ACG 5 ed alimentata attraverso il REG/REC 6 durante il funzionamento del motore, generando così una potenza VCC di alimentazione dei circuiti la cui tensione è inferiore alla tensione della batteria ed è stabilizzata, e la alimenta a vari circuiti.

In particolare, la potenza VCC di alimentazione dei circuiti è alimentata al circuito modellatore di forma d’onda 22, al convertitore 23, al circuito di controllo di accensione 24, e al circuito di controllo del meccanismo d’avviamento 3-Il circuito modellatore di forma d'onda 22 modella il segnale di rilevazione dell'angolo di manovella 12a dal generatore di impulsi 12 allo scopo di generare e fornire in uscita un segnale dell'angolo di manovella a due livelli 22a.

Il segnale dell'angolo di manovella 22a e alimentato al circuito di controllo di accensione 24 e all'unità di controllo di avviamento 3·

Il convertitore 23 è un convertitore corrente continua-corrente continua del tipo elevatore di tensione che genera e fornisce in uscita una tensione elevata 23a che è molto più alta della tensione della potenza di alimentazione dei circuiti VCC.

La tensione elevata 23a dal convertitore 23 è alimentata al condensatore principale 25, e ad un circuito serie costituito da un avvolgimento primario 27a di una bobina di accensione 27, caricando così il condensatore principale 25.

Il circuito di controllo di accensione 24 riconosce l’angolo di manovella dell'albero a gomiti sulla base del segnale di angolo dì manovella 22a dal circuito modellatore di forma d'onda 22, riconosce un ciclo di rivoluzione del motore (una velocità del motore) sulla base di un ciclo del segnale di angolo di manovella 22a (ossia il numero di segnali di angolo di manovella 22a generati per unità di tempo), anticipa o ritarda la fasatura di accensione sulla base del ciclo di rivoluzione del motore, e genera e fornisce in uscita un segnale impulsivo di sgancio 24a con la fasatura di accensione anticipata o ritardata.

Il segnale impulsivo di sgancio 24a è applicato ad un "gate" del tiristore 26. Il tiristore 26 diventa conduttivo in risposta al segnale impulsivo di sgancio 24a.

Dopo la conduzione del tiristore 26, una carica elettrica nel condensatore principale 25 si scarica rapidamente attraverso un circuito chiuso formato dall’avvolgimento primario 27a della bobina di accensione 27, dal condensatore principale 25, e dal tiristore 26.

Un’alta tensione indotta su un avvolgimento secondario 27b della bobina di accensione 27 è applicata ad una candela di accensione 28 per accendere il motore.

L'unità di controllo di avviamento 3 comprende: un circuito AND a due ingressi 31 che riceve le informazioni di stato di azionamento degli interruttori del meccanismo d'avviamento e di arresto 8 e 9 quali ingressi; un temporizzatore 32 attivato in risposta al segnale di angolo di manovella 22a; un transistore NPN 33 per inibire l'applicazione del segnale di angolo di manovella 22a al temporizzatore 32;un transistore NPN 34 per azionare il relè del meccanismo d'avviamento 10 in risposta ad una uscita 32a del temporizzatore 32; un invertitore 35 per invertire un livello logico dell'uscita del temporizzatore 32a; un transistore NPN di prevenzione di riavviamento 36 per impedire che l'uscita del circuito AND a due ingressi 31 aia applicata ad una base del transistore NPN 33, in risposta ad una uscita dell’invertitore 35; e resistori di base da 37 a 40 dei rispettivi transistori.

Il temporizzatore 32 comprende: un transistore NPN di carica rapida 42 per caricare rapidamente un condensatore di impostazione di intervallo del temporizzatore 41 in risposta al segnale di angolo dì manovella 22a; un resistore di scarica 43 affiancato al condensatore di impostazione di intervallo del temporizzatore 41 allo scopo di determinare una costante di tempo del condensatore 41; ed un invertitore di uscita del temporizzatore 44 per produrre il segnale di uscita del temporizzatore a due livelli 32a utilizzando una tensione di carica del condensatore 41 quale ingresso.

L'invertitore di uscita del temporizzatore 44 è un invertitore del tipo trigger di Schmitt in cui le soglie di tensione di ingresso sono differenti quando il livello di uscita varia da un livello basso L ad un livello alto H e quando il livello di uscita varia dal livello alto H al livello basso L.

Con riferimento alla figura 1, il sistema di avviamento/accensione 1 è destinato ad avviare il motore quando entrambi gli interruttori del meccanismo d’avviamento e di arresto 8 e 9 sono simultaneamente azionati, ossia quando è in corso l'operazione di frenatura.

Quando entrambi gli interruttori di avviamento e di arresto 8 e 9 sono azionati, l'uscita del circuito AND a due ingressi 31 passa al livello alto H.

Questa uscita è applicata alla base del transistore NPN 33 di prevenzione di ingresso del temporizzatore attraverso il resistore di base 37.

Mentre il motore (non rappresentato) non è in funzione, il generatore di impulsi 12 non fornisce in uscita il segnale di rilevazione dell'angolo di manovella 12a, per cui il circuito modellatore di forma d'onda 22 non fornisce in uscita il segnale di angolo di manovella 22a.

Poiché la carica elettrica del condensatore di impostazione di intervallo del temporizzatore 41 è scaricata attraverso il resistore di scarica 43, una tensione di ingresso dell'invertitore di uscita del temporizzatore 44 è inferiore alla soglia di tensione di ingresso, ed il segnale di uscita del temporizzatore 32a, ossia l'uscita dell'invertitore 44, ha il livello H

Quando il segnale di uscita del temporizzatore 32a ha il livello H, l'uscita dell'invertitore 35 assume il livello L, per cui il resistore NPN 35 di prevenzione del riavviamento è disattivato (ossia diventa non conduttore).

Perciò, la corrente di base del resistore di base 37 è applicata al transistore NPN 33 di prevenzióne di ingresso del temporizzatore in accordo con l'uscita del circuito AND a due ingressi 31. 11 transistore NPN 33 è allora attivato (ossia diventa conduttore).

Dopo l'azionamento dell'interruttore del meccanismo d'avviamento 8, la tensione continua della batteria 4 è applicata ad una prima estremità dell'avvolgimento di eccitazione 10a del relè di avviamento 10 attraverso l'interruttore del meccanismo d'avviamento 8.

L'altra estremità dell'avvolgimento di eccitazione 10b del relè di avviamento 10 è collegata ad un collettore del transistore NPN 34 di attivazione del relè di avviamento.

Quando il segnale di uscita 32a del temporizzatore 32 ha il livello H, la corrente di base è alimentata al transistore NPN 34 attraverso il resistore di base 39. In questa condizione, il transistore NPN 34 rimane conduttore, ed una corrente di eccitazione è alimentata all'avvolgimento di eccitazione 10b del relè di avviamento 10 attraverso un percorso costituito dalla batteria 4, dal fusibile 7, dall'interruttore del meccanismo d'avviamento 8, dall'avvolgimento di eccitazione 10b, e dal transistore NPN 34, chiudendo così il contatto IOa del relè di avviamento 10.

Dopo la chiusura del contatto 10a del relè di avviamento 10, la tensione continua è alimentata dalla batteria 4 ad un motore d'avviamento 13 attraverso il contatto 10a, azionando cosi il motore d'avviamento 13.

Il motore d'avviamento 13 è un motore in continua. Quando il motore d'avviamento 13 è azionato, il pignone del meccanismo d'avviamento si impegna con la corona dentata fissata all'albero a gomiti, per cui l'albero a gomiti è fatto ruotare dalla forza di rotazione del motore d'avviamento 13.

La posizione dì rotazione dell'albero a gomiti è quindi rilevata dal generatore di impulsi 12, che fornisce in uscita il segnale di rilevazione dell'angolo di manovella 12a.

Il circuito modellatore di forma d'onda 22 modella il segnale di rilevazione dell'angolo di manovella 12a fornendo in uscita il segnale di angolo di manovella 22a.

Il circuito di controllo di accensione 24 genera un segnale impulsivo di sgancio 24a in risposta al segnale di angolo dì manovella 22a.

Il segnale di angolo di manovella 22a dal circuito modellatore di forma d'onda 22 è alimentato all'ingresso del temporizzatore 32 attraverso il resistore di base 33· Se entrambi gli interruttori del meccanismo d'avviamento e di arresto 8 e 9 sono premuti per avviare il motore, il transistore NPN 33 di prevenzione di ingresso del temporizzatore è mantenuto conduttore dall'uscita di livello H del circuito AND a due ingressi 31. Perciò, un potenziale di base del transistore di carica rapida 42 nel temporizzatore 32 è mantenuto al livello L.

In altre parole, negli stati precedenti degli interruttori del meccanismo d'avviamento e di arresto 8 e 9, il segnale di angolo di manovella 22a non è applicato al temporizzatore 32 a causa del transistore NPN 33 di prevenzione di ingresso del temporizzatore.

In questa condizione, il segnale di uscita 32a del temporizzatore 32 è mantenuto al livello H, per cui al motore d'avviamento 13 è alimentata potenza attraverso il relè d'avviamento 10, ed esso continua a ruotare.

Cosi, la rotazione continua del motore d'avviamento 13 permette la messa in funzione affidabile delmotore.

Quando l’interruttore del meccanismo d’avviamento 8 o l'interruttore d'arresto 9, o entrambi questi interruttori, sono disattivati mentre il motore viene avviato, l’uscita del circuito AND a due ingressi 31 assume il livello L disattivando il transistore NPN 33 di prevenzione di ingresso del temporizzatore.

Quando il transistore NPN 33 è disattivato, il segnale di angolo di manovella 22a è alimentato alla base del transistore NPN di carica rapida 42 dal circuito modellatore di forma d’onda 22 attraverso il resistore di base 33.

Il transistore NPN 42 è quindi attivato dalla corrente di base.

Successivamente, la potenza di alimentazione dei circuiti VCC è applicata al condensatore di impostazione di intervallo del temporizzatore 41 attraverso il transistore NPN 42 per caricare rapidamente il condensatore 41.

Dopo che il condensatore 41 è stato rapidamente caricato, l’uscita dell'invertitore di uscita del temporizzatore 44 assume il livello L, per cui la corrente di base del transistore NPN 34 di azionamento del relè dì avviamento è interrotta allo scopo di disattivare il transistore NPN 34.

L'alimentazione di corrente all'avvolgimento di eccitazione 10b del relè di avviamento 10 è interrotta per aprire il contatto 10a del relè di avviamento 10, ed interrompere l’alimentazione di corrente al motore d'avviamento 73.

Il circuito illustrato nella figura 1 è realizzato in modo che l'energia elettrica sia alimentata all'avvolgimento di eccitazione 10b del relè di avviamento 10. Perciò, quando l’interruttore di avviamento 8 è disattivato, l'alimentazione di energia elettrica all’avvolgimento di eccitazione 10b è interrotta, aprendo così il contatto 10a per impedire l'alimentazione di energia elettrica al motore d'avviamento 13.

Il temporizzatore 32 è realizzato in modo da continuare a fornire l'uscita del temporizzatore 32a di livello L per un intervallo predeterminato del temporizzatore dopo la generazione dell'uscita del temporizzatore 32a di livello L in risposta al segnale di angolo di manovella 22a. L'intervallo del temporizzatore è approssimativamente di diverse centinaia di millisecondi (ad es. 0,5 secondi).

Perciò, anche se l'albero a gomiti ruota molto lentamente ed il segnale di angolo di manovella 22a ha un ciclo molto lungo, il segnale di uscita del temporizzatore 32a mantiene il livello L, ed è disposto in modo da ritornare al livello H in diverse centinaia di millisecondi (ad es. 0,5 secondi) dopo che l'albero a gomiti smette di ruotare (ossia il motore si ferma) e non viene fornito in uscita il segnale di angolo di manovella 22a.

Quando il segnale di uscita del temporizzatore 32a rimane al livello, l'uscita dell'invertitore 35 si trova al livello H, e la corrente di base è alimentata al transistore NPN 36 di prevenzione di riavviamento attraverso il resistore di base 40. Il transistore NPN 36 diventa allora conduttore.

Il transistore NPN 36 impedisce quindi che l'uscita del circuito AND a due ingressi 31 sia alimentata al transistore NPN 33 di ingresso del temporizzatore.

Perciò, anche quando entrambi gli interruttori del meccanismo d'avviamento e diarresto 8 e 9 sono azionati per riavviare il motore mentre il segnale di uscita del temporizzatore 32a rimane al livello L (ossia durante la rotazione dell'albero a gomiti o dopo che è trascorso l’intervallo del temporizzatore dopo l'arresto dell'albero a gomiti), il motore d'avviamento 13 non può essere azionato.

Nella configurazione circuitale illustrata nella figura 1, quando l'interruttore del meccanismo d'avviamento 8 è azionato mentre il segnale di uscita del temporizzatore 32a rimane al livello H, il relè di avviamento 10 è azionato alimentando energia elettrica al motore d'avviamento 13 allo scopo di azionarlo. L'uscita di moto del motore d'avviamento 13 provoca la rotazione dell'albero a gomiti. Quando il segnale di uscita 32a del temporizzatore 32 assume il livello L in risposta al segnale di angolo di manovella 22a, il transistore NPN 34 di azionamento del relè di avviamento è reso non conduttore, il che rilascia il relè di avviamento.

10, per cui l'alimentazione di energia elettrica al temporizzatore 13 è sospesa durante l'intervallo del temporizzatore.

Tuttavia, quando l'interruttore del meccanismo d'avviamento 8 rimane premuto, la corrente è alimentata in modo intermittente al motore d'avviamento 13 in accordo con il ciclo di intervallo del temporizzatore. Ciò significa che si consuma energia elettrica inutile, e ciò non è preferibile.

Allo scopo di superare questo problema, un circuito illustrato nella figura 2 è configurato come segue. L'interruttore del meccanismo d'avviamento 8 è collegato in serie a valle dell'interruttore di arresto 9. Quando entrambi gli interruttori di arresto e del meccanismo d'avviamento 9 ed 8 sono simultaneamente azionati, l’energia elettrica è alimentata all'avvolgimento di eccitazione 10b del relè di avviamento 10, e la corrente di base è alimentata al transistore NPN 33 di prevenzione di ingresso del temporizzatore attraverso il resistore di base 37. Perciò, quando soltanto l'interruttore del meccanismo d'avviamento 8 è azionato, non viene alimentata energia elettrica al motore d'avviamento 13.

Nel circuito illustrato nella figura 2, gli interruttori di arresto e del meccanismo d'avviamento 9 ed 8 sono collegati in serie allo scopo di produrre uscite AND per questi interruttori, per cui è possibile eliminare il circuito AND a due ingressi 31 illustrato nella figura 1.

La figura 3 rappresenta uno schema a blocchi che mostra la configurazione di un altro sistema di avviamento/ accensione comprendente il dispositivo di protezione del meccanismo d'avviamento secondo l'invenzione.

Una unità di controllo di avviamento 30 nella figura 3 comprende un circuito AND a tre ingressi 30A, un multivibratore monostabile risganciabile 30B che costituisce un temporizzatore, ed un circuito di attivazione di "gate" 30C.

Il multivibratore monostabile 30B fornisce in uscita tramite un terminale di uscita 30F un segnale di uscita di livello L 30f (ossia un segnale di uscita del temporizzatore) per l'intervallo predeterminato del temporizzatore in risposta al segnale di angolo di manovella 22a alimentato ad un terminale di ingresso di sgancio 30E quando il livello logico di un segnale applicato ad un terminale di ingresso di abilitazione 30D ha il livello L.

Il multivibratore monostabile 30B è realizzato in modo da continuare a fornire in uscita il segnale di uscita di livello L 30f (segnale di uscita del temporizzatore) per l'intervallo predeterminato del temporizzatore dopo che è stato applicato il segnale di angolo di manovella 22a, se un segnale successivo dì angolo di manovella 22a è applicato al terminale di ingresso di sgancio 30E mentre è presente il segnale di uscita 30f.

Il periodo di funzionamento del multivibratore monostabile 30B è impostato approssimativamente a 0,5 secondi, ad esempio.

Il multivibratore monostabile 30b interrompe il suo funzionamento quando il livello logico del segnale applicato al terminale di ingresso di abilitazione 30D si trova al livello H, e fornisce in uscita il segnale di uscita di livello H 30f (segnale di uscita del temporizzatore) tramite il terminale di uscita 30F.

Il circuito AND a tre ingressi 30A riceve non soltanto un segnale di azionamento dell'interruttore del meccanismo di avviamento che assume il livello H quando l'interruttore del meccanismo di avviamento 8 è azionato,ma anche il segnale di uscita 30f (segnale dì uscita del temporizzatore) dal multivibratore monostabile 30B.

Un segnale di uscita AND 30a del circuito AND a tre ingressi 30A è applicato al terminale di ingresso di abilitazione 30D del multivibratore monostabile 30B e al circuito di attivazione di "gate" 30C.

Ricevendo il segnale di uscita AND 30a di livello H dal circuito AND a tre ingressi 30A, il circuito di attivazione di "gate" 30c applica potenza di "gate" ad un "gate" del transistore ad effetto di campo 14 per azionare il motore d'avviamento allo scopo di rendere conduttore il transistore 14.

Quando il transistore ad effetto di campo 14 diventa conduttore, l'energia elettrica in corrente continua è applicata al motore d'avviamento 13 dalla batteria 4, facendo così ruotare il motore d’avviamento 13·

Nella configurazione precedente, se entrambi gli interruttori del meccanismo d’avviamento e di arresto 8 e 9 sono azionati quando il segnale di uscita (segnale di uscita del temporizzatore) 30f dal multivibratore monostabile 30B ha il livello H, ossia quando l'albero a gomiti non è in rotazione, l'uscita AND 30a del circuito AND a tre ingressi 30A assume il livello H. In risposta all'uscita AND 30a di livello H, la potenza di "gate" è applicata al transistore ad effetto di campo 14, che diventa allora conduttore azionando il motore d'avviamento 13.

L'uscita AND di livello H 30a è anche applicata al terminale di ingresso di abilitazione 30D del multivibratore monostabile 30B, in modo che il multivibratore 30B cessi di funzionare come multivibratore monostabile, e fornisca in uscita il segnale di uscita di livello H (segnale di uscita del temporizzatore) 30f.

Anche quando il motore d'avviamento 13 rimane attivo, l'uscita AND 30a del circuito AND a tre ingressi 30A rimane al livello H finché gli interruttori del meccanismo d'avviamento e di arresto 8 e 9 vengono azionati. Perciò, il motore d'avviamento 13 può rimanere attivo attraverso il circuito di attivazione di "gate" 30C ed il transistore ad effetto di campo 14.

Quando l'interruttore del meccanismo d'avviamento 8 oppure 1'interruttore di arresto 9 è disattivato, l'uscita AND 30a del circuito AND a tre ingressi 30A assume il livello L, per cui il transistore ad effetto di campo 14 è controllato nello stato inattivo, ed il motore d'avviamento 13 è arrestato.

Dopo che l'uscita AND 30a assume il livello L, il terminale di ingresso di abilitazione 30D del vibratore 30B assume il livello L, mantenendo così attivo il multivibratore monostabile 30B.

11 segnale dì uscita (segnale di uscita del temporizzatore) 30f assume il livello L in risposta al segnale di angolo di manovella 22a dal circuito modellatore di forma d'onda 22.

Il segnale di uscita di livello L (segnale di uscita del temporizzatore) 30f è mantenuto durante la rotazione dell'albero a gomiti (ossia durante il funzionamento del motore), o fino al termine dell'intervallo del temporizzatore dopo l'arresto della rotazione dell'albero a gomiti (ossia l'arresto del funzionamento del motore).

Perciò, anche se entrambi gli interruttori del meccanismo d'avviamento e di arresto 8 e 9 sono azionati mentre il segnale di uscita 30f rimane al livello H, l'uscita AND del circuito AND a tre ingressi 30A non assume il livello H, per cui è possibile impedire il riavviamento del motore d'avviamento 13 durante la rotazione dell'albero a gomiti, o fino al termine dell'intervallo del temporizzatore dopo l'arresto della rotazione dell'albero a gomiti.

La figura 4 rappresenta una vista in sezione trasversale che mostra la struttura del motore d'avviamento, del pignone del meccanismo d'avviamento del tipo ad inserimento ad inerzia e della corona dentata fissata all'albero a gomiti.

Quando il motore d'avviamento 13 è azionato, la sua forza di rotazione è trasmessa al rotismo azionato ad inerzia 115 attraverso un ingranaggio di ingresso 116 destinato ad impegnarsi con un pignone 132 del motore d'avviamento in corrispondenza di una estremità 131 del motore d’avviamento 13· Un pignone del meccanismo d'avviamento 117 è fatto sporgere verso sinistra dalla foria d'inerzia (nella figura 4), e si impegna con la corona dentata 77a su una superficie periferica esterna di una 3emi-puleggia stazionaria 77 facendo ruotare la semi-puleggia 77 con l'albero a gomiti 40, avviando così il motore 50.

Nella figura 4, il numero di riferimento 111 indica un magnete esterno di statore, ed il numero di riferimento 112 indica un avvolgimento interno di rotore.

Il numero di riferimento 78 indica una semi-puleggia rotativa.

Il numero di riferimento 127 indica un albero del pedale d'avviamento. Quando un pedale d'avviamento (non rappresentato) accoppiato all'albero del pedale d’avviamento 127 attraverso un braccio del pedale d'avviamento (non rappresentato) è azionato con il piede facendo ruotare l'albero del pedale d'avviamento contro l'azione di una molla di richiamo 101, un ingranaggio elicoidale 100 è fatto ruotare integralmente con l'albero del pedale d'avviamento 127. Successivamente, un ingranaggio elicoidale 103 in impegno con l'ingranaggio elicoidale 100 ruota integralmente con un albero scorrevole 102, e scorre verso destra contro una molla di frizione 105. Una ruota a denti d'arresto 104 si impegna con un nottolino 79a di una protuberanza 79, facendo così ruotare in modo forzato l'albero a gomiti 140 per mettere in funzione il motore 150.

La figura 5 rappresenta un diagramma temporale dell'unità di controllo di avviamento illustrata nella figura 1. In particolare, la figura 5(a) mostra la sequenza di funzionamento dell'interruttore del meccanismo d'avviamento 8, la figura 5(b) mostra la sequenza di funzionamento dell'interruttore d'arresto 9, e la figura 5(c) mostra la sequenza di funzionamento del motore d'avviamento 13·

La figura 5(d) mostra lo stato di funzionamento del motore, la figura 5(e) mostra il segnale di rilevazione dell'angolo di manovella 12a, la figura 5(f) mostra il segnale di angolo di manovella 22a, ossia l'uscita del circuito modellatore di forma d'onda, e la figura 5(f) mostra il segnale di uscita 32a del temporizzatore 32.

Quando entrambi gli interruttori del meccanismo d’avviamento e di arresto 8 e 9 sono premuti durante la condizione di assenza di rotazione dell'albero a gomiti (ossia durante la condizione di assenza di funzionamento del motore) come illustrato nelle figure 5(a) e 5(b), il motore d'avviamento 13 inizia a funzionare nell'istante ti quando gli interruttori 8 e 9 sono azionati, come illustrato nella figura 5(c).

Appena il motore d’avviamento 13 inizia a ruotare, il pignone di avviamento 117 del rotismo del tipo ad inserimento ad inerzia 115 è fatto sporgere in modo da impegnarsi con la corona dentata 77a formata intorno alla semi-puleggia stazionaria 77, come illustrato nella figura 4.

Poiché la semi-puleggia stazionaria 77 è fissata all’albero a gomiti 140, l'albero a gomiti 140 è fatto ruotare dalla forza di rotazione del motore d'avviamento 13 mettendo in funzione il motore 150 come illustrato nella figura 5(c).

La rotazione dell'albero a gomiti 140 è rilevata dal generatore di impulsi 12. Ogni volta che l'albero a gomiti 140 ruota ad un angolo predeterminato, il generatore di impulsi 12 fornisce in uscita il segnale di rilevazione dell'angolo di manovella 12a come illustrato nella figura 5(e).

Il circuito modellatore di forma d’onda 22 modella il segnale di rilevazione dell’angolo di manovella 12a fornendo in uscita il segnale di angolo di manovella 22a, illustrato nella figura 5(f).

Quando entrambi gli interruttori del meccanismo d’avviamento e di arresto 8 e 9 rimangono azionati, il transistore NPN 33 di prevenzione di ingresso del temporizzatore è mantenuto conduttore dall'uscita AND (avente il livello H) del circuito AND a due ingressi 31, il che impedisce che il segnale di angolo di manovella 22a sia applicato al temporizzatore 32. Perciò, l'uscita del temporizzatore 32 si trova al livello L.

Quando gli interruttori del meccanismo d'avviamento e di arresto 8 e 9 sono disattivati nell'istante t2, l'uscita AND del circuito AND a due ingressi 31 passa al livello L e il transistore NPN 33 di prevenzione di ingresso del temporizzatore è reso non conduttore. Il segnale di angolo di manovella 22a è quindi aplicato al temporizzatore 32, per cui il segnale di uscita del temporizzatore 32a passa al livello L.

Come risultato, il transistore NPN 34 diazionamento del relè di avviamento è reso non conduttore, il contatto 10a del relè di avviamento IO è aperto, e l’alimentazione del motore di avviamento 13 è interrotta. Perciò il motore di avviamento 13 è arrestato.

Il temporizzatore 32 mantiene l’uscita del temporizzatore 32a di livello H per l'intervallo predeterminato del temporizzatore dopo l'applicazione del segnale di angolo di manovella 22a, in modo che l'uscita del temporizzatore 32a di livello L sia mantenuta durante il funzionamento del motore.

Se il segnale di angolo di manovella finale 22a è applicato nell'istante t4 quando il motore cessa di funzionare, l'uscita del temporizzatore 32a passa al livello H nell'intervallo predeterminato del temporizzatore, ossìa nell'istante t5.

Anche quando gli interruttori del meccanismo d'avviamento e di arresto 8 e 9 sono azionati mentre il segnale di uscita del temporizzatore 32 è mantenuto al livello L (ossìa durante il periodo che previene il riavviamento del motore di avviamento), ad esempio nell'istante t3, dopo che l'operazione di avviamento del motore è stata temporaneamente sospesa nell'istante t2, l'unità di controllo di avviamento 3 mantiene aperto il relè di avviamento 10 mentre il segnale di uscita del temporizzatore 32a rimane al livello L. Perciò il motore d'avviamento 13 non è azionato.

L'unità di controllo di avviamento 8 rende conduttore il transistore NPN 33 di prevenzione di riavviamento mentre il segnale di uscita del temporizzatore 32a rimane al livello L, impedendo così che il transistore NPN 33 diventi conduttore grazie all’uscita AND del circuito AND a due ingressi 31· Perciò, finché vengono applicati i segnali di angolo di manovella 22a, l'uscita del temporizzatore 32a non passa al livello H.

Come descritto, è possibile impedire che il motore d’avviamento 13 sia riavviato durante il funzionamento del motore, o durante l'intervallo del temporizzatore dopo che il motore cessa di funzionare.

Se entrambi gli interruttori del meccanismo d'avviamento e di arresto 8 e 9 sono mantenuti azionati quando il motore è in funzione o durante l’intervallo del temporizzatore (ad es. nell'istante t3) dopo che il motore cessa di funzionare, il motore d'avviamento 13 sarà riavviato nell'istante t5 quando l'uscita del temporizzatore 32a passa al livello H.

Secondo l'invenzione, l'unità di controllo di avviamento 3 impedisce che il motore d'avviamento 13 sia azionato mentre il motore è in funzione, o durante l'intervallo del temporizzatore (ossia durante il periodo che previene il riavviamento del motore d'avviamento illustrato nella figura 5) dopo che il motore cessa di funzionare. Perciò, è possibile prevenire che il pignone del meccanismo d'avviamento 117 azionato ad inerzia si impegni con la corona dentata 77a che è in rotazione con l'albero a gomiti.

Come precedentemente descritto, è possibile prevenire il rumore che può essere prodotto se il pignone del meccanismo d'avviamento 117 si impegna con la corona dentata rotante 77a o prevenire che il pignone del meccanismo d’avviamento 117 sia danneggiato se si impegna con la corona dentata rotante 77a

L'unità di controllo di avviamento secondo l’invenzione permette che il motore d'avviamento 13 continui a funzionare mentre entrambi gli interruttori del meccanismo d'avviamento e di arresto 8 e 9 sono mantenuti nello stato attivo. Perciò, è possibile avviare in modo affidabile il motore utilizzando l'energia di azionamento del motore d'avviamento 13 anche quando il motore è restio ad avviarsi.

Nel dispositivo di protezione del meccanismo d'avviamento secondo l'invenzione, quando l'interruttore del meccanismo d'avviamento è azionato con l'uscita del temporizzatore sospesa, il motore d'avviamento è mantenuto attivo finché l'interruttore del meccanismo d'avviamento rimane attivo, per cui il motore può essere avviato in modo affidabile utilizzando l'energia di azionamento del motore d'avviamento anche quando il motore è restio ad avviarsi.

Anche quando l'interruttore del meccanismo· d'avviamento è azionato mentre il motore è in funzione o nel periodo di tempo predeterminato dopo che il motore cessa di funzionare, il motore d'avviamento non è azionato in risposta all'uscita del temporizzatore. Perciò, è possibile impedire che il pignone del meccanismo d'avviamento si impegni con la corona dentata rotante e proteggere il sistema d'avviamento del motore.

L'unità di controllo di avviamento che controlla il funzionamento del motore d'avviamento e l'unità di accensione che controlla l'accensione del motore sono realizzate in forma di una unità integrale, ed i segnali dal generatore di impulsi dì accensione sono utilizzati come segnali indicativi dell'angolo di manovella dell'albero a gomiti. Perciò, è possibile rendere compatto il dispositivo di protezione del meccanismo d'avviamento e ridurne il costo.

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di protezione di un meccanismo d’avviamento comprendente: una corona dentata fissata ad un albero a gomiti; un pignone del meccanismo d'avviamento che si impegna con la corona dentata suddetta per inerzia; un motore di avviamento che fornisce energia per far muovere il pignone suddetto del meccanismo d'avviamento; ed ura unità di controllo di avviamento che controlla il funzionamento del motore di avviamento suddetto; in cui: l'unità di controllo di avviamento suddetta riceve un segnale prodotto in funzione della rotazione dell'albero a gomiti ed un segnale dell'interruttore del meccanismo d’avviamento, e comprende un temporizzatore che mantiene un'uscita del temporizzatore per un periodo di tempo predeterminato in risposta al segnale prodotto dalla rotazione dell’albero a gomiti; il motore di avviamento suddetto è azionato, quando l'interruttore suddetto del meccanismo d'avviamento è azionato durante l'assenza dell'uscita del temporizzatore; ed il motore di avviamento suddetto è mantenuto inattivo finche l'uscita del temporizzatore è sospesa quando l'interruttore suddetto del meccanismo d'avviamento è azionato durante la presenza dell'uscita del temporizzatore.
2. 2. Dispositivo di protezione di un meccanismo d'avviamento secondo la rivendicazione 1, in cui l'unità di controllo di avviamento suddetta è integrale con una unità di accensione, ed utilizza un segnale prodotto da un generatore di impulsi di accensione quale segnale in funzione della rotazione dell’albero a gomiti.