SE457286B

SE457286B - Trigger control for IC engine ignition system

Info

Publication number: SE457286B
Application number: SE8601443A
Authority: SE
Inventors: J Bengtsson
Original assignee: Svenska Electromagneter
Priority date: 1986-03-27
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1988-12-12
Also published as: SE8601443D0; SE8601443L

Abstract

An independent voltage (12) is generated at a time point within the ignition interval to control the connection (38) of the release voltage. The alternating voltage is generated by a multi-pole flywheel magnet (7), and a triggering-initiating voltage is released from a circuit independent of the generator circuit, such independent circuit controlling (21,43,44) a trigger release unit (24,38,39,40,23,41,34) coupled to the generator circuit. The trigger release unit comprises a thyristor or similar which is connectable to the current path (39,40,23,34,41) forming the flywheel magnet generator circuit with the ignition system (16) trigger circuit (34) and with the generator circuit. The trigger-releasing thyristor forms a unit which is connectable to the ignition system (21,22,23,24). (Provisional basic advised week 87/46)

Description

457 10 15 20 25 30 35 286 2 dennas tändförställningsfunktion. För att man med exem- pelvis ett till en motorcykel hörande tändsystem skall kunna köra vidare utan datorn inkopplad föreslås enligt föreliggande uppfinning en lösning. 457 10 15 20 25 30 35 286 2 its ignition function. In order to be able to drive on without, for example, an ignition system belonging to a motorcycle without the computer connected, a solution is proposed according to the present invention.

Föreliggande uppfinning Sättet enligt föreliggande uppfinning för styrning av triggförlopp vid tändsystem för förbränningsmotorer går i huvudsak ut på att en växelspänning bringas att för åtminstone en period eller del därav bilda utlösnings- spänning för ett triggförlopp, varvid en oavhängig spän- ning genereras vid en tidpunkt inom tändintervallet, vil- ken spänning styr inkopplingen av nämnda utlösningsspän- ning.The present invention The method according to the present invention for controlling trigger sequence in ignition systems for internal combustion engines is essentially in that an alternating voltage is caused to form a tripping voltage for a trigger sequence for at least a period or part thereof, an independent voltage being generated at a time within the ignition interval, which voltage controls the connection of said tripping voltage.

Lämpligen utgöres växelspänningen av en från en mångpolig svänghjulsmagnetgenerator alstrad dyliknvilken likriktas så att pulser alstras, varvid den oavhängiga spänningen styr inkoppling av en i tiden närliggande puls.Suitably the alternating voltage is constituted by a generator generated from a multipole flywheel magnet which is rectified so that pulses are generated, the independent voltage controlling the connection of a pulse which is close in time.

En anordning för utförande av det nu angivna sättet består av en mångpolig generator i ett svänghjulsmagnetsystemqvar- vid skilt från generatordelen på svänghjulet.är anordnat ett magnetfältslutande organ för samverkan med en magnet- krets för alstrande av triggstyrande spänning, vilken krets är anslutbar till en omkopplare insatt i en strömbana mellan generatorn och tillhörande tändsystems triggkrets.An apparatus for carrying out the method now indicated consists of a multipole generator in a flywheel magnet system, wherein separately from the generator part of the flywheel a magnetic field closing means is arranged for co-operation with a magnetic circuit for generating trigger control voltage, which circuit is connectable to a switch. inserted in a current path between the generator and the associated ignition system trigger circuit.

Föreliggande uppfinning skall närmare förklaras i samband med en utföringsform under hänvisning till bifogade rit- ningar.The present invention will be explained in more detail in connection with an embodiment with reference to the accompanying drawings.

Figurförteckning Figur 1 visar schematiskt en svänghjulsmagnetgenerator för användning i samband med utföringsformen enligt upp- finningen. 10 15 20 25 30 35 457 286 Figur 2 visar ett principschema för ett med svänghjuls- magneten enligt fig. 1 samverkande tändsystem.List of figures Figure 1 schematically shows a flywheel magnet generator for use in connection with the embodiment according to the invention. Figure 2 shows a schematic diagram of an ignition system cooperating with the flywheel magnet according to Figure 1.

Figur 3 visar ett schema av en utföringsform enligt upp- finningen.Figure 3 shows a diagram of an embodiment according to the invention.

Beskrivning av utföringsform Den i fig. 1 visade anordningen består av ett svänghjul 1 anbragt på en axel 2 och innefattande sex magncter 3 jämnt fördelade runt svänghjulets insida. Magneternas baksida är magnetiskt förbundna med varandra genom ett runtomförlö- pande ok 4 av magnetiskt ledande material. Centralt kring axeln är en kärna 5 av magnetiskt ledande material anord- nad,från vilken utgår sex kärnben 6. På varje kärnben fö- religger en generatorlindning 7,vilka är elektriskt sam- mankopplade för att bilda spänningskälla. På kärnbenen kan givetvis vara anordnade olika typer av lindningar exempel- vis en lindning såsom den visade 7 för användning som ge- neratorlindning för elektronisk apparatur och en ytterli- gare lindning (icke visad) avsedd för belysning. Pâ sväng- hjulets 1 periferi är ett magnetiskt bleck 8 anbragt som omfattar en båge av cirka 300. Nämnda bleck är anordnat att magnetiskt samverka med en magnetisk krets bestående av två skänklar 9, ll av magnetiskt material, vilka är förbundna med varandra genom en permanentmagnet 10. På den ena skänkeln ll är en lindning 12 anbragd. Nämnda lindning är avsedd att tjäna som trigglindning, dvs. för avgivande av triggspänningar för gnistfunktionen. Sväng- hjulet antages rotera i den pilen 13 utvisande riktningen.Description of embodiment The device shown in Fig. 1 consists of a flywheel 1 arranged on a shaft 2 and comprising six magnets 3 evenly distributed around the inside of the flywheel. The backs of the magnets are magnetically connected to each other by a circumferential yoke 4 of magnetically conductive material. Centrally around the shaft, a core 5 of magnetically conductive material is arranged, from which six core legs 6 emanate. On each core leg there is a generator winding 7, which are electrically interconnected to form a voltage source. Various types of windings can of course be arranged on the core legs, for example a winding such as the one shown 7 for use as a generator winding for electronic equipment and an additional winding (not shown) intended for lighting. On the periphery of the flywheel 1 a magnetic plate 8 is arranged which comprises an arc of about 300. Said plate is arranged to magnetically cooperate with a magnetic circuit consisting of two legs 9, 11 of magnetic material, which are connected to each other by a permanent magnet. 10. A winding 12 is arranged on one leg 11. Said winding is intended to serve as trigger winding, i.e. for emitting trigger voltages for the spark function. The flywheel is assumed to rotate in the direction of the arrow 13.

Såsom framgår av fig. 2 är lindningarna 7 här represente- rade genom en enda lindningansluten till ingången på en likriktare 14. Sistnämnda likriktare utgör spänningskälla för en till systemet ansluten mikrodator 15 till vars in- gång trigglindningen 12 är ansluten och vars utgång styr triggutlösningen i en till systemet kopplad kondensator- 457 286 4 10 20 30 35 tändkrets 16. Från kondensatortändkretsen utgår anslut- ningar till ett tändstift 17. Såsom antytt med strecka- de linjer 18, 19 kan generatorlindningarna 7 anslutas direkt till kondensatortändanläggningen 16 och strömför- sörjningen via likriktaren 14 enbart driva den i datorn 15 förekommande elektroniken. När svänghjulet 1 roterar genereras i lindningarna 7 en spänning som följaktligen driver datorn 15. Varje gång blecket 8 kommer förbi mag- netkretsen 9, 10, 11 induceras i trigglindningen 12 en spänning som mottages av datorn 15 och behandlas i denna för att därefter bilda triggpuls.As can be seen from Fig. 2, the windings 7 are here represented by a single winding connected to the input of a rectifier 14. The latter rectifier is a voltage source for a microcomputer 15 connected to the system to whose input the trigger winding 12 is connected and whose output controls the trigger tripping in a capacitor circuit 167 connected to the system 457 286 4 10 20 30 35 ignition circuit 16. Connections to a spark plug 17 are made from the capacitor ignition circuit. As indicated by broken lines 18, 19, the generator windings 7 can be connected directly to the capacitor ignition system 16 and the power supply via the rectifier 14 only drives the electronics present in the computer 15. When the flywheel 1 rotates, a voltage is generated in the windings 7 which consequently drives the computer 15. Each time the plate 8 passes the magnetic circuit 9, 10, 11 a voltage is induced in the trigger winding 12 which is received by the computer 15 and processed therein to subsequently form a trigger pulse. .

Som ovan nämnts kan datorn 15 av någon anledning komma i olag eller upphöra att fungera och det är då nödvändigt att man kan köra motorn vidare genom att helt enkelt kopp- la bort datorn och koppla in en annan krets mellan lind- ningen 12 och tändsystemets 16 triggkrets. Detta är antytt i fig. 2 genom blocket 20 som med sina ledningar 21, 22 resp. 23, 24 är inkopplingsbar mellan lindningen 12 och kretsen 16 i stället för datorn 15. Hur detta kan arran- geras framgâr närmare av fig. 3.As mentioned above, the computer 15 may for some reason become illegal or cease to function and it is then necessary to be able to run the engine further by simply disconnecting the computer and connecting another circuit between the winding 12 and the ignition system 16. trigger circuit. This is indicated in Fig. 2 by the block 20 which with its wires 21, 22 resp. 23, 24 can be connected between the winding 12 and the circuit 16 instead of the computer 15. How this can be arranged is shown in more detail in Fig. 3.

Som synes är lindningen 7 här ansluten genom ledningarna 18, 19 direkt till laddkretsen i kondensatortändsystem- delen 16. Lindningen 12 är med ledningen 21 ansluten di- rekt till en ingång av kretsen 20 under det att ledningen 22 står i förbindelse med kretsen 16. Ledningen 23 är, som närmare kommer att beskrivas,ansluten till kretsens 16 triggdel. Ledningen 24 är ansluten till ledningen 19, dvs. den andra ingången är ansluten till lindningen 7.As can be seen, the winding 7 is here connected through the lines 18, 19 directly to the charging circuit in the capacitor ignition system part 16. The winding 12 is connected with the line 21 directly to an input of the circuit 20 while the line 22 is connected to the circuit 16. The line 23 is, as will be described in more detail, connected to the trigger part of the circuit 16. The line 24 is connected to the line 19, i.e. the second input is connected to the winding 7.

Till ledningen 18 är ansluten en likriktare 25 som via en ledning 26 står i förbindelse med systemets laddkondensa- tor 27, som på konventionellt sätt är seriekopplad med primärlindningen 28 i en tändtransformator 29. Nämnda transformators sekundärlindning 30 är förbunden med det tidigare nämnda tändstiftet 17. Primärlindningen 28 är med sin andra ände ansluten till en ledning 31, vilken har förbindelse med ledningen 19 genom en likriktare 32. 10 15 20 25 30 35 457 286 Mellan ledningen 26 och ledningen 31 är inkopplad en triak 33 vars styrelektrod 34 står i förbindelse med den tidigare Omnämnda ledningen 23. Mellan ledningen 18 och ledningen 19 är insatt ett spänningsomvandlingsaggregat 35 för åstadkom- mande av tillräcklig laddspänning för kondensatorn 27,enär normalt generatorlindningen 7 ej lämnar tillräcklig spän- ning. Anordningen 35 är dock icke föremål för föreliggande uppfinning och behöver i föreliggande sammanhang icke när- mare beskrivas. Mellan ledningen 31 och ledningen 18 är genom en förbindelse 36 insatt en ytterligare likriktare 37, varvid förbindningen 36 är ansluten till ledningen 22.Connected to the line 18 is a rectifier 25 which is connected via a line 26 to the charging capacitor 27 of the system, which is connected in a conventional manner to the primary winding 28 in an ignition transformer 29. The secondary winding 30 of said transformer is connected to the previously mentioned spark plug 17. The primary winding 28 is connected at its other end to a line 31, which is connected to the line 19 by a rectifier 32. Between the line 26 and the line 31 is connected a triac 33 whose control electrode 34 is connected to the previously mentioned line 23. Between the line 18 and the line 19 a voltage conversion unit 35 is inserted to provide sufficient charging voltage for the capacitor 27, since normally the generator winding 7 does not leave sufficient voltage. However, the device 35 is not the subject of the present invention and need not be described in more detail in the present context. Between the line 31 and the line 18 an additional rectifier 37 is inserted through a connection 36, the connection 36 being connected to the line 22.

Enheten 20 innefattar en tyristor,till vilken ledningen 24 är ansluten. Mellan tyristorn 38 och ledningen 23 är i en förbindning 39 insatt i serie ett motstånd 40. Mel- lan ledningen 23 och ledningen 31 är vidare anslutet ett motstånd 41. Ledningen 21 från lindningen 12 står i direkt förbindelse med en likriktare 42 som genom en ledning 43 är ansluten till tyristorns 38 styrelektrod 44, varvid mellan nämnda styrelektrod och förbindningen 39 är insatt ett balanseringsmotstånd 45.The unit 20 comprises a thyristor, to which the line 24 is connected. Between the thyristor 38 and the line 23 a resistor 40 is inserted in series in a connection 39. A resistor 4 is further connected between the line 23 and the line 31. The line 21 from the winding 12 is in direct connection with a rectifier 42 which through a line 43 is connected to the control electrode 44 of the thyristor 38, a balancing resistor 45 being inserted between said control electrode and the connection 39.

Den ovan beskrivna anordningen fungerar på följande sätt.The device described above operates in the following manner.

Under ett positivt spänningsförlopp flyter på vanligt sätt laddström genom likriktaren 25 för laddning av kondensatorn 27 eventuellt då med hjälp av den icke närmare beskrivna an- ordningen 35. Strömmen flyter alltså i den seriekrets som bildas av kondensatorn 27, primärlindningen 28, ledningen 31 och likriktaren 32 till lindningen 7. Under detta för- lopp är kretsarna i enheten 20 inaktiva. Under påföljande negativa halvperiodsförlopp kommer spänning att via ledning- en 24 pàföras tyristorn 38, varvid en strömbana för ledning i tyrístorns 38 riktning föreligger genom motståndet 40, mot- ståndet 41, ledningen 31, förbindningen 36, likriktaren 37 och åter till lindningen 7 genom ledningen 18. Det antages nu att efterrámnda positiva laddperiod lindningen 12 gene- rerar en spänning på grund av en genom blecket 8 åstadkom- 457 10 15 20 25 30 35 286 6 men slutning av den magnetiska kretsen 9, 10, 11. Den inducerade spänningen kommer härvid att matas via lik- riktaren 42, ledningen 43 till tyristorns 38 styrelektod 44. Genom att nu samtidig spänning föreligger på led- ningen 24 i tyristorns 38 ledningsriktning öppnar den- samma och ström börjar flyta genom ledningen 39, mot- ståndena 40 och 41 till ledningen 31 och vidare åter på beskrivet sätt till lindningen 7. Pâ ledningen 23 och därmed på styrelektroden 34 börjar nu öwærnntstàmæt ßlen spänning att uppbyggas. När denna spänning uppnått ett värde tillräckligt för utlösning av triaken kommer den på kondensatorn 27 förefintliga laddningen att genom tri- aken 33 och primärlindningen 28 ladda ur sig så att på konventionellt sätt en gnistspänning genereras i sekundär- lindningen 30 för överslag i tändstiftet 17.During a positive voltage course, charging current flows in the usual way through the rectifier 25 for charging the capacitor 27, possibly then by means of the device 35 not further described. The current thus flows in the series circuit formed by the capacitor 27, the primary winding 28, the line 31 and the rectifier. 32 to the winding 7. During this process, the circuits in the unit 20 are inactive. During the subsequent negative half-period, voltage will be applied via the line 24 to the thyristor 38, a current path for conduction in the direction of the thyristor 38 being through the resistor 40, the resistor 41, the line 31, the connection 36, the rectifier 37 and back to the winding 7 through the line. 18. It is now assumed that the aforesaid positive charging period winding 12 generates a voltage due to a closure of the magnetic circuit 9, 10, 11 through the plate 8 but the closing of the magnetic circuit 9, 10, 11. The induced voltage will in this case to be supplied via the rectifier 42, the line 43 to the control electrode 44 of the thyristor 38. Since there is now simultaneous voltage on the line 24 in the line direction of the thyristor 38, it opens and current begins to flow through the line 39, the resistors 40 and 41 to the line 31 and further again in the described manner to the winding 7. On the line 23 and thus on the control electrode 34 the voltage now begins to build up. When this voltage has reached a value sufficient to trigger the triac, the charge present on the capacitor 27 will discharge through the triac 33 and the primary winding 28 so that in a conventional manner a spark voltage is generated in the secondary winding 30 for flashing in the spark plug 17.

Som synes har på ett enkelt sätt datorn kunnat ersättas av kretsen 20 så att motorn kan köras vidare om än idgahelt på sådant sätt som kan åstadkommas genom dator- styrningen. Det må emellertid påpekas att med ökat varv- tal hos förbränningsmotorn ökar även storleken av den i lindningen 7 genererade spänningsvägen. Detta innebär att genom tillväxten en viss tändförställning vid oför- ändrad triggnivå kan åstadkommas även med användning av kretsen 20. Det kan allmänt sägas att genom kretsen 20 uppfångas den genererade spänningsvåg som ligger närmast i tiden för åstadkommande av triggning genom den i samman- hanget föreslagna styrningen med tyristorn 38.As can be seen, the computer has in a simple manner been able to be replaced by the circuit 20 so that the motor can be run on, albeit entirely in such a way that can be achieved by the computer control. It should be pointed out, however, that with increasing speed of the internal combustion engine, the magnitude of the voltage path generated in the winding 7 also increases. This means that through the growth a certain ignition performance at unchanged trigger level can also be achieved with the use of the circuit 20. It can generally be said that through the circuit 20 the generated voltage wave which is closest to the time for effecting triggering is captured through the context proposed the control with the thyristor 38.

Lämpligen innefattar i praktiken generatorn fler poler än sex exempelvis tolv. Härigenom ernås den fördelen att kretsen 20 kan utvälja för triggning den spänningsvåg som ligger fördelaktigast till med hänsyn till förekommande ankarreaktion.Conveniently, in practice, the generator comprises more poles than six, for example twelve. In this way the advantage is achieved that the circuit 20 can select for triggering the voltage wave which is most advantageous with regard to the existing anchor reaction.

Hr-Hr-

Claims

10 15 20 25 30 35 457 286 PATENT REQUIREMENTS

1. l. Method that, at e.g. microcomputer-controlled, condenser ignition systems operating with flywheel magnets control the triggering process for internal combustion engines even after the microcomputer and the like. in the event of a malfunction has ceased to function, characterized in that at least a period or part thereof of the capacitor charging, the alternating voltage (7) originating from the magnetic generator is also caused to form a trigger voltage for the capacitor's discharge during trigger processes (33, 34, 27, 28, 29, 30, 17), and that a computer and the like independent of said alternating voltage, in the event of a fault-free ignition system. controlling voltage (12) is generated at a time within the ignition interval, which latter voltage in the event of a fault of the computer and the like. controls the connection of the trigger voltage.

2. A method according to claim 1, characterized in that a sub-period of the alternating voltage which is close in time is switched on by the independent voltage for triggering the triggering process.

3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the independent voltage has a shorter duration in time than said alternating voltage.

Device for performing the method according to any one of the preceding claims, characterized in that the alternating voltage is arranged to be generated by a multipole flywheel magnet (1-7), that a trigging initiating voltage is arranged to be triggered by a from the generator circuit independent circuit (8-10), and that the latter circuit is arranged to control (21, 42, 43, 44) a trigger trigger connected to the generator circuit (24, 38, 39, 40, 23, 41, 34).

Device according to claim 4, characterized in that said device is constituted by a switch such as a thyristor 457 286 10 ß (38) and the like, and can be connected to the current path (39, 40, 23, 34) forming the current circuit of the flywheel magnet. 4l) with the ignition system (16) trigger circuit (34) and with the generator circuit (1).

Device according to claim 5, characterized in that the trigger-triggering thyristor (38) forms a unit connectable to the ignition system (21, 22, 23, 24).