IT8967962A1 - Sistema di accensione per un motore a combustione interna - Google Patents

Description

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un sistema di accensione per un motore a combustione interna.

Pi? specificamente l'invenzione ha per oggetto un sistema di accensione comprendente

almeno una candela di accensione,

almeno un trasformatore di accensione, il cui avvolgimento secondario ? accoppiabile a detta almeno una candela per provocare la generazione di una scintilla,

un transistore di potenza il cui percorso collettore-emettitore ? collegato in serie con l'avvolgimento primario di detto trasformatore, fra i terminali di una sorgente di tensione continua, e

mezzi circuitali di controllo accoppiati alla base di detto transistore ed atti a far passare tale transistore dalla interdizione alla saturazione per consentire il passaggio di corrente nell'avvolgimento primario di detto trasformatore di accensione.

Un sistema di accensione noto di tale tipo ? illustrato schematicamente nella figura 1. Tale sistema comprende un sensore 1 atto a fornire in uscita un segnale la cui frequenza ? indicativa della velocit? di rotazione dell'albero del motore a combustione interna. Il segnale fornito da tale sensore, che pu? comprendere ad esempio una ruota dentata ed un captatore magnetico, ? inoltre possibile derivare, in modo per B? noto, informazioni sulla posizione angolare dell?albero del motore e determinare gli istanti in cui nei vari cilindri deve essere comandato l'innesco della scintilla.

Con 2 a 4 sono indicati ulteriori sensori che forniscono in uscita segnali elettrici indicativi della depressione nel collettore di aspirazione del motore, della temperatura dell'aria aspirata e della temperatura dell'acqua di raffreddamento del motore. 1 sensori 1 a 4 sono collegati ad un'unit? elettronica di controllo a microprocessore 5 provvista di dispositivi di memoria. Tale unit? controlla un circuito di pilotaggio 6 la cui uscita ? collegata alla base di un transistore di potenza 7, tipicamente costituito da una coppia di transistori collegati alla Darlington. Con 8 ? indicato un trasformatore di accensione con un avvolgimento primario 9 collegato in serie al percorso collettore-emettitore del transistore 7, fra i terminali di una sorgente di tensione continua VB di alimentazione (la batteria dell'autoveicolo). 11 trasformatore 8 comprende un avvolgimento secondario 10 accoppiato ad una rispettiva candela SP tramite un diodo per alta tensione 11.

Nella figura 2 dei disegni annessi sono illustrati gli andamenti, in funzione del tempo t riportato in ascissa, della corrente Ic che fluisce nel percorso collettore-emettitore del transistore 7, della differenza di potenziale V fra il collettore e l'emettitore di tale transistore, della derivata temporale di Ic e della tensione V applicata alla candela. , Nel funzionamento, in vista della generazione di una scintilla, l'unit? di controllo 5 tramite il circuito di pilotaggio 6 ad un istante t provoca la commutazione del transistore 7 dalla condizione di interdizione alla condizione di saturazione. La V passa dunque in modo pressoch? istantaneo dal valore V al valore V . Nell'avvolgimento primario 9 del trasformatore di accensione inizia a fluire una corrente di intensit? crescente con andamento di tipo sostanzialmente esponenziale, il cui tratto iniziale ? quasi lineare.

Ad un successivo istante t il transistore 7 viene nuovamente interdetto, e la corrente nell'avvolgimento 9 si interrompe e l'alta tensione corrispondentemente generata nell'avvolgimento secondario 10 determina l'innesco della scintilla nella candela SP.

Come ? mostrato nella figura 2, quando all'istante t viene fatta passare la corrente nell'avvolgimento primario 9 del trasformatore di accensione, sull'avvolgimento secondario si genera una sovratensione. Tale fenomeno, che segue la legge di Lenz (e = L di/dt), ? dovuto all'induttanza dell'avvolgimento secondario. La V presenta un picco seguito da un'oscillazione di tipo smorzato, imputabile a capacit? intrinsecamente presenti nel sistema.

La sovratensione generata sull'avvolgimento secondario quando il transistore 7 viene bruscamente commutato fra l'interdizione e la saturazione potrebbe determinare l'innesco di una scintilla spuria, per evitare la quale viene solitamente utilizzato il diodo 11. Di tali diodi, che sono piuttosto costosi, ne occorrono evidentemente tanti quante sono le candele.

La presente invenzione ha lo scop? di realizzare un sistema di accensione del tipo anzidetto, nel quale venga eliminato il fenomeno della sovratensione al passaggio del transistore di potenza dalla condizione di interdizione alla condizione di saturazione, consentendo di evitare l'impiego di un diodo ad alta tensione fra una candela e l'associato trasformatore di accensione.

Tale scopo viene realizzato secondo l'invenzione mediante un sistema di accensione del tipo sopra specificato, la caratteristica principale del quale risiede nel fatto che esso comprende inoltre

mezzi di rilevazione della differenza di potenziale fra il collettore e l'emettitore del suddetto transistore di potenza, e dal fatto che

detti mezzi circuitali di controllo sono predisposti per far passare detto transistore dalla interdizione alla saturazione in modo progressivo, in maniera controllata in funzione della differenza di potenziale rilevata fra il collettore e l'emettitore di detto transistore.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata con riferimento ai disegni allegati, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, nei quali:

la figura 1, gi? descritta, ? uno schema parzialmente a blocchi che illustra un sistema di accensione secondo la tecnica anteriore,

la figura 2, parimenti gi? descritta, mostra l'andamento in funzione del tempo di quattro segnali nel sistema di accensione della figura 1,

la figura 3 ? uno schema parzialmente a blocchi di un sistema di accensione secondo l'invenzione, e

la figura 4 mostra 1'andamento in funzione del tempo di quattro segnali nel sistema secondo l'invenzione.

Nella figura 3 a parti e componenti gi? descritti sono stati attribuiti gli stessi numeri di riferimento.

Rispetto al sistema della figura 1 il sistema secondo l?invenzione si differenzia sostanzialmente nei seguenti aspetti.

L'unit? elettronica di controllo 5 ? collegata ad un circuito di pilotaggio 106, che ? collegato al collettore del transistore 7 mediante un collegamento indicato con 100. Tramite tale collegamento il circuito di pilotaggio 106 ? in grado di rilevare la differenza di potenziale fra il collettore e l'emettitore del transistore 7.

Ogni volta che, in vista della generazione di una scintilla, deve essere avviato il flusso di corrente nell'avvolgimento primario 9 del trasformatore di accensione, il circuito di pilotaggio 106 fa passare il transistore 7 dalla interdizione alla saturazione in modo progressivo, in maniera controllata in funzione dela differenza di potenziale rilevata fra il collettore e l'emettitore di tale transistore. Ci? avviene nel modo che verr? ora descritto con riferimento alla figura 4. Ad un istante t^ il transistore 7 viene fatto passare dall'interdizione alla conduzione. Esso in pratica viene pilotato come un resistore variabile, in modo tale che la sua V vari in modo pressoch? lineare decrescente, come ? mostrato dal primo grafico della figura 4. Il transtore 7 viene portato in saturazione all'istante t' , dopo un tempo ? t = t' - t che ? ad esempio dell'ordine di circa 10 volte il tempo di commutazione di tale transistore.

La variazione progressiva della V , determina un incremento inizialmente assai lento della Ic, e quindi una successiva fase di crescita della Ic quasi-lineare, nell'intervallo fra t' - t .

L'avviamento pi? graduale della corrente Ic comporta corrispondentemente una minore ampiezza della dI /dt, e dunque una pi? limitata V Bulla candela SP. Risulta pertanto evitata la sovratensione sulla candela alla commutazione fra l'interdizione e la saturazione del transistore 7. Nel sistema secondo l'invenzione possono dunque essere omessi i diodi per alta tensione, tipicamente previsti nei sistemi secondo la tecnica anteriore.

La regolazione della corrente fornita al transistore 7 nel passaggio fra l'interdizione e la saturazione pu? avvenire a livello del circuito di pilotaggio 106, oppure a livello dell'unit? elettronica di controllo 5. A tale scopo il collegamento 100 in questo secondo caso collegherebbe il collettore del transistore 7 ad un ingresso dell'unit? di controllo 5, invece che al circuito di pilotaggio 106.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione e i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto ? stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. - Sistema di accensione per un motore a combustione interna, comprendente almeno una candela di accensione (SP), almeno un trasformatore di accensione (6) il cui avvolgimento secondario (10) ? accoppiabile a detta almeno una candela (SP) per provocare la generazione di una scintilla, un transistore di potenza (7) il cui percorso collettore-emettitore ? collegato in serie con l'avvolgimento primario (9) di detto trasformatore (8) fra i due terminali di una sorgente di tensione continua (V ), e mezzi circuitali di controllo (5, 6) accoppiati alla base di detto transistore (7) ed atti a far passare detto transistore (7) dalla interdizione alla saturazione per consentire il passaggio di corrente (I ) nell'avvolgimento primario (9) di detto trasformatore (8); caratterizzato dal fatto che comprende inoltre mezzi di rilevazione (100) della differenza di potenziale fra il collettore e l'emettitore di detto transistore (7), e dal fatto che detti mezzi circuitali di controllo (5, 6) sono predisposti per far passare detto transistore (7) dall'interdizione alla saturazione in modo progressivo, in maniera controllata in funzione della differenza di potenziale rilevata fra il collettore e l'emettitore di detto transistore (7). 2. - Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi circuitali di controllo (5, 6) sono predisposti per variare la corrente fornita alla base di detto transistore (7) in modo tale per cui ad ogni commutazione fra l'interdizione e la saturazione la tensione fra il collettore e l'emettitore di detto transistore subisce un decremento graduale, con variazione sostanzialmente lineare. 3. - Sistema di accensione per motore a combustione interna sostanzialmente secondo quanto descritto ed illustrato, e per gli scopi specificati.