JP3191639B2 - 内燃機関用回転数表示装置 - Google Patents

内燃機関用回転数表示装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、点火装置により点
火される内燃機関の回転数をタコメータにより表示する
内燃機関用回転数表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の回転数を表示する装置とし
て、機関の点火回路から得られるパルスの周波数を周波
数/電圧変換回路により電圧に変換し、該変換回路の出
力電圧でアナログ計器を動作させるようにした回転数表
示装置が用いられている。
【0003】図4は、コンデンサ放電式の点火装置によ
り点火される内燃機関に用いられる従来の回転数表示装
置の電気回路の例を示したもので、同図において、1は
点火時期制御回路3により点火時期が制御される周知の
コンデンサ放電式の点火回路、2は図示しない内燃機関
と同期回転する磁石発電機内に設けられたエキサイタコ
イルEXと点火時期制御回路3を駆動するための直流電
源電圧を発生する直流電源回路4とを有する電源部で、
点火回路1と電源部2とにより、コンデンサ放電式の点
火装置が構成されている。5はアナログ計器からなる指
示器を有するタコメータ、6はタコメータ5を駆動する
ために特別に設けられたタコメータ駆動回路で、タコメ
ータ5とタコメータ駆動回路6とにより回転数表示装置
が構成されている。
【0004】図4の装置において、コンデンサ放電式の
点火回路1は、一次コイルL1 及び二次コイルL2 を有
する点火コイルIGと、点火コイルの一次側に設けられ
てエキサイタコイルEXの正の半サイクルの出力電圧に
よりダイオードD1 を通して一方の極性に充電される点
火エネルギ蓄積用コンデンサC1 と、導通した際にコン
デンサC1 の電荷を点火コイルの一次コイルL1 を通し
て放電させるように設けられた放電用サイリスタS1
と、コンデンサC1 の充電電流を点火コイルの一次コイ
ルL1 から側路するように一次コイルL1 の両端に並列
に接続されたダイオードD2 と、機関に取り付けられた
信号発電機内に設けられて機関の所定の回転角度位置で
パルス信号を発生するパルサコイルPCと、パルサコイ
ルPCが発生するパルス信号から得られる回転角度情報
と回転数情報とに基づいて内燃機関の点火時期を演算し
て、演算された点火時期にサイリスタS1 に点火信号を
与える点火時期制御回路3とを備えている。点火コイル
IGの二次コイルL2 には、図示しない内燃機関の気筒
に取り付けられた点火プラグPが接続されている。
【0005】図4の装置において、内燃機関と同期回転
する磁石発電機内に設けられたエキサイタコイルEXが
図示の実線矢印方向の正の半サイクルの出力電圧を発生
すると、該電圧によりダイオードD1 ,D2 及びD3 を
通して点火エネルギ蓄積用コンデンサC1 が図示の極性
に充電される。機関の点火時期に点火時期制御回路3か
ら放電用サイリスタS1 に点火信号が与えられると、該
サイリスタS1 が導通して、点火エネルギ蓄積用コンデ
ンサC1 の電荷を点火コイルの一次コイルL1を通して
放電させる。この放電により点火コイルの二次コイルL
2 に点火用の高電圧が誘起するため点火プラグPに火花
が飛び、機関が点火される。
【0006】電源部2に設けられた直流電源回路4は、
エキサイタコイルEXの図示の破線矢印の負の半サイク
ルの出力電圧によりダイオードD4 及びD5 を通して充
電される電源コンデンサC2 と、導通した際にエキサイ
タコイルEXから電源コンデンサC2 に流れる充電電流
を側路するように設けられた充電電圧制御用サイリスタ
S2 と、電源コンデンサC2 の両端の電圧が設定値に達
したときに充電電圧制御用サイリスタS2 のゲートにト
リガ信号を与えるように設けられたトリガ回路としての
ツェナーダイオードZ1 とからなり、電源コンデンサC
2 の両端に点火時期制御回路3を駆動するための直流電
源電圧V1 を発生する。
【0007】点火時期制御回路3は、直流電源回路4か
ら出力される直流電源電圧V1 を電源とし、パルサコイ
ルPCが例えば図5(A)に示すように最大進角位置θ
1 で発生する一方の極性の第1の信号Vs1と最小進角位
置θ2 で発生する他方の極性の第2の信号Vs2とを入力
として、積分演算等により機関の各回転速度における点
火時期を演算し、演算された点火時期に放電用サイリス
タS1 にトリガ信号を与える。この点火時期制御回路3
には、第1の信号Vs1によりセットされ、第2の信号V
s2によりリセットされて、図5(B)に示すように回転
角度位置θ1 からθ2 までの間高レベルとなる矩形波パ
ルスV2 を出力するフリップフロップ回路が設けられて
いて、該矩形波パルスV2 がタコメータ駆動回路6に入
力されている。タコメータ駆動回路6にはまた直流電源
回路4の出力電圧V1 も入力されている。
【0008】図4の装置においては、点火時期制御回路
3から得られる矩形波パルスV2 を直接タコメータ5に
入力すると点火時期制御回路3の動作に支障を来すた
め、これを防止するためのバッフアとしてタコメータ駆
動回路6が設けられている。このタコメータ駆動回路6
は、トランジスタT1 とツェナーダイオードZ2 と抵抗
R1 ないしR4 とからなっていて、矩形波パルスV2 の
高レベルと低レベルとをトランジスタT1 により反転さ
せるとともに、波高値をツェナーダイオードZ2により
所定値に制限して得た矩形波状のパルスをタコメータ駆
動パルスV3 として出力する。タコメータ駆動パルスV
3 はタコメータ5に入力されている。
【0009】タコメータ5は、入力パルスの周波数を電
圧に変換する周波数/電圧変換回路を備えていて、該変
換回路の出力電圧でアナログ指示計器(電圧計)を動作
させるようになっている。周波数/電圧変換回路は、入
力パルスにより充電される変換用コンデンサと、該変換
用コンデンサを一定の時定数で放電させる回路とを備え
ていて、コンデンサの両端に入力パルスの周波数に比例
した電圧を発生する。タコメータ5に入力されるタコメ
ータ駆動パルスV3 の周波数は内燃機関の回転数に比例
するので、タコメータ5の指示値により機関の回転数を
表示させることができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置では、
点火時期制御回路3から得られる矩形波パルスを内燃機
関の回転数に比例する周波数を有する信号として用いて
いるので、該点火時期制御装置の動作に支障を来さない
ようにするため、バッフアとしてのタコメータ駆動回路
6を設けて該駆動回路を介してタコメータ5に駆動パル
スを与えるようにする必要があった。そのため、回転数
表示装置の構成が複雑になり、その価格が高くなるとい
う問題があった。
【0011】また従来の装置では、タコメータ5に内燃
機関の1回転当たり1個の駆動パルスが与えられるだけ
であるので、アナロク指示計器を振らせるために周波数
/電圧変換回路の変換用コンデンサの放電時定数をかな
り大きくしたおく必要があるが、周波数電圧変換回路の
変換用コンデンサの放電時定数を大きくすると回転数の
変化に対する応答性が悪くなり、タコメータの指示の追
従性が悪くなる。
【0012】そのため、従来の回転数表示装置では、内
燃機関の回転数の急激な上昇または下降の際にタコメー
タの指示値が機関の実際の回転数よりは遅れることにな
り、とくにスロットル開度を急変させることが多い2輪
車等では、スロットル開度の急変に対する機関の回転数
の指示の追従性が悪くなるという問題があった。
【0013】点火時期制御装置として、マイクロコンピ
ュータを用いて点火時期を演算するようにしたものを採
用する場合には、タコメータを駆動するために該マイク
ロコンピュータから内燃機関の1回転当り複数個のパル
スを発生させることが可能であるが、マイクロコンピュ
ータの出力は低くてその出力パルスで直接タコメータを
駆動することはできないため、この場合でも増幅器等を
有するタコメータ駆動回路を設ける必要があった。
【0014】本発明の目的は、タコメータ駆動回路を用
いずに内燃機関の回転数をアナロク計器を用いたタコメ
ータで表示させることができる内燃機関用回転数表示装
置を提供することにある。
【0015】本発明の他の目的は、内燃機関の1回転当
り少くとも2個の駆動パルスをタコメータに与えて、回
転数の変化に対する指示値の追従性を良好にした内燃機
関用回転数表示装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、4極以上の多
極の磁石回転子を有する磁石発電機内に設けられて内燃
機関の回転に同期して交流電圧を出力するエキサイタコ
イルと、点火コイルの一次側に設けられてエキサイタコ
イルの正の半サイクルの出力電圧で充電される点火エネ
ルギ蓄積用コンデンサと、導通した際に点火エネルギ蓄
積用コンデンサの電荷を点火コイルの一次コイルを通し
て放電させるように設けられた放電用サイリスタと、内
燃機関の点火時期に放電用サイリスタにトリガ信号を与
える点火時期制御装置と、エキサイタコイルの負の半サ
イクルの出力電圧を入力として点火時期制御装置を駆動
するための直流電源電圧を発生する直流電源回路とを備
えたコンデンサ放電式の点火装置により点火される内燃
機関の回転数を表示する回転数表示装置である。
【0017】本発明においては、内燃機関の回転数を表
示する手段として、入力パルスの周波数を電圧に変換し
てアナログ計器を駆動することにより回転数を表示する
タコメータを用いる。そして上記直流電源回路として、
エキサイタコイルの負の半サイクルの出力電圧で充電さ
れる電源コンデンサと、導通した際にエキサイタコイル
から電源コンデンサに流れる充電電流を該電源コンデン
サから側路するように設けられた充電電圧制御用サイリ
スタと、電源コンデンサの両端の電圧が設定値に達した
ときに充電電圧制御用サイリスタにトリガ信号を与える
トリガ回路とを備えて電源コンデンサの両端に直流電源
電圧を発生するようにした回路を用い、充電電圧制御用
サイリスタの両端に得られるパルス電圧をタコメータの
駆動パルスとして該タコメータに入力する。
【0018】上記のように構成すると、エキサイタコイ
ルの負の半サイクルの出力電圧を入力とする直流電源回
路に設けられた充電電圧制御サイリスタの両端に得られ
るパルスでタコメータが駆動されるので、従来の装置で
必要としたタコメータ駆動回路を省略することができ
る。
【0019】また上記の直流電源回路においては、エキ
サイタコイルに負の半サイクルの出力電圧が発生するた
びに充電電圧制御用サイリスタが導通状態と非導通状態
とを繰り返し、該サイリスタの両端にパルスが発生す
る。従って、上記のように、エキサイタコイルを設ける
磁石発電機として、4極(2n極、nは2以上の整数)
以上の多極の磁石回転子を用いると、該磁石発電機の1
回転(内燃機関の1回転)当り2個(n個)以上のパル
スがタコメータに入力されることになる。そのため、タ
コメータ内に設けられた周波数/電圧変換回路のコンデ
ンサの放電時定数を従来よりも小さくすることができ
て、回転数の変化に対するタコメータの指示値の追従性
を良好にすることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の一形態を示
した回路図である。同図において、前述の図4の各部と
同等の部分にはそれぞれ同一の符号を付してある。
【0021】図1において、1は図4に示されたものと
同様のコンデンサ放電式の点火回路、2は点火回路1に
点火エネルギを供給するとともに点火時期制御回路3を
駆動するための直流電源電圧とタコメータ駆動パルスと
を発生する電源部、5はタコメータであり、点火回路1
と電源部2とにより、コンデンサ放電式の点火装置が構
成されている。
【0022】点火時期制御回路3は、直流電源回路4が
出力する直流電圧V1 を電源電圧とし、内燃機関の回転
に同期してパルサコイルPCが出力する信号から機関の
回転角度位置情報と回転数情報とを得て機関の点火時期
を演算し、演算された点火時期に点火信号を出力する。
【0023】図示の例では、図2(A)に示すように、
パルサコイルPCが機関の最大進角位置θ1 及び最小進
角位置θ2 でそれぞれ第1の信号Vs1及び第2の信号V
s2を発生する。点火時期制御回路3は、例えば、第1及
び第2の信号を入力として所定の積分演算を行うことに
より機関の各回転数に対する点火時期を演算する周知の
回路からなっていて、演算された点火時期に点火信号を
発生する。
【0024】点火時期制御回路3は上記の例に限られる
ものではなく、マイクロコンピュータを用いて点火時期
を演算するようにしたものもある。本発明は、いずれの
形式の点火時期制御回路が用いられる場合にも適用する
ことができる。
【0025】エキサイタコイルEXは、内燃機関の回転
軸に取り付けられて機関と同期回転する4極以上(本実
施例では12極)の磁石回転子を有する磁石発電機内に
設けられていて、機関の1回転当り2サイクル以上の交
流電圧[本実施例では図2(B)に示すように6サイク
ルの交流電圧]Ve を発生する。エキサイタコイルEX
に生ずる交流電圧Ve の図示の実線矢印方向の正の半サ
イクルの出力電圧により、エキサイタコイルEX→ダイ
オードD1 →点火エネルギ蓄積用コンデンサC1 →ダイ
オードD2 →ダイオードD3 →エキサイタコイルEXの
経路で流れる電流で点火エネルギ蓄積用コンデンサC1
が図示の極性に充電され、該コンデサC1 の両端の電圧
Vc が上昇していく[図2(C)参照]。
【0026】直流電源回路4は電源コンデンサC2 と、
充電電圧制御用サイリスタS2 と、該サイリスタS2 に
トリガ信号を与えるトリガ回路としてのツェナーダイオ
ードZ1 と、ダイオードD4 及びD5 とにより構成され
ている。この直流電源回路4においては、エキサイタコ
イルEXが図示の破線矢印方向の負の半サイクルの出力
電圧を発生したときに、エキサイタコイルEX→ダイオ
ードD4 →コンデンサC2 →ダイオードD5 →エキサイ
タコイルEXの経路で流れる電流によりコンデンサC2
が図示の極性に充電される。コンデンサC2 の両端の電
圧が設定値に達すると、ツェナーダイオードZ1 が導通
してサイリスタS2 にトリガ信号を与えるため、該サイ
リスタS2 が導通する。このサイリスタの導通により、
エキサイタコイルEXからコンデンサC2 に流れる電流
が該コンデンサから側路されるため、コンデンサC2 の
両端に得られる直流電圧V1 が設定値に制限される。こ
の直流電圧V1 は直流電源電圧として点火時期制御回路
3に与えられる。また、サイリスタS2 の両端の電圧V
3 がタコメータ5に入力されている。
【0027】図2(D)に見られるように、サイリスタ
S2 の両端に得られる電圧V3 は、エキサイタコイルE
Xの負の半サイクルの出力電圧が立上がるとコンデンサ
C2の両端の電圧値まで上昇し、該コンデンサC2 の両
端の電圧がツェナーダイオードZ1 のツェナーレベルV
z (例えば10[V]程度)に達して該サイリスタS2
が導通状態になるとそのアノードカソード間の順方向電
圧降下VSF(通常1V程度)まで低下する。エキサイタ
コイルEXの出力電圧が正方向に反転するとサイリスタ
S2 が遮断状態になり、エキサイタコイルEXの正の半
サイクルの出力電圧によりダイオードD3 を通して点火
エネルギ蓄積用コンデンサC1 に充電電流が流れる。こ
のときサイリスタS2 の両端の電圧V3 は極性が反転し
てダイオードD3 の順方向電圧降下VDF(通常0.6V
程度)に等しくなる。従って、充電電圧制御用サイリス
タS2 の両端の電圧V3 は、図2(D)に示すようにエ
キサイタコイルEXの出力電圧の各サイクル毎に生ずる
安定したレベルのパルス電圧となる。このパルス電圧
は、内燃機関の1回転当り2個以上(本実施例では6
個)発生し、該パルスがタコメータ駆動パルスとしてタ
コメータ5に入力される。
【0028】タコメータ5は図4に示した従来例で用い
られていたものと同様のものであり、入力パルスの周波
数を周波数/電圧変換回路により電圧に変換して、該変
換回路の出力電圧でアナログ指示計器(電圧計)を動作
させるようにしたものである。
【0029】一般にタコメータの周波数/電圧変換回路
は、入力されたパルス電圧により充電される変換用コン
デンサと、該変換用コンデンサを一定の時定数で放電さ
せる放電回路とを備えており、変換用コンデンサの両端
にパルス電圧の周波数に比例した電圧を発生する。
【0030】本発明においては、タコメータに設けられ
ている周波数/電圧変換回路の変換用コンデンサを充電
する入力パルスが機関の1回転当り少くとも2個発生す
るので、該周波数/電圧変換回路の変換用コンデンサを
一定の時定数で放電させる回路の放電時定数を従来の表
示装置で用いられていたものよりも小さく設定する。そ
のため、回転数の急変に対するタコメータの指示値の追
従性を良好にすることができる。
【0031】上記の例では、エキサイタコイルEXが設
けられた磁石発電機が12極の磁石回転子を有している
ため、磁石発電機が1回転する間に(内燃機関が1回転
する間に)6個のタコメータ駆動パルスが得られる。本
発明で用いる磁石発電機は、2n(nは2以上の整数)
極の磁石回転子を備えたものであればよい。一般に2n
極の磁石発電機を用いた場合、磁石発電機の1回転当り
n個のタコメータ駆動パルスを得ることができる。
【0032】上記の例では、磁石発電機内に設けられた
エキサイタコイルEXが単一の巻線からなっているが、
点火エネルギ蓄積用コンデンサC1 の充電電圧が低速時
も高速時も十分高く得られるようにするため、例えば図
3に示すように同一の鉄心に巻回されたエキサイタコイ
ルに中間タップを設けて、巻数の多い第1のコイル部分
EX1 と巻数の少い第2のコイル部分EX2 とに分けた
り、あるいは巻数の多い第1のコイル部分EX1 と巻数
の少い第2のコイル部分EX2 とをそれぞれ同相の異な
る鉄心に巻回して該両コイル部分を直列に接続すること
によりエキサイタコイルEXを構成して、両コイル部分
EX1 とEX2 との接続点と接地間にダイオードD6 を
接続するようにしたりしてもよい。なお図3には図示し
てないが、同図のダイオードD1 のカソードは図1の例
と同様にコンデンサC1 とサイリスタS1 との接続点に
接続され、電源コンデンサC2 の両端に得られる電圧V
1は点火時期制御回路3の電源端子に入力される。
【0033】点火装置の電源部2が図3のように構成さ
れている場合、機関の低速時には、主としてエキサイタ
コイルの第1のコイル部分EX1 →第2のコイル部分E
X2→ダイオードD1 →コンデンサC1 →ダイオードD2
→ダイオードD3 →第1のコイル部分EX1 の経路で
コンデンサC1 に充電電流が流れ、高速時には主として
第2のコイル部分EX2 →ダイオードD1 →コンデンサ
C1 →ダイオードD2→ダイオードD6 →第2のコイル
部分EX2 の経路でコンデンサC1 に充電電流が流れて
点火エネルギ蓄積用コンデンサC1 が充電される。ま
た、直流電源回路4の電源コンデンサC2 は、エキサイ
タコイルの負の半サイクルの出力電圧により、第2のコ
イル部分EX2 →第1のコイル部分EX1 →ダイオード
D4 →コンデンサC2 →ダイオードD5 →第2のコイル
部分EX2 の経路及び第1のコイル部分EX1 →ダイオ
ードD4 →コンデンサC2 →ダイオードD6 →第1のコ
イル部分EX1 の経路により充電電流が流れて充電さ
れ、該コンデンサC2 の両端に点火時期制御回路3を駆
動するための直流電源電圧V1 が得られる。また充電電
圧制御用サイリスタS2 の両端には、エキサイタコイル
の交流出力電圧の各サイクルごとに図2(D)に示した
ものと同様な波形のタコメータ駆動パルスV3 が得られ
る。
【0034】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、エキサ
イタコイルの負の半サイクルの出力電圧を入力として点
火時期制御装置を駆動するための直流電源電圧を発生す
る直流電源回路からタコメータ駆動パルスを得て、該パ
ルスを直接タコメータに入力するようにしたので、従来
の装置で用いられていた特別なタコメータ駆動回路を必
要としないでタコメータを駆動することができ、回転数
表示装置を安価に構成できる。
【0035】また、エキサイタコイルは4極以上の多極
の磁石回転子を有する磁石発電機内に設けられていて、
該エキサイタコイルの交流出力電圧の各サイクル毎にタ
コメータ駆動パルスが発生するので、内燃機関の1回転
当り少くとも2個のパルスをタコメータに入力すること
ができる。そのため、タコメータに設ける周波数電圧変
換回路の時定数を小さくすることができ、機関の回転数
の急変に対してタコメータの指示値の追従性が良い内燃
機関用回転数表示装置を構成することができる利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する際に用いる回路の構成例を示
した回路図である。
【図2】図1の各部の電圧波形を示した波形図である。
【図3】本発明を実施する際に用いる回路の他の構成例
を示した回路図である。
【図4】従来の回転数表示装置の要部の回路構成を示し
た回路図である。
【図5】図4の従来例の各部の信号波形を示した波形図
である。
【符号の説明】
1 点火回路 2 電源部 3 点火時期制御回路 4 直流電源回路 5 タコメータ EX エキサイタコイル L1 点火コイルの一次コイル L2 点火コイルの二次コイル P 点火プラグ S1 放電用サイリスタ S2 充電電圧制御用サイリスタ Z1 ツェナーダイオード D1 〜D6 ダイオード C1 点火エネルギ蓄積用コンデンサ C2 電源コンデンサ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 4極以上の多極の磁石回転子を有する磁
    石発電機内に設けられて内燃機関の回転に同期して交流
    電圧を出力するエキサイタコイルと、点火コイルの一次
    側に設けられて前記エキサイタコイルの正の半サイクル
    の出力電圧で充電される点火エネルギ蓄積用コンデンサ
    と、導通した際に前記点火エネルギ蓄積用コンデンサの
    電荷を点火コイルの一次コイルを通して放電させるよう
    に設けられた放電用サイリスタと、内燃機関の点火時期
    に前記放電用サイリスタにトリガ信号を与える点火時期
    制御装置と、前記エキサイタコイルの負の半サイクルの
    出力電圧を入力として前記点火時期制御装置を駆動する
    ための直流電源電圧を発生する直流電源回路とを備えた
    コンデンサ放電式の点火装置により点火される内燃機関
    の回転数を表示する回転数表示装置であって、 入力パルスの周波数を電圧に変換してアナログ計器を駆
    動することにより回転数を表示するタコメータを備え、 前記直流電源回路は、前記エキサイタコイルの負の半サ
    イクルの出力電圧により充電される電源コンデンサと、
    導通した際に前記エキサイタコイルから電源コンデンサ
    に流れる充電電流を該電源コンデンサから側路するよう
    に設けられた充電電圧制御用サイリスタと、前記電源コ
    ンデンサの両端の電圧が設定値に達したときに前記充電
    電圧制御用サイリスタにトリガ信号を与えるトリガ回路
    とを備えて前記電源コンデンサの両端に前記直流電源電
    圧を発生する回路からなり、 前記充電電圧制御用サイリスタの両端に得られるパルス
    電圧が前記タコメータに入力されていることを特徴とす
    る内燃機関用回転数表示装置。
JP23401295A 1995-09-12 1995-09-12 内燃機関用回転数表示装置 Expired - Fee Related JP3191639B2 (ja)

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