JP2925379B2 - 車両速度表示方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鉄道車両、又は自動車な
どで車両の運転に必要な速度情報を運転者に知らせる為
の車両速度表示方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来鉄道車両では、運転時の走行可否は
地上の路肩に設けられた三色現示方式の信号により運転
士が判断していたが、この信号を確実に視認したかを確
認する為のＡＴＳ装置が設けられ、間違って進入禁止区
間に走入すると、非常ブレーキをかけて停止できる様な
インターロックがかけられるようになっている。

【０００３】さらに、地上の信号による視認では追いつ
かなくなると、その区間に現在走行して良い最高速度を
車両に指示し、車両の速度計上に現在走行している区間
の最高速度を標示させ、地上から指示された最高速度と
自車の現在の速度を比較し、最高速度より自車の現在の
速度が大きい時は自動的に最高速度以下に自車の速度が
下がる迄ブレーキが作動するＡＴＣ装置が採用されてい
る。この場合、運転士は速度計上に標示された最高速度
と自車の速度の関係を確認し、次駅迄の時間等を考えた
上で運転士の判断で加速減速制御を行う。

【０００４】該ＡＴＣ装置は、車上ではいつ、どの位の
最高速度が指示されるかは駅などの特別の区間以外は事
前には予測することができず、突然表示された最高速度
に対応して車両の速度を制御することになる。

【０００５】一方、近時鉄道車両で採用されたＡＴＳ−
Ｐ装置は、ＡＴＣ装置の如く単に最高速度を階段的に標
示するのではなく、地上からの信号を受けると車上で地
上からの指示に従って必要に応じて各種車両の減速能力
を考慮した減速パターンを作り出し、その減速パターン
を設定した地点とその地点での自車の速度がその減速パ
ターンにひっかかると自動的にブレーキがかかる様にな
る。

【０００６】図７は、従来ＡＴＳ−Ｐ装置により与えら
れる減速パターンの表示方法の一例を示すもので、縦軸
は自車速度１８を示し、横軸は距離２１を示し、１９は
注意最高速度、２０は絶対速度を示している。この図
は、通常一般的に画かれる距離に対する最高速度を結ん
だ二次曲線で、自車がどの様にこの減速パターンに近付
いているかは自車の距離と速度をこの図中にプロットす
ることで示されたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この様な減速
パターンが運転士に提示されても、運転士から見た前方
視野とは全く関係が無いので、図７の様な図を運転士に
提示するには、運転台上又はすぐ横に配置される表示器
に限られ、従って常時運転士に確認を要求することは困
難である。

【０００８】また、図７では、最高速度２０が車両の位
置毎（地点毎）に変ってくるので、ＡＴＣ装置の様に特
定の速度を速度計上に示すことが困難であり、又事前に
減速パターンに接近しているか、又は、何秒後に減速パ
ターンに接触してブレーキがかかるということを予測す
ることは極めて困難である。この為、運転士は車両を運
転していると、突然減速パターンにひっかかり、急ブレ
ーキがかかって停止してしまうことが発生する。

【０００９】このことは、特に、ＡＴＳ−Ｐ装置の如く
走っている車両が予測できない状況で突然に減速パター
ンに接触してブレーキが作用するということは、運転士
にとって心の準備ができていない時に発生することがあ
り、非常に好ましくない。このため、これをいかに予測
できる様にし、事前に車両の速度制御を行えるようにし
た技術の開発が望まれている。

【００１０】本発明は、走っている車両が前方に存在す
る速度制限や減速パターンを目視することが可能にな
り、運転士として運転取扱上重要な情報を知ることが可
能になる車両速度表示方法を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、以下のように構成したものである。請求項１
に対応する発明は、車両の運転台に設置され、運転に関
連する速度情報を表示器により表示する車両用表示表置
において、前記表示器の表示面上の一方向を速度軸と定
め、この速度軸に沿って自車の現在の走行速度に対応す
る長さを示す画像を表示させ、かつこれと対比できる部
分に自車の現在位置の前方であって、一乃至複数の位置
における、許容最高速度等の自車の走行の基準とすべき
速度値の存在を、前記速度軸方向に前記速度の大きさに
対応する長さを示し、前記速度軸と交差するもう一つの
軸方向に前記自車位置と前記前方位置との相対距離に対
応する幅を示す画像として表示させると共に、前記幅に
おける対応関係を前記相対距離が大なるほど狭いとする
遠近法に基づくものとし、かつ前記表示画像が重なる場
合前記相対距離の小なるものが優先して表示させるよう
にしたことを特徴とする車両速度表示方法である。

【００１２】請求項２に対応する発明は、表示器とし
て、ヘッドアップディスプレイを用い、速度表示画像を
運転台の前方視野中に投影するようにした車両速度表示
方法である。請求項４に対応する発明は、自車の走行方
向の前方であって、一乃至複数の位置に、現在の自車速
度以下に表示された許容最高速度等の基準速度の表示が
存在する場合、前記表示に対応する自車との相対距離の
うち最小のもの、および前記最小距離に対応する位置に
現在の自車速度で到達するに要する時間の少なくとも一
方を数値表示させるようにしたことを特徴とする請求項
１記載の車両速度表示方法である。

【００１３】請求項３に対応する発明は、現在の自車の
走行速度を画像表示させることに加えて、過去の自車の
速度を画像表示も合わせて表示させるようにしたことを
特徴とする請求項１記載の車両速度表示方法である。請
求項５に対応する発明は、自車の走行方向の前方であっ
て、一乃至複数の位置に、自車の許容最高速度以外に、
自車が走行すべき指定速度、又は自車が運行する上でダ
イヤ保持などの点から来る推薦速度を自車の速度との関
連で同一画面に表示させるようにしたことを特徴とする
請求頂１記載の車両速度表示方法である。

【００１４】

【作用】本発明によれば、次のような作用が得られる。
すなわち、請求項１に対応する発明によれば、速度を遠
近法により遠い未来のものは小さく、近い未来のものは
大きく表示することにより、運転士として従来見る事が
出来なかった制限パターンを現実に目視すると同じ効果
で表示できることから、運転士として近い未来にどう車
両走行速度を制御したら良いかが予測可能になり、特に
ＡＴＳ−Ｐ装置の信号装置の如く目に見えない速度パタ
ーンが存在し、車両が突然とその速度パターンにひっか
かる様なことを防止する上で極めて有効となる。

【００１５】また、請求項４によれば、運転士に対し、
例えば速度制限パターンの帯が前方に見える走行路例え
ば線路の上に投影され、速度制限パターンは遠近法によ
り、遠方に見えるパターンの帯は幅を狭く、また近い方
に見えるパターンの帯は幅を広く表現することにより、
車両が走ってゆく前方に速度制限の壁が有り、表示面上
の一方向を遠近法と関係なく速度を用いて表示し、かつ
速度表示に対し自車の現時点での速度を入れれば自車が
このまま走行を続ければ速度制限パターンにひっかかる
か否かがすぐに判断ができ、又同じ図中に速度制限パタ
ーンにひっかかるまでの距離及び時間の少なくとも一つ
を表示することにより、運転士として今後どの様に車両
を運転すれば良いかが容易に判断でき、一般の方法では
見ることができないその走行路での最高速度や減速パタ
ーンの壁を実際に目視することが可能になる。

【００１６】さらに請求項２によれば、表示器としてヘ
ッドアップディスプレイを使用することにより、あたか
も走行路上に信号により与えられ、速度制限の壁を前方
監視を続けながら同時に知ることが可能となる。

【００１７】また、請求項３によれば、自車の現在の速
度が合わせて表示されることから、車両の監視がやりや
すい。

【００１８】さらにまた、請求項５によれば、希望する
速度が表示されるので、この速度に運転が可能で、希望
する停止位置に停止させることが可能になる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。図１は本発明が適用される車両の概略構
成を示すもので、車両には、運転士７が運転室内で運転
可能にハンドルと、椅子を有し、前面腰板部９と天井部
１０の間に、前面ガラス８を有し、運転室内には、ヘッ
ドアップディスプレイ投影器１１と、ヘッドアップディ
スプレイ反射板１２からなるヘッドアップディスプレイ
Ｄが配設されている。このヘッドアップディスプレイＤ
は、特開平３ー１１７３０２号公報などで公知であっ
て、これは軍用機で特に戦闘機のミサイル又は機銃を撃
つ時にパイロットに自由に頭を上げて目標を追尾できる
ようにする装置で良く知られている装置である。これ
は、運転士前方視界中に、この減速パターンを投影し前
方視野中に見えない減速パターンがあることを視認させ
るなどの方法で運転士に走行路例えば線路上の信号情報
を認識させることができるようになっている。図中１３
はヘッドアップディスプレイ光束を示している。

【００２０】図１において、ヘッドアップディスプレイ
投影器１１で、後述する図３に示す画像をヘッドアップ
ディスプレイ反射板（これは透明ガラスで構成される）
１２を介して運転士７の前方無限遠距離に焦点を結ぶ様
に投影され、光束１３で運転士は前方視野中に組込んだ
状況で視認できる。

【００２１】図３は、図１のヘッドアップディスプレイ
Ｄにより、投影した表示画面を示すもので、具体的には
ヘッドアップディスプレイＤにより減速パターンを無限
遠の位置の所に、焦点を結ぶ様に投影した例を示す。１
はグラフィック表示画面の全体を示しており、この表示
画面１の中に、縦方向を速度軸と定め、この速度軸に現
在の自車の速度３をベクトルとして表示している。ま
た、自車の速度３の上方であって、水平方向に自車の最
高速度２が表示され、この速度表示線の上側の縁は現在
自車が走っている地点での絶対最高速度を示し、また速
度表示線の下側の縁は最高速度から一定速度だけ引いた
任意最高速度を示している。

【００２２】さらに、自車の最高速度２と現在の自車の
速度３の間に、未来位置での最高速度（未来位置におけ
る許容最高速度）４が垂直方向に表示され、この未来位
置での最高速度４は地上から受けた情報から算出して得
られる未来位置で適用される最高速度パターンで、この
画像の場合現在自車のいる位置での最高速度は、自車の
最高速度２のように或る定められた幅で表示し、この定
められた幅の最高速度４の天井位置が近い未来における
最高速度であって、これから下がるに従って遠い未来の
最高速度を示し、これはあたかも遠近法により表示した
ものを重ねて表示したものである。言い換えれば、線路
上にそれぞれの未来位置における許容最高速度に対応し
た高さの、一定幅の天井板を想定し、これを運転士の視
点から見た光景として表示したものである。

【００２３】そして、自車の速度で走り続けると、速度
ベクトル３が未来位置での最高速度４と重なっている部
分の幅が最高速度パターン（減速パターン）と接触する
位置の距離を示しているが、補助的に理解しやすくする
為に、最高速度パターンと接触するまでの距離５を例え
ば５００Ｍと表し、また現在のままの速度で走った時に
どの位の時間６を例えば３０Ｓ（秒）と表している。こ
の最高速度パターンと接触するまでの距離５および時間
６の表示は必ずしも無くとも、未来位置での最高速度４
の幅だけでも判断が可能である。

【００２４】図２は図３の画面を、図１のヘッドアップ
ディスプレイＤにより投影した投影像を、車両の運転台
の前方視界中に読み込ませたときの状態を示している。
中で前方画面と重ねて表示した例を示している。図中１
４は線路（軌道）、１５は電車線支柱、１６は電車線支
持トラス、１７は電車線を示している。

【００２５】以下、このように構成した本実施例の効果
について説明する。従来より行なわれた距離軸と速度軸
による速度制限減速パターン、指定速度の表示方法と異
り、本実施例の表示方法は、自車の位置から見た未来の
速度制限、減速パターン、指定速度を遠近法により遠い
未来のものは小さく、近い未来のものは大きく表示する
ことにより、運転士として従来見る事ができなかった制
限パターンを現実に目視すると同じ効果で表示できるこ
とから、運転士として近い未来にどう車両走行速度を制
御したら良いかが予測可能になり、特にＡＴＳ−Ｐ装置
の信号装置の如く目に見えない速度パターンが存在し、
車両が突然とそのパターンにひっかかる様な不都合を防
止するのに極めて効果的に対処可能となる。

【００２６】また、運転士に対し、図２に示すように、
例えば一定の幅の速度制限パターンの帯４が、前方に見
える線路１４の上に投影され、速度制限パターンは遠近
法により、遠方に見えるパターンの帯は幅が狭く、また
近い方に見えるパターンの帯は幅が広く表現されている
ので、車両が走ってゆく前方に速度制限の壁が有り、縦
軸は遠近法とは関係なく速度３のベクトルが表示されて
おり、かつ速度３の表示に対し自車の現時点での速度を
入れることにより、このまま自車の走行を続ければ速度
制限パターンにひっかかるか否かがすぐに判断できる。

【００２７】さらに、図２中に速度制限パターンにひっ
かかる迄の距離５と時間６を表示しているので、運転士
として今後どの様に車両を運転すれば良いかが容易に判
断でき、一般の方法では見ることのできないその路線で
の最高速度や減速パターンの壁を実際に目視することが
できる様になる。

【００２８】さらに、この表示をヘッドアップディスプ
レイＤと組合せているので、あたかも線路１４上に信号
により与えられ、速度制限の壁を前方監視を続けながら
同時に知る事が可能となる。

【００２９】図２に於いて、運転士は現在走っている線
路での自車の速度と現時点でこの線路の許容最高速度と
の関係を知る事が出来ると同時に、将来車両が進入する
区間に減速パターンがある場合、実際には見えない減速
パターンの壁を眼前に画き、視認する事が可能となる。
この為、走行していたら突然予告なしに減速パターンと
ぶつかる事は回避する事が可能となる。つまり、減速パ
ターンを越えると作用するブレーキは、一般的に急ブレ
ーキであり、急ブレーキがかかり始めたらブレーキを緩
めたりする制御がきかず、運転士としては非常に取扱い
にくいことから、運転士は急ブレーキをできるだけ作用
させまいと考えながら運転がなされる。この為に、事前
に減速パターンの存在を知る事は運転士にとって極めて
重要な情報となる。

【００３０】図４は図３に示した表示画面と同じ内容と
自車の速度の変化具合を、過去の若干の時間の分を合わ
せて表示したもので、すべて左の方の軸を中心にして示
したものである。図中、２は自車の最高速度、４は未来
位置での減速パターンによる最高速度を示し、また３Ａ
は自車の速度表示を示し、２２の如く過去にどの様に自
車の速度が変化して来たかを合わせて表示している。

【００３１】この図４の場合、すべての情報はやや左寄
りに表示されている為に、図１の如く前方視界の中で一
番注意して監視する必要のある線路上の状況と表示され
る各種の像との重なりが少なく、監視がやりやすい。

【００３２】図５に示したものは、ＡＴＳ−Ｐ装置とは
若干異る表示で、例えて言うと車両の連結操作の如く或
る近接した位置で一度停車し再度接近をして連結する様
な場合の車両速度指定を行う例で、２５は将来の停止点
を示し、２６は理想的な接近速度のパターンをで示して
いる。この為、この位置での指定速度が２４で示され、
自車の速度３Ａが指定速度２４と合致する様に制御して
ゆけば、停止点２５で理想的にうまく停止出来る様にな
る。この減速指定パターンに対し、自車の過去の速度経
過２２をつなげて見て、滑らかな曲線になっていれば次
の時間にも、将来の指定速度２６に合致できることを予
測するのに使用されている。

【００３３】図６は図３の画面で遠方に減速パターンが
無く、ダイヤ上好ましい推薦速度を２７に表示し、現時
点でのダイヤ上の遅れ時間を２８に示した一種のナビゲ
ーション表示を含めた表示であり、運行上の推薦速度２
７と予定ダイヤに対する遅れ時間２８を考え、自車の速
度３Ａを推薦速度２７より低くとるとか高くとるとかを
判断できるようにした実施例を示す。

【００３４】以上示した各種表示に用いる演算表示はそ
れぞれ工夫を要するものの、特に新しい技術を用いなく
てもすむことから実用的である。図３はこの投影像が理
想的状況で前方視野中に読み込まれた時の姿を示してい
るが、この姿は理想的な姿で示したが、この組合せ方法
だと前方線路上の状況を監視する上でじゃまになる場合
も考えられるので、若干横にずらす又は上下にずらした
りしても良い。

【００３５】以上述べた説明はすべて鉄道車両を対象に
説明したが、自動車で高速道路上を走行する時など道路
側に信号発振装置を置き、車両側に受信装置を置けば制
限速度、事故による前方道路での処理のし方を運転士に
伝えるのに極めて好都合なことが考えられる。この未来
情報は単にグラフィックディスプレイ画面だけで表示し
ても有効であるが、ヘッドアップディスプレイ装置を利
用して前方視界中に実際には見えない速度パターンを可
視画像として表示すればその効果は更に有効性を増すこ
とが可能となる。

【００３６】

【発明の効果】本発明の速度表示方法によれば、自車の
位置から見た未来の速度制限、減速パターン、指定速度
を遠近法により遠い未来のものは小さく、近い未来のも
のは大きく表示することにより、運転士として従来見る
事ができなかった制限パターンを現実に目視すると同じ
効果で表示できることから運転士として近い未来にどう
車両走行速度を制御したら良いかが予測可能になり、特
にＡＴＳ−Ｐ型の信号装置の如く目に見えない速度パタ
ーンが存在し、車両が突然とそのパターンにひっかかる
様な不都合を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される車両の概略構成を示す図。

【図２】本発明方法によるヘッドアップディスプレイで
得られた表示画像を運転士の前方視界中に投影した時の
前方視界図。

【図３】本発明方法によるグラフィックディスプレイの
表示画像の第１の例を示す図。

【図４】本発明方法によるグラフィックディスプレイの
表示画像の第２の例を示す図。

【図５】本発明方法によるグラフィックディスプレイの
表示画像の第３の例を示す図。

【図６】本発明方法によるグラフィックディスプレイの
表示画像の第４の例を示す図。

【図７】従来一般的に用いられる減速パターン図の表示
方法を示す図。

【符号の説明】

１…グラフィック表示画面、２…自車の最高速度、３…
自車の速度、４…未来位置での最高速度、５…速度制限
迄の距離、６…速度制限迄の時間、７…運転士、８…前
面ガラス、９…前面腰板部、１０…天井部、１１…ヘッ
ドアップディスプレイ投影器、１２…ヘッドアップディ
スプレイ反射板、１３…ヘッドアップディスプレイ光
束、１４…軌道、１５…電車線支柱、１６…電車線支持
トラス、１７…電車線、１８…自車速度、１９…注意最
高速度、２０…絶対最高速度、２１…距離軸、２２…自
車の過去の速度経過、２３…速度軸、２４…現時点での
指定速度、２５…将来の停止点、２６…将来の指定速
度、２７…運行上の推薦速度、２８…予定ダイヤとの時
間おくれ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−117302（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B61D 37/00 B60L 3/00 G09F 9/00 359 B60K 35/00 G08B 21/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の運転台に設置され、運転に関連す
   る速度情報を表示器により表示する車両用表示表置にお
   いて、 前記表示器の表示面上の一方向を速度軸と定め、この速
   度軸に沿って自車の現在の走行速度に対応する長さを示
   す画像を表示させ、かつこれと対比できる部分に自車の
   現在位置の前方であって、一乃至複数の位置における、
   許容最高速度等の自車の走行の基準とすべき速度値の存
   在を、前記速度軸方向に前記速度の大きさに対応する長
   さを示し、前記速度軸と交差するもう一つの軸方向に前
   記自車位置と前記前方位置との相対距離に対応する幅を
   示す画像として表示させると共に、前記幅における対応
   関係を前記相対距離が大なるほど狭いとする遠近法に基
   づくものとし、かつ前記表示画像が重なる場合前記相対
   距離の小なるものが優先して表示させるようにしたこと
   を特徴とする車両速度表示方法。
2. 【請求項２】 表示器として、ヘッドアップディスプレ
   イを用い、速度表示画像を運転台の前方視野中に投影す
   るようにしたことを特徴とする請求項１記載の車両速度
   表示方法。
3. 【請求項３】 現在の自車の走行速度を画像表示させる
   ことに加えて、過去の自車の速度を画像表示も合わせて
   表示させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の
   車両速度表示方法。
4. 【請求項４】 自車の走行方向の前方であって、一乃至
   複数の位置に、現在の自車速度以下に表示された許容最
   高速度等の基準速度の表示が存在する場合、前記表示に
   対応する自車との相対距離のうち最小のもの、および前
   記最小距離に対応する位置に現在の自車速度で到達する
   に要する時間の少なくとも一方を数値表示させるように
   したことを特徴とする請求項１記載の車両速度表示方
   法。
5. 【請求項５】 自車の走行方向の前方であって、一乃至
   複数の位置に、自車の許容最高速度以外に、自車が走行
   すべき指定速度、又は自車が運行する上でダイヤ保持な
   どの点から来る推薦速度を自車の速度との関連で同一画
   面に表示させるようにしたことを特徴とする請求頂１記
   載の車両速度表示方法。