JPH0760101B2

JPH0760101B2 - 自動車用多次元量相関表示装置

Info

Publication number: JPH0760101B2
Application number: JP63032349A
Authority: JP
Inventors: 旭中野
Original assignee: 旭中野; 鈴木茂昭
Priority date: 1988-02-15
Filing date: 1988-02-15
Publication date: 1995-06-28
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: JPH01207629A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は自然現象あるいは人為現象から抽出された部分
現象を多次元量として把持し、これを表示画面に相関的
にリアルタイム表示する多次元量相関表示方法を適用し
た自動車用の多次元量相関表示装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

自動車の大衆化に伴なう安全確保の必要性から、運転の
ためのデータを正確かつ迅速に認識できるようにするこ
とが求められている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の表示装置では、エンジン回転数、
エンジンの冷却水温、操舵角およびシフト状態など多種
多様にわたる自動車を運転するためのデータは、アナロ
グメータ、ディジタル表示器、ランプなどで個別に表示
される。このため、運転者はこれらを全体的にリアルタ
イムに把持し、全般的かつ大局的にみていかなる状況下
にあるのかを、経験によって随時判断しなければならな
かった。従って、いったんトラブルが発生すると、これ
に対する適確な対処をとることが容易でなかった。

そこで本発明は、自動車を運転するために必要な多くの
データを、リアルタイムで容易に把持できるようにした
自動車用の多次元量相関表示装置を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る自動車用多次元量相関表示装置は、停止時
あるいは低速走行時用の第１画像と、通常走行時あるい
は高速走行時用の第２画像のいずれかを所定のディスプ
レイ装置に表示させる表示装置であって、エンジン回転
数、タイヤ回転数およびエンジン冷却水の水温を検出し
て、エンジン回転数データ、タイヤ回転数データおよび
水温データをリアルタイムに出力するセンサ部と、セン
サ部から出力されたエンジン回転数データ、タイヤ回転
数データおよび水温データを受け付けて、リアルタイム
に変動するエンジン回転数データのデータ量とリアルタ
イムに変動するタイヤ回転数データのデータ量とを隣接
した２辺の長さとした可変の長方形パターンを作成し、
さらにリアルタイムに変動する水温データに対応した所
定の色を用いて長方形パターンを着色して第１画像また
は第２画像を生成する画像生成部と、エンジン始動時に
はディスプレイ装置に第１画像を表示し、ディスプレイ
装置に第１画像を表示している間は第１の判定処理を行
い、この第１の判定処理の結果によってディスプレイ装
置に表示する画像を第２画像に切り替え、ディスプレイ
装置に第２画像を表示している間は第２の判定処理を行
い、この第２の判定処理の結果によってディスプレイ装
置に表示する画像を第１画像に切り替える表示制御手段
とを備え、第１の判定処理は、第１画像中の長方形パタ
ーンの１つの頂点を固定点としたときに、エンジン回転
数データおよびタイヤ回転数データが所定の範囲内でリ
アルタイムに変動する変動量に合わせて変動する固定点
の対角に位置する頂点の変動範囲を包含する判定用領域
を設定し、この判定用領域を頂点が越えた場合にディス
プレイ装置に表示する画像を第２画像に切り替えるよう
判定する処理であり、第２の判定処理は、第２画像中の
長方形パターンの１つの頂点を固定点としたときに、エ
ンジン回転数データとタイヤ回転数データがそれぞれ所
定の範囲内でリアルタイムに変動するそれぞれの変動量
および両データが組み合わさった変動量に合わせて変動
する３つの頂点の内少なくとも１つの頂点を包含せず且
つこれらの３つの頂点を結ぶ２辺より固定点側の長方形
パターン内に少なくとも一部が存在する判定用領域を設
定し、この判定用領域に変動する３つの頂点のすべてが
入った場合にディスプレイ装置に表示する画像を第１画
像に切り替えるよう判定する処理である。

〔作用〕

本発明の自動車用多次元量相関表示装置によれば、停止
時あるいは低速走行時には車速データとエンジン回転数
データと冷却水温データを相関的に表す第１画像がディ
スプレイ装置に表示され、通常走行時あるいは高速走行
時には車速データとエンジン回転数データと冷却水温デ
ータを相関的に表す第２画像がディスプレイ装置に表示
される。このため、これらの表示を見るだけで運転に必
要な状況を大局的に把握することができる。

特に、第１画像と第２画像は、長方形パターンと判定用
領域との関係によって自動的に切り替わるよう表示制御
手段によって制御されているので、運転者に最適な画像
を常にディスプレイ装置に表示することができる。

〔実施例〕

以下、添付図面の第１図ないし第７図を参照して、本発
明の実施例を説明する。なお、図面の説明において同一
要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、本発明の実施例について説明するのに先立って、
本発明の多次元量相関表示装置に適用される多次元量相
関表示方式を従来方式と対比させて、第１図を用いて説
明する。図示の通り、この場合には現象を三次元の部分
現象に抽出し、リアルタイムに表示している。従来の個
別表示方式（図の左側の表示方式）では、三次元の部分
現象は２個のアナログメータ1,2と１個のディジタルデ
ィスプレイ３で表示している。本発明では、これを第１
図の右側半分に示すように、円形の図形パターン４と、
正方形の図形パターン５と、パターン中の色合い６に対
応させる。すなわち、アナログメータ１の指示値を円形
パターン４の上下方向直径に対応させ、アナログメータ
２の指示値を円形パターン４の水平方向直径に対応さ
せ、ディジタルディスプレイ３の指示値を方形パターン
５と円形パターン４の間の色合い６に対応させる。する
と、第１図（ａ）〜（ｄ）の左側の個別表示に対する相
関表示は同図（ａ）〜（ｄ）の右側のようになる。これ
により、自然あるいは人為現象から抽出された部分現象
の全体的傾向を、大局的に図形の上で視覚により把握で
きる。

本発明の多次元量相関表示装置に適用される多次元量相
関表示方式の基本的構成要件をまとめると、次のように
なる。

まず、第１に観察対象である現象（自然現象、人為現象
あるいはこれらが混在した現象）から、観察すべき部分
現象を抽出する。具体的には、例えば各種のセンサを配
置して個々の部分現象データ（多次元量）を求める。こ
の抽出データとしては、電流、電圧、温度、速度、蒸気
圧など、対象に応じて各種のものがある。そして、この
データの抽出はリアルタイムに行なう。これにより、現
象の変化に追従した多次元量（データ）が得られる。

次に、第２にこの多次元データを図形の視覚要素に割り
当てる。具体的には、例えば多次元データのうちのある
データを図形パターンの輪郭の頂点位置に割り当てる。
すると、多次元データのリアルタイムな変化は頂点位置
の座標のリアルタイムな変化に対応するので、図形パタ
ーンの形状や輪郭の広がりから、多次元データの現状と
その変化を視覚的に把えることができる。なお、この輪
郭頂点位置は輪郭が四角形であるときには、最大で４つ
の座標となり、個々に変化を与えることが可能であるの
で、表現できるデータは１個以上（四角形では４個）と
なる。また、多次元データのうちの他の１つのデータは
上記輪郭内部の色合いに割り当てる。すると、このデー
タのリアルタイムな変化は輪郭内部の色合いのリアルタ
イムな変化（変色）に対応するので、図形パターンの色
およびその変化から、当該データの現状とその変化を視
覚的に把えることができる。なお、この色合いもシェー
ディング等の手法を用いることにより、複数の部分現象
を割り当てることができる。さらに、多次元データのう
ちの更に他の１つのデータは、図形間の関係特性に割り
当てる。すなわち、複数の図形の上下関係、隠蔽関係あ
るいは混合関係などを定量的に部分現象に対応させ、図
形の表示の優先度や透過度の組み合せなどで変化を表現
する。

第３に、上記のようにして多次元データを割り当てた図
形の視覚要素を、多次元データのリアルタイムな変化に
応じて変化させる。これは、センサにより得られた多次
元データを個々にリアルタイムでディジタル処理すれば
よい。

第４に、画面の切り換えを予め設定しておく。例えば、
切り換え用の座標を予め設定しておき、多次元データに
対応した輪郭頂点が、この座標を越えたときには、異な
る画面に切り換えることとする。このようにすれば、現
象の変化に追従して最適な表示に切り換えていくことが
できる。

次に、本実施例に係る自動車用の多次元量相関表示装置
の一例を説明する。

第２図はその構成を示すブロック図である。エンジン回
転数センサ11は自動車のエンジンの回転数を検出するも
ので、タイヤ回転数センサ12は例えば前輪の回転数を検
出して、車速に応じた信号を出力する。水温センサ13は
エンジの冷却水の温度を検出するもので、操舵角センサ
14は例えば前輪の操舵角を検出して、ステアリングに応
じた信号を出力する。また、シフトセンサ15はシフト
（ギヤ）の状態を検知するもので、例えば中立（ニュー
トラル）、駐車（パーキング）、後進（バック）、前進
（フォワード）としてのロウ、セカンド、サード、トッ
プなどに対応した信号を出力する。

これらの出力信号は図示しないA/D変換部などを介し
て、車載のコントローラに与えられる。コントローラは
ディスプレイコントローラ16、パターン判定部17、カラ
ー変換部18、パターン発生部19および座標変換部20を有
し、これらはハードウェアによって、あるいはファーム
ウェアやソフトウェアによって実現されている。ここ
で、パターン判定部17はディスプレイされる図形パター
ンとして、いずれを選択するか判定するもので、この判
定はエンジ回転数センサ11からのエンジン回転数データ
およびタイヤ回転数センサ12からの車速データによって
行なう。カラー変換部18は水温センサ13からの水温デー
タを例えば256階調の色合いに変換するもので、低温の
ときには青色系統、高温のときには赤色系統に変換す
る。パターン発生部19は後述のシフトパターンを発生す
るもので、その出力（シフトパターン）は座標変換部20
に与えられる。座標変換部20はパターン発生部19からの
シフトパターンの座標を変換するもので、操舵角に応じ
て座標変換されたシフトパターンはディスプレイコント
ローラ16に与えられる。ディスプレイコントローラ16は
エンジン回転数センサ11、タイヤ回転数センサ12、パタ
ーン判定部17、カラー変換部18および座標変換部20から
のデータにもとづき、ディスプレイ21で多次元データが
相関表示されるよう、これをリアルタイムに制御する。
ディスプレイ21は例えばCRTにより実現されるが、液晶
パネル、プラズマディスプレイなどであってもよい。

次に、上記実施例の作用について、順次に説明する。

第３図は第２図のディスプレイ21で表示される図形の一
例であり、同図（ａ）は始動（アイドリングおよび低速
走行）時を示し、同図（ｂ）は通常の走行時を示してい
る。同図（ａ）において表示図形パターンＡはシフトの
状態とステアリングの状態を示している。すなわち、第
４図（ａ）のような上向き矢印のシフトパターンはシフ
トが前進（フォワード）になっていることを示し、同図
（ｂ）のような下向き矢印シフトパターンのときはシフ
トが後進（バック）になっていることを示し、同図
（ｃ）のような長方形ブロックのときはシフトが中立
（ニュートラル）になっていることを示し、同図（ｄ）
のような両向き矢印（但し、矢は小さい）になっている
ときはシフトが駐車（パーキング）であることを示す。
そして、この表示図形パターンＡの輪郭の内側は所定の
色づけがされているが、この色合いを変えることによ
り、例えば前進のロウ、セカンド、サードおよびトップ
を区別してもよい。

また、第３図（ａ）において、表示図形パターンＢはエ
ンジン回転数と冷却水の水温を示している。すなわち、
頂点b₁,b₂,b₃,b₄で形成される輪郭のうち、頂点b₃,b₄は
固定であり、頂点b₁,b₂は左右方向（図中の矢印方向）
に変位する。また、表示図形パターンＢの内部の色合い
31は水温センサ13からのデータに応じて変化する。具体
的には、アクセルを踏むことによりエンジン回転数セン
サ11からの出力が大きくなると表示図形パターンＢは右
方向に広がり、エンジン回転数センサ11からの出力が小
さくなると表示図形パターンＢは左方向に縮む。また、
エンジンが冷えているときは色合い31は青味がかってお
り、エンジンが熱くなると色合い31は徐々に赤味を帯び
てくる。

ここで、第３図（ａ）において表示されない固定の判定
用固定パターンＤと、表示図形パターンＢに応じて形状
の変わる判定用可変パターンＣを設定する。判定用固定
パターンＤの頂点d₁〜d₄は固定であり、頂点d₂,d₃の間
が傾斜した辺をなしている。判定用可変パターンＣの頂
点c₁〜c₄のうち、頂点c₃,c₄は固定であり、頂点c₄は表
示図形パターンＢの頂点b₃と一致している。一方、頂点
c₁,c₂の座標は可変であり、頂点c₁は表示図形パターン
Ｂの頂点b₂と一致し、しかも頂点c₁,c₂は表示図形パタ
ーンＢの可変頂点b₁,b₂と共に左右に動く。このように
判定用可変パターンＣおよび判定用固定パターンＤ設定
すると、頂点b₂（c₁）が判定用固定パターンＤの頂点
d₂,d₃を結ぶ辺を越えて上側に来たときには、判定用可
変パターンＣは判定用固定パターンＤからはみ出すこと
になる。

そこで、判定用可変パターンＣが判定用固定パターンＤ
の内側に収まっているときの状態値を“0"とし、外側に
はみ出したときの状態値を“1"とすると、状態値＝“0"
のときは始動時であり、状態値＝“1"のときは走行時で
あるとすることができる。走行時の表示パターンは第３
図（ｂ）に示す通りであり、状態値が“0"から“1"に変
ったときに同図（ａ）のパターンから同図（ｂ）のパタ
ーンに変る。

第３図（ｂ）において、表示図形パターンＥはエンジン
回転数、車速および冷却水温を示している。すなわち、
表示図形パターンＥの頂点e₁,e₂はエンジン回転数セン
サ11の出力に応じて左右に動き、高速回転時には右側に
大きく広がったパターンとなる。表示図形パターンＥの
頂点e₁,e₃はタイヤ回転数センサ12の出力に応じて上下
に動き、高速走行時には上側に大きく広がったパターン
となる。なお、色合い31は同図（ａ）と同様に変色す
る。ここで、図中の判定用固定パターンＦは同図（ａ）
と同図（ｂ）のパターンの切り換え判定に用いられるも
ので、表示図形パターンＥの頂点e₁〜e₃のいずれかがこ
の判定用固定パターンＦ中に入ったとき、表示は同図
（ｂ）から同図（ａ）に切り換わる。

第５図は第３図（ａ）に示す始動時パターンを、３枚の
仮想平面で説明している。同図において、表示図形パタ
ーンＡの斜きθは操舵角センサ14で検出された操舵角を
示し、色合い31は水温センサ13で検出された冷却水温を
示し、表示図形パターンＢの底辺の長さl_Bはエンジン回
転数センサ11で検出されたエンジン回転数を示す。ま
た、第６図は第３図（ｂ）に示す走行時パターンを、２
枚の仮想平面で説明している。同図において、表示図形
パターンＥの底辺の長さl_E1はエンジン回転数センサ11
の検出値に対応し、側辺の長さl_E2はタイヤ回転数セン
サ12の検出値に対応し、色合い31は水温センサ13の検出
値を示している。

第７図は自動車を駐車している状態から、通常の走行状
態に至るまで運転したときの、表示パターンの変化を示
している。

まず、キーを差し込んでエンジンを始動すると、同図
（ａ）のパターンが現れる。このとき、パターン中の色
合い31は青色となっており、エンジンが冷えていること
がわかる。また、表示図形パターンＡによりシフトがパ
ーキング状態になっており、ハンドルが左に切られてい
ることがわかる。なお、この間のアイドル状態ではエン
ジン回転数はアクセルの踏み込み量に応じて変化し、従
って、表示図形パターンＢの右側輪郭はリアルタイムに
変位する。

アイドル状態を続けるとエンジンは徐々に暖まり、色合
い31が赤味を帯びてくる。そこで、シフトレバーをパー
キングからニュートラルに切り換えながらハンドルを右
に切ると、表示は第７図（ｂ）のようになる。次に、シ
フトをバックに切り換えて自動車を駐車場から出すこと
になるが、操舵方向は表示図形パターンＡによって認識
できるので、窓から顔を出して前輪の向きを視認する必
要はない。また、シフトがニュートラルからバックに変
ったことは、表示図形パターンＡによって第７図（ｃ）
のように確認できる。

次に、一定量だけ自動車をバックさせた後で、シフトを
バックからフォワードに切り換え、ハンドルを左に切
る。このときにも、エンジンは徐々に暖まっているの
で、色合い31は更に赤味がかってくる。駐車場から出し
た後は、道路上での走行入り、第３図（ａ）の判定用可
変パターンＣが判定用固定パターンＤからはみ出するよ
うになると、表示画面は同図（ａ）から（ｂ）に切り換
わる。すなわち、表示は第７図（ｅ）の如くなり、表示
図形パターンＡは表示されなくなる。その後、シフトを
セカンドからサードへと切り換えるに従い、そのときの
エンジン回転数と車速が第７図（ｆ）〜（ｈ）のように
示されることになる。目的地に到着して自動車が減速
し、第３図（ｂ）の表示図形パターンＥが判定用固定パ
ターンＦの中に入るようになると、表示は再び第３図
（ａ）に戻る。

本発明の多次元量相関表示装置は上記実施例に限定され
ず、種々の変形が可能である。

例えば、車速データは表示図形パターンＢの右方向の広
がりと対応させてもよく、表示図形パターンＡのパター
ンも種々変更できる。また、第３図（ａ），（ｂ）のパ
ターンの切り換えに関しても、例えばタイヤ回転数セン
サ12の出力だけで行なうようにしてもよく、マニュアル
切り換え用のスイッチを付加してもよい。さらに、この
ような切り換え自体を行なわないようにしてもよい。具
体的には、表示を第３図（ａ）のようなもののみとし、
表示図形パターンＡの上方向の広がりを車速データに対
応させてもよい。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明の多次元量相関表示装置によれば、
自動車の始動時にはエンジン回転数、操舵角およびシフ
トの状態（望ましくは冷却水温含めて）が相関的に表示
され、走行時にはエンジン回転数および車速（望ましく
は冷却水温も含めて）が相関的に表示されるので、この
表示を見るだけで運転に必要な状況を大局的に把握する
ことができる。さらに、別の多次元量相関表示装置によ
っても、状況の大局的把握を容易に行なうことができる
ので、自動車の安全性の向上などに寄与することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る多次元量相関表示方式の基本例を
説明する図、第２図は本発明に係る自動車用の多次元量
相関表示装置の構成を示すブロック図、第３図は第２図
における相関表示のパターンの平面図、第４図は第３図
に示す表示図形パターンＡの説明図、第５図は始動時の
パターンを仮想平面で説明する図、第６図は走行時のパ
ターンを仮想平面で説明する図、第７図は表示パターン
の変化の説明図である。 11……エンジン回転数センサ、12……タイヤ回転数セン
サ、13……水温センサ、14……操舵角センサ、15……シ
フトセンサ、16……ディスプレイコントローラ、17……
パターン判定部、18……カラー変換部、19……パターン
発生部、20……座標変換部、21……ディスプレイ、31…
…色合い、A,B,E……表示図形パターン、Ｃ……判定用
可変パターン、D,F……判定用固定パターン。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】停止時あるいは低速走行時用の第１画像
と、通常走行時あるいは高速走行時用の第２画像のいず
れかを所定のディスプレイ装置に表示させる自動車用多
次元量相関表示装置であって、エンジン回転数、タイヤ回転数およびエンジン冷却水の
水温を検出して、エンジン回転数データ、タイヤ回転数
データおよび水温データをリアルタイムに出力するセン
サ部と、前記センサ部から出力されたエンジン回転数データ、タ
イヤ回転数データおよび水温データを受け付けて、リア
ルタイムに変動するエンジン回転数データのデータ量と
リアルタイムに変動するタイヤ回転数データのデータ量
とを隣接した２辺の長さとした可変の長方形パターンを
作成し、さらにリアルタイムに変動する水温データに対
応した所定の色を用いて前記長方形パターンを着色して
前記第１画像または前記第２画像を生成する画像生成部
と、エンジン始動時には前記ディスプレイ装置に前記第１画
像を表示し、前記ディスプレイ装置に前記第１画像を表
示している間は第１の判定処理を行い、この第１の判定
処理の結果によって前記ディスプレイ装置に表示する画
像を前記第２画像に切り替え、前記ディスプレイ装置に
前記第２画像を表示している間は第２の判定処理を行
い、この第２の判定処理の結果によって前記ディスプレ
イ装置に表示する画像を前記第１画像に切り替える表示
制御手段とを備え、前記第１の判定処理は、前記第１画像中の長方形パター
ンの１つの頂点を固定点としたときに、前記エンジン回
転数データおよび前記タイヤ回転数データが所定の範囲
内でリアルタイムに変動する変動量に合わせて変動する
前記固定点の対角に位置する頂点の変動範囲を包含する
判定用領域を設定し、この判定用領域を前記頂点が越え
た場合に前記ディスプレイ装置に表示する画像を前記第
２画像に切り替えるよう判定する処理であり、前記第２の判定処理は、前記第２画像中の長方形パター
ンの１つの頂点を固定点としたときに、前記エンジン回
転数データと前記タイヤ回転数データがそれぞれ所定の
範囲内でリアルタイムに変動するそれぞれの変動量およ
び両データが組み合わさった変動量に合わせて変動する
３つの頂点の内少なくとも１つの頂点を包含せず且つこ
れらの３つの頂点を結ぶ２辺より前記固定点側の前記長
方形パターン内に少なくとも一部が存在する判定用領域
を設定し、この判定用領域に前記変動する３つの頂点の
すべてが入った場合に前記ディスプレイ装置に表示する
画像を前記第１画像に切り替えるよう判定する処理であ
ることを特徴とする自動車用多次元量相関表示装置。