TWI573711B - A vehicle reversing system having a steering assist wheel and a reversing image and a method thereof - Google Patents

Description

具有轉向輔助輪及正像倒車影像的車輛倒車系統及其方法

本發明係有關於一種具有正像倒車影像的車輛倒車系統及其方法，特別是有關於一種具有設置於車輛後方的轉向輔助輪以主導倒車偏轉方向的車輛倒車系統及其方法。

首見請參照如圖1A繪示先前技術之車輛倒車系統之立體示意圖以及圖1B繪示圖1A車輛倒車系統之影像顯示單元所顯示的影像示意圖。按，習用的裝有倒車鏡頭10及顯示器11的車輛倒車方式，大都是利用現有的前轉向輪12配合顯示器11中的由該倒車鏡頭10攝取的鏡像車後影像13，進而以方向盤14打向與該顯示器11中的鏡像車後影像13中的擬轉入方向15同一方向，以偏轉前轉向輪12完成倒車轉向動作(圖中未示出)。

惟，由於上述的前轉向輪12在倒車時，反而位於車輛行進方向的後側，此時將與平時車輛向前行駛轉彎的由前輪主導轉向的操控性產生極大的差異感，使駕駛人容易發生適應上的問題，尤其是在駛入狹小且深入的產業道路或巷弄、傳統市場中之後，而需要倒車時，將使駕駛人感到倒車時寸步難行的窘境。

另外，因為傳統的倒車鏡頭攝取的鏡像車後影像在顯示中是與實際車後觀視的影像左右相反的鏡像影像，不常駕車者更難以根據該鏡像影像在腦中結合方向盤的轉向而打出正確的方向盤轉向，必須結合該顯示器顯示影像及回頭觀看車後的真實景像二者，不斷地變換轉向的修正， 倒車過程十分辛苦且不人性。

本發明的目的是提供一種具有轉向輔助輪及正像倒車影像的車輛倒車系統及方法，以其設置在車輛後方的倒車轉向轉助輪，以配合前轉向輪主導倒車轉向。

為達前述目的，本發明提供一種具有轉向輔助輪及正像倒車影像的車輛倒車系統，其包含車後路況擷取單元、影像顯示單元、倒車方向控制裝置、轉向輔助單元以及行車電腦。車後路況擷取單元設置於一車體上，用以朝該車體後方攝取一車後即時影像；影像顯示單元供背對車尾方向的駕駛者駕駛時觀看，用以根據車後即時影像顯示一輔助倒車影像，顯示的輔助倒車影像係車後方的真實即時正像影像；倒車方向控制裝置用以在倒車狀態時輸出一前轉向輪的轉角方向及轉角大小的倒車控制信號；轉向輔助單元包含設置在車輛後方的轉向輔助輪及可偏轉該轉向輔助輪的轉向機構，該轉向機構電性連接到行車電腦，並根據行車電腦提供的倒車控制信號，同向對應於倒車方向控制裝置的轉角方向轉動轉向輔助輪，且轉向輔助輪的轉角大小係大於或等於該轉向輪的轉角大小；行車電腦係與該倒車方向控制裝置電信連接，並依據該倒車控制信號驅動該車輛。

在一實施例中，轉向輔助輪係一外掛式車輪，並可拆式地組裝於設置在車輛的後車輪軸線後方的車體下方之一基座上，基座具有轉向機構，轉向機構係一馬達齒輪組件。

在一實施例中，車輛的轉向系統為四輪轉向系統(four-wheel steering)，轉向輔助單元係為四輪轉向系統之二後輪及其轉向機構。

在一實施例中，其中後車輪軸線後方的車體下方包括一基座，用以組裝或卸下該轉向輔助輪。

在一實施例中，該倒車方向控制裝置為該車輛之方向盤或方 向盤之外的方向控制裝置。

在一實施例中，其中該第一方向控制裝置、該第二方向控制裝置皆為一方向盤且該第二方向控制裝置係組接於該第一方向控制裝置的方向盤的轉向機柱上。

具有轉向輔助輪及正像倒車影像的車輛倒車方法，其步驟包含：首先提供所述的車輛倒車系統；再組設該轉向輔助輪，使其接觸地面；當偵測到該車輛處於倒車檔位時；輸入該倒車方向控制裝置一轉角方向及大小，該轉入方向係對應於該影像顯示單元中顯示出的轉入方向同向；以及該轉向輔助輪同向對應於該轉角方向，且轉向輔助輪的轉角大小係大於或等於該前轉向輪的轉角大小。

在一實施例中，在該偵測到該車輛處於倒車檔位步驟後，在該影像顯示單元中以醒目顏色警示「正像倒車」作用。

在一實施例中，在該轉向輔助輪在該車輛切出倒車模式時為自由轉向輪或保持直行方向的轉角。

本發明之特點在於，本發明設置在後車輪軸線後方車體下方的外掛式轉向輔助輪或四輪傳動車輛的後輪，可在需要長距離倒車時(外掛式轉向輔助輪平時可拆除放置後車箱內，並於需要使用時予以組設完成)，在車體前進方向的前方產生主導轉向的作用，其倒車行駛的操控性較接***常前行轉彎時的操控性。另外，在採用第二方向控制裝置進行倒車時，可相對提醒駕駛人目前的倒車方式是處於不同於鏡像的影像顯示單元所導引的狀態之下所進行。

10‧‧‧倒車鏡頭

11‧‧‧顯示器

12‧‧‧前轉向輪

13‧‧‧鏡像車後影像

14‧‧‧方向盤

15‧‧‧擬轉入方向

20,20’‧‧‧車輛

21‧‧‧車體

22‧‧‧基座

23‧‧‧前轉向輪

24‧‧‧後車輪軸線

30‧‧‧行車電腦

40‧‧‧車後路況擷取單元

41‧‧‧車後即時影像

50‧‧‧影像顯示單元

51‧‧‧輔助倒車影像

60‧‧‧倒車方向控制裝置

61‧‧‧倒車控制信號

62‧‧‧第一方向控制裝置

621‧‧‧轉向機柱

63‧‧‧第二方向控制裝置

70,70’‧‧‧轉向輔助單元

71,71’‧‧‧轉向輔助輪

80,80’‧‧‧擬轉入方向

A‧‧‧車尾方向

B,B’,B”‧‧‧轉角方向

C,C’,C”‧‧‧轉角大小

步驟S10~步驟S50‧‧‧方法流程

圖1A繪示先前技術之車輛倒車系統之立體示意圖。

圖1B繪示圖1A車輛倒車系統之影像顯示單元所顯示的影像示意圖。

圖2繪示本發明之車輛倒車系統實施例之轉向輔助輪組裝的俯視示意圖。

圖3A繪示本發明之車輛倒車系統實施例之車後影像的立體示意圖。

圖3B繪示圖3A之影像顯示單元所顯示的影像示意圖。

圖4A繪示本發明之車輛倒車系統實施例之倒車狀態作動的俯視圖。

圖4B繪示圖4A之影像顯示單元所顯示的影像示意圖。

圖5A繪示本發明之車輛倒車系統另一實施例之倒車狀態作動的俯視圖。

圖5B繪示圖5A之影像顯示單元所顯示的影像示意圖。

圖6繪示本發明之車輛倒車系統實施例之具有第二方向控制裝置的俯視示意圖。

圖7繪示本發明之車輛倒車方法實施例之步驟流程圖。

茲配合圖式說明本發明之實施例如下。

首先請參照圖2所繪示的本發明之車輛倒車系統實施例之轉向輔助輪組裝的俯視示意圖、圖3A所繪示的本發明之車輛倒車系統實施例之車後影像的立體示意圖以及圖3B所繪示的圖3A之影像顯示單元所顯示的影像示意圖。本發明之具有轉向輔助輪及正像倒車影像的車輛倒車系統的實施例中，該車輛倒車系統的組成包含：行車電腦30、車後路況擷取單元40、影像顯示單元50、倒車方向控制裝置60、轉向輔助單元70。前述之行車電腦30設置於該車輛20之一車體21上。車後路況擷取單元40，係設置於該車體21上，用以朝該車體21後方攝取一車後即時影像41。影像顯示單元50供背對車尾方向A的駕駛者駕駛時觀看，影像顯示單元50係用以根據該車後即時影像41顯示一輔助倒車影像51，該顯示的輔助倒車影像51係車輛20後方的真實的、未經過左右相反的鏡像影像處理的車後即時影像41。倒車方向控制裝置60，用以在車輛20切換為倒車狀態時輸出一前轉向輪23的轉角方向B及轉角大小C的倒車控制信號61，可依據 該倒車控制信號51驅動該車輛20。轉向輔助單元70，係設置於該車輛20後方的至少一轉向輔助輪71及一轉向機構(圖中未示出)，該轉向機構可使該轉向輔助輪71偏轉一轉角，該轉向機構電性連接到該行車電腦30，並根據該行車電腦30提供的該倒車控制信號61，進而同向對應於該倒車方向控制裝置60的轉角方向偏轉該轉向輔助輪71，且轉向輔助輪71的轉角大小C’，C”係大於或等於該前轉向輪的轉角大小C(請參照後述說明)。

在前述轉向輔助單元70一實施例中，該車輛20’之車輪軸線24後方的車體21下方更設置有一基座22，該轉向機構係設置於該基座22上，該轉向輔助輪71係可拆式地組裝於該轉向機構上，該轉向機構為一馬達齒輪組件；而在另一實施例中，該車輛20’為一四輪轉向系統(four-wheel steering)車型(而非前輪轉向型車輛)，該轉向輔助單元70’係為該四輪轉向系統之二個後輪及該轉向機構也為該四輪轉向系統內之對應的構件。

請再參照圖4A繪示本發明之車輛倒車系統實施例之倒車狀態作動的俯視圖以及圖4B繪示圖4A之影像顯示單元所顯示的影像示意圖。圖示實施例中，假設該車輛20預訂倒車並轉向擬轉入方向80。首先，在車輛20進入倒車模式後，該車後即時影像41經由車後路況擷取單元40擷取即時路況影像經由該影像顯示單元50顯示輔助倒車影像51，該輔助倒車影像51係該車後即時影像41的正像影像，駕駛者參照該輔助倒車影像51，並將倒車方向控制裝置60的轉角方向B打向與該輔助倒車影像51內所顯示的擬轉向方向80，以使該倒車方向控制裝置60觸發一倒車控制信號60(該倒車控制信號60包含有前轉向輪23的轉角方向B及轉角大小C等參數)，並送至行車電腦30，使行車電腦30據以驅動該車輛20對應的作動單元運作。另外，組設完成的轉向輔助輪71將依據該倒車控制信號60對應並同向偏轉其轉角方向及大小(即偏轉一轉角方向B’及轉角大小C’)，以形成在車輛20行進(倒車)方向的前方主導轉向的導引輪配合既有的前 轉向輪23後，可提高倒車的操控性。且轉向輔助輪71的轉角大小C’，係大於或等於該前轉向輪的轉角大小C。

另請再參照圖5A繪示本發明之車輛倒車系統另一實施例之倒車狀態作動的俯視圖，以及圖5B繪示圖5A之影像顯示單元所顯示的影像示意圖。本實施例中，假設該車輛20’預訂倒車並轉向擬轉入方向80。首先，在車輛20’進入倒車模式後，該車後即時影像41經由車後路況擷取單元40擷取即時路況影像經由該影像顯示單元50顯示輔助倒車影像51，該輔助倒車影像51係該車後即時影像41的鏡像影像，駕駛者參照該輔助倒車影像51，並將倒車方向控制裝置60的轉角方向B打向與該輔助倒車影像51內所顯示的擬轉向方向80’，以使該倒車方向控制裝置60觸發一倒車控制信號60(該倒車控制信號60包含有前轉向輪23的轉角方向B及轉角大小C等參數)，並送至行車電腦30，使行車電腦30據以驅動該車輛20’對應的作動單元運作。另外，車輛20’的轉向輔助單元70’(即後二輪之轉向輔助輪71’)將依據該倒車控制信號60對應並同向偏轉其轉角方向及大小(即偏轉一轉角方向B”及轉角大小C”)，以形成在車輛20’行進(倒車)方向的前方主導轉向的導引輪配合既有的前轉向輪23後，可大為縮小倒車迴轉半徑，以提高倒車的操控性。且轉向輔助輪71’的轉角大小C”，係大於或等於該前轉向輪的轉角大小C。

值得一提的是，前述之該車輛20,20’可為前輪驅動、後輪驅動或四輪驅動者。

再請參照圖6所繪示本發明之車輛倒車系統實施例之具有第二方向控制裝置的俯視示意圖。前述之該倒車方向控制裝置60可為該車輛20,20’之方向盤，或者是該車輛20,20’可包含一第一方向控制裝置62及一可控制該車輛20,20’倒車的轉向的第二方向控制裝置63，該倒車方向控制裝置60為該第二方向控制裝置63。該第一方向控制裝置62、該第二方 向控制裝置63皆為一方向盤且該第二方向控制裝置63係組接於該第一方向控制裝置62的方向盤的轉向機柱621上。

請再參照圖7所繪示的本發明之車輛倒車方法實施例之步驟流程圖。本實施例之方法包含：首先進行步驟S10，提供前述實施例中的車輛倒車系統。再進行步驟S20，當該轉向輔助輪71非為外掛式車輪時，直接跳至下個步驟(即步驟S30)，否則，當該轉向輔助輪71為外掛式車輪時，組設該轉向輔助輪71，使其接觸地面，並由於控制該轉向輔助輪71的轉向輔助單元70係可由該行車電腦30的控制，且係位於倒車時的前側用以主導轉向，可使該車輛的倒車操控制提高，適合進行長距離的倒車。之後再續行步驟S30，偵測到該車輛20,20’處於倒車檔位(即該行車電腦30是否捕捉到駕駛者使用排檔桿切入倒檔時發出到行車電腦30的倒檔信號)後，即可繼續進入下列針對倒車而設計的步驟，否側持續偵測該車輛20,20’的倒車模式啟動訊號。在車輛20,20’進入倒檔模式後，再進行步驟S40，輸入該倒車方向控制裝置60一轉角方向及大小，該轉入方向係對應於該影像顯示單元50中顯示出的轉入方向同向。最後執行步驟S50，該轉向輔助輪71,71’同向對應於該轉角方向B，且轉向輔助輪70,71’的轉角大小C’,C”係大於或等於該前轉向輪的轉角大小C。

進一步地，在一實施例中，在該偵測到該車輛處於倒車檔位步驟後，在該影像顯示單元中以醒目顏色警示「正像倒車」作用，以提醒駕駛者與鏡向倒車習慣作出區別。

該轉向輔助輪為外掛式車輪形態時，該外掛式車輪在該車輛切出倒車模式時為自由轉向輪或保持直行方向(即偏轉角度為零)的轉角。

綜上所述，本發明至少具有下列優點：本發明設置在後車輪軸線後方車體下方的外掛式轉向輔助輪，或內建於四輪轉向系統之後二輪 之轉向轉助輪，(外掛式轉向輔助輪平時可拆除放置後車箱內，並可在需要長距離倒車時予以組設完成)，並由於該轉向輔助輪可於倒車時，在車體前進方向的前方產生主導轉向的作用，且其倒車行駛的操控性較接***常前行轉彎時的操控性。再者，本發明顯示車後影像的影像顯示單元中的影像為正像影像，駕駛者可跟隨該顯像的引導，進行如車輛前行(非倒車)時的操控(即要轉向影像中的右側時，倒車方向控制裝置-即方向盤也是轉向右側方向)，也可提高了操控的直觀性。另外，在採用第二方向控制裝置進行倒車時，可相對提醒駕駛人目前的倒車方式是處於不同於鏡像的影像顯示單元所導引的狀態之下所進行。

前述本發明所採用的技術手段之實施方式或實施例，並非用來限定本創作專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

20‧‧‧車輛

21‧‧‧車體

22‧‧‧基座

23‧‧‧前轉向輪

24‧‧‧後車輪軸線

30‧‧‧行車電腦

40‧‧‧車後路況擷取單元

41‧‧‧車後即時影像

50‧‧‧影像顯示單元

51‧‧‧輔助倒車影像

60‧‧‧倒車方向控制裝置

61‧‧‧倒車控制信號

70‧‧‧轉向輔助單元

71‧‧‧轉向輔助輪

80‧‧‧擬轉入方向

A‧‧‧車尾方向

B,B’‧‧‧轉角方向

C,C’‧‧‧轉角大小

Claims (10)

1. 一種具有轉向輔助輪及正像倒車影像的車輛倒車系統，包含：一行車電腦，設置於該車輛之一車體上；一車後路況擷取單元，係設置於該車體上，用以朝該車體後方攝取一車後即時影像；一供背對車尾方向的駕駛者駕駛時觀看的影像顯示單元，用以根據該車後即時影像顯示一輔助倒車影像，該顯示的輔助倒車影像係車後方的真實即時正像影像；一倒車方向控制裝置，係電性連接該行車電腦，用以在倒車狀態時輸出一前轉向輪的轉角方向及轉角大小的倒車控制信號到該行車電腦；以及一轉向輔助單元，係設置於該車輛後方的至少一轉向輔助輪及一轉向機構，該轉向機構可使該轉向輔助輪偏轉一轉角，該轉向機構電性連接到該行車電腦，並根據該行車電腦提供的該倒車控制信號，進而同向對應於該倒車方向控制裝置的轉角方向轉動該轉向輔助輪，且轉向輔助輪的轉角大小係大於或等於該前轉向輪的轉角大小。
2. 如申請專利範圍第1項所述的具有轉向輔助輪及正像倒車影像的車輛倒車系統，其中該車輛之車輪軸線後方的車體下方更設置有一基座，該轉向機構係設置於該基座上，該轉向輔助輪係可拆式地組裝於該轉向機構上，該轉向機構為一馬達齒輪組件。
3. 如申請專利範圍第1項所述的具有轉向輔助輪及正像倒車影像的車輛倒車系統，其中該車輛具有四輪轉向系統(four-wheel steering)，該轉向輔助單元係為該四輪轉向系統的二後輪。
4. 如申請專利範圍第1項所述的具有轉向輔助輪及正像倒車影像的車輛倒車系統，其中該倒車方向控制裝置為該車輛之方向盤。
5. 如申請專利範圍第1項所述的具有轉向輔助輪及正像倒車影像的車輛倒車系統，其中該車輛包含一第一方向控制裝置及一可控制該車輛倒車的轉向的第二方向控制裝置，該倒車方向控制裝置為該第二方向控制裝置。
6. 如申請專利範圍第5項所述的具有轉向輔助輪及正像倒車影像的車輛倒車系統，其中該第一方向控制裝置、該第二方向控制裝置皆為一方向盤且該第二方向控制裝置係組接於該第一方向控制裝置的方向盤的轉向機柱上。
7. 一種具有轉向輔助輪及正像倒車影像的車輛倒車方法，其步驟包含：提供如申請專利範圍第1~6項任一項所述的車輛倒車系統；當該轉向輔助輪為外掛式車輪時，組設該轉向輔助輪，使其接觸地面；偵測到該車輛處於倒車檔位時進行下個步驟；輸入該倒車方向控制裝置一轉角方向及大小，該轉入方向係對應於該影像顯示單元中顯示出的轉入方向同向；以及該轉向輔助輪同向對應於該轉角方向，且轉向輔助輪的轉角大小係大於或等於該前轉向輪的轉角大小。
8. 如申請專利範圍第7項所述的車輛倒車方法，其中在該偵測到該車輛處於倒車檔位步驟後，在該影像顯示單元中以醒目顏色警示「正像倒車」作用，以提醒駕駛者與鏡向倒車習慣作出區別。
9. 如申請專利範圍第7項所述的車輛倒車方法，其中在該轉向輔助輪為外掛式車輪，在該車輛切出倒車模式時，該外掛式車輪為自由轉向輪。
10. 如申請專利範圍第7項所述的車輛倒車方法，其中在該車輛切出倒車模式時保持直行方向的轉角。