用于提醒车辆保养的方法和车辆保养提醒系统

摘要

本发明的实施例公开了用于提醒车辆保养的方法和车辆保养提醒系统。根据一个实施例的方法包括：获取零部件数据、环境数据以及驾驶数据，确定零部件是否需要更换，对于需更换的零部件，分析与该零部件相关的其它零部件是否需要更换，以及提供需要更换的零部件的信息。

说明书

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种用于提醒车辆保养的方法以及车辆保养提醒系统。

背景技术

随着汽车在当今社会中的广泛普及，车辆及其各零部件的安全性至关重要，因此人们非常重视对车辆的维护和保养。目前，在车辆维护保养时，汽车厂家通常会指定相应的汽车保养周期，根据车辆的购买时间或行驶里程来评估车辆零部件的健康程度，并对其进行统一保养。

然而，每辆车的实际使用情况存在较大差异，例如，路况、使用环境、驾驶员的驾驶技术、对车辆爱惜程度不同等，都将导致同样行驶里程或时间的各部件的实际损耗程度存在较大差异。因此，未参考真实数据，而仅根据购买时间和行驶里程来对车辆的各部件进行统一保养，很可能因为保养过于频繁而浪费资源，或者因为保养不够及时而导致个别部件受损以及发生危险。

发明内容

本发明的实施例提供了一种用于提醒车辆保养的方法和车辆保养提醒系统，其能够确定需要保养的车辆零部件，并确定其它受到影响且同样需要保养的相关零部件，以真正提供更准确更具针对性地保养提醒。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于提醒车辆保养的方法，其包括：获取与车辆的零部件相关的零部件数据、与车辆的驾驶行为相关的驾驶数据、以及与车辆的周围环境相关的环境数据；基于零部件数据，确定零部件是否需要更换；对于需要更换的零部件，基于零部件数据、驾驶数据和环境数据，分析与该零部件相关的其它零部件是否需要更换；以及提供需要更换的零部件的信息。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆保养提醒系统，包括车辆和服务器。车辆被配置为通过多个传感器来检测与车辆的零部件相关的零部件数据，与车辆的驾驶行为相关的驾驶数据，以及消息提醒设备。服务器被配置为基于上述方法进行车辆保养提醒的处理，并通过车辆的消息提醒设备显示

根据本发明的实施例的用于提醒车辆保养的方法和车辆保养提醒系统能够准确的评估零部件需要更换的最佳时机，分析零部件所受损耗的具体原因以及可能受到其影响的其它零部件，进而提醒驾驶员改进驾驶行为以及找到受影响的零部件，从而提高驾驶的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例的附图进行简单说明。应当知道，以下描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，而非对本发明的限制，其中：

图1是根据本发明的实施例的用于提醒车辆保养的方法的流程图；

图2是根据本发明的实施例的用于提醒空气滤清器保养的方法的流程图；

图3是根据本发明的实施例的空气滤清器的健康度与里程数/空气颗粒物浓度的关系图；

图4是根据本发明的实施例的用于提醒轮胎保养的方法的流程图；

图5是根据本发明的实施例的车辆保养提醒系统的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而并非全部的实施例。基于所描述的实施例，本领域的普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，也都属于本发明的范围。

图1示出了根据本发明的实施例的用于提醒车辆保养的方法的流程图。

在步骤S10，获取与车辆的零部件相关的零部件数据、与车辆的驾驶行为相关的驾驶数据、以及与车辆的周围环境相关的环境数据。在本发明的实施例中，零部件可以是机油，则零部件数据是机油品质参数。零部件可以是空气滤清器，则零部件数据是由节气门开度传感器检测到的节气门开度，和/或由喷油量传感器检测到的喷油量传感器。零部件可以是轮胎，则零部件数据是由安装在轮胎上的轮胎相关传感器检测到的胎压、胎纹深度、轮胎弹性系数中的至少一种。零部件可以是刹车片，则零部件数据可以是由安装在刹车片上的刹车片磨损传感器检测到的刹车片磨损度。驾驶数据包括：由车速传感器检测的车辆行驶的车速、加速度、由陀螺仪检测到的车辆偏转或倾斜时的转动角速度、由方向盘转角传感器检测到的方向盘的转角角度、由油门踏板传感器检测到的油门踏板行程以及由刹车踏板传感器检测到的刹车踏板行程等。环境数据包括：由环境温度传感器检测到的车辆的周围环境的温度、由湿度传感器检测到的车辆的周围环境的湿度和由雨量传感器检测到的车辆的周围环境的降雨量、以及由GPS或陀螺仪等监测到的道路的平整度、弯度和坡度等。除此之外，以上及其它必要的数据也可通过其它方法获得，例如通过公共数据获取诸如空气颗粒物浓度、雨量的数据、通过提供商提供的数据库获取诸如路况的数据、以及通过车辆维修数据库获取诸如车辆零部件维修数据。

在步骤S20中，基于在步骤S10中获得的零部件数据，确定零部件是否需要更换。首先，基于零部件数据，确定零部件的损耗度。但是零部件的真实损耗度是不容易直接观测到的，因此可以通过直接观测到的伴随着零部件的损耗的某些敏感外部特征值来进行分析。假定零部件的隐含参数为“正常”和“失效”，建立零部件损耗模型，并基于所获得的外部特征值来确定零部件的隐含参数的概率，即零部件“正常”和“失效”的概率。将“正常”和“失效”的概率进行比较，如果“正常”的概率低于“失效”的概率，则可以认为该零部件需要更换，反之，则可以继续使用。

在确定零部件需要更换之后，在步骤S30，基于零部件数据、驾驶数据和环境数据，分析引起零部件的损耗的原因。可选地，也可根据零部件损耗程度定期地触发分析零部件损耗原因。

在步骤S30中，首先可根据在零部件与环境因素或驾驶因素之间的映射关系，来适当选择与环境因素和驾驶因素对应的至少一种关键工况参数，其中该映射关系可通过专家经验或者机器自学习从历史数据中获得。例如，空气滤清器的损耗度与空气质量相关，可选择空气颗粒物浓度作为工况参数。刹车片或轮胎的磨损度与驾驶员的加减速习惯相关，可选择油门踏板行程或刹车踏板行程作为工况参数。轮胎的磨损度和减震器的损耗度与路况相关，可选择道路平整度作为工况参数。车辆平衡系统的损耗度与驾驶员常使用的转向角度相关，可选择方向盘转角角度作为工况参数。此外，在环境因素和驾驶因素与易损耗零部件之间的映射关系不限于此，每个零部件均可能与多种环境或驾驶因素相关，每种环境或驾驶因素的发生也可造成多种零部件的损耗，并且工况参数的选择也不限于此。

基于经验模型等，确定所选择的工况参数在标准条件下的标准工况参数。如果检测到的工况参数高于标准工况参数，则可确定该工况参数对应的环境因素或驾驶因素是造成零部件损耗的原因。反之，则确定其不是零部件损耗的原因。例如，如果检测到历史行驶路段的空气颗粒物浓度高于标准空气颗粒物浓度，则确定空气滤清器的损耗是由于空气质量差造成的。

也可通过建立零部件的损耗原因分析模型，来确定引发零部件损耗的原因。例如可以通过隐马尔可夫模型来建立零部件损耗模型。在模型的建立过程中可以利用贝氏信息基准(Bayesian In-formation Criterion，BIC)选择最优的模型，并且可以通过历史数据训练模型参数。将零部件传感器得到的外部特征数据输入到模型中，确定零部件的隐含参数，隐含参数可以是各外部特征数据可造成零部件损耗的概率。将各概率进行比较，概率最高的外部特征数据可作为该零部件损耗的原因。

另一方面，在确定零部件需要更换之后，执行步骤S40，基于零部件数据、驾驶数据和环境数据，分析与零部件相关的其它零部件是否需要更换。可选地，也可根据零部件损耗程度定期地分析与所述零部件相关的其它零部件是否需要更换。

在本发明的实施例中，在步骤S40，根据在零部件与环境因素或驾驶因素之间的映射关系，分析环境数据与驾驶数据是否将影响其它零部件受到损耗，并且确定所述其它零部件是否需要被更换。

同样地，建立这些其它零部件的损耗模型，将相关零部件数据输入到损耗模型，以确定其正常和失效的概率。将正常的概率和失效的概率进行比较，如果正常的概率低于失效的概率，则确定相关零部件需要被更换。

如上所述，在确定了需要更换的零部件、分析出引起所述零部件的损耗的原因、或者与所述零部件相关的其它零部件是否需要更换之后，执行步骤S50，以提供需要更换的零部件(可能包括本身需更换的零部件及其他相关零部件)的信息。例如，提供“刹车片需要更换”的信息。

进一步，在步骤S50中，根据以上所分析出的需要更换的零部件的受损原因，如果其是由于驾驶行为而造成的，则还可提供需要改变的驾驶行为的信息。例如，提供“驾驶员应减少急刹车的驾驶习惯”或者“所行驶路段过于颠簸，应尽量选择其它路段”等的信息。

如上所述，本发明的实施例提供的用于提醒车辆保养的方法不仅可以实时地提醒驾驶员及时更换受损的零部件，还可进一步分析其受损的原因，以及可能受到其影响而产生的其它问题。由此，可以全面地提醒驾驶员注意，从而及时地对车辆进行维护保养，并且调整驾驶习惯，以提高驾驶的安全性。

以下借助于零部件为空气滤清器和轮胎时的两个实施例来更清楚直观地分析上述用于提醒车辆保养的方法。

图2示出了根据本发明的实施例的用于提醒空气滤清器保养的方法的流程图。

在步骤210-1中，获取与空气滤清器相关的数据，例如节气门开度、喷油量等。在步骤210-2中，获取与车辆的驾驶行为相关的驾驶数据，例如车速、加速度、油门踏板行程、刹车踏板行程等。在步骤210-3中，获取与车辆的周围环境相关的环境数据，例如环境颗粒物浓度。

在步骤220中，可应用隐马尔可夫模型建立空气滤清器损耗模型，并根据历史数据训练模型参数。在实施例中，假设隐含参数为“正常”与“失效”，可观察的外部特征参数选择为“加速度”(分为：标准加速、迟滞加速两种状态)。加速度与空气滤清器的内在关联是：空气滤清器决定总的进气量，“节气门开度”决定进入气缸内的进气量，空气滤清器间接决定气缸内进气量。气缸内进气量与“喷油量”决定了“输出扭矩”，间接决定了车辆的“加速度”(简单起见，忽略车辆重量的变化)。通过持续观察“节气门开度”、“喷油量”和“加速度”状态，基于模型得到空气滤清器的隐含参数“正常”与“失效”的概率。当“正常”的概率低于“失效”的概率时，则确定该空气滤清器受损，并需要被更换。

在确定需要更换空气滤清器之后，在步骤230中，根据空气滤清器数据、环境数据以及驾驶数据，分析引起该空气滤清器的损耗的原因。其中，根据空气滤清器与环境因素或驾驶因素之间的映射关系，选择空气颗粒物浓度作为其关键的工况参数。如果检测到历史行驶路段的空气颗粒物浓度高于标准空气颗粒物浓度，则确定其是造成空气滤清器损耗的原因。反之，则其不是造成空气滤清器损耗的原因。

例如参见图3，假定空气滤清器的健康度(λ)在空气颗粒物浓度(ρ)固定时与里程数(S)呈线性关系，ρ越低λ的衰减速度越慢，并且在S_s公里内ρ保持不变。其中，空气滤清器的健康度是与该空气滤清器的损耗度相对的反应其健康状况的数据，例如，如果该空气滤清器的损耗度越高，则其健康度越低，而损耗度越低，则其健康度越高。由图可知，在低浓度ρ_l环境下行驶S_s里程，只相当于标准浓度ρ_s下行驶了S_l里程，因此该情况下空气颗粒物浓度不是空气滤清器损耗的原因。在高浓度ρ_h环境下行驶S_s里程，却相当于标准浓度ρ_s下行驶了S_h里程，因此该情况下空气颗粒物浓度是空气滤清器损耗的原因(其中，S_l<S_s<S_h)。

也可通过马尔可夫模型来建立空气滤清器的损耗原因分析模型，来确定引发空气滤清器损耗的原因。将与空气滤清器相关的外部特征数据输入到模型中，确定空气滤清器的隐含参数，隐含参数可以是各外部特征数据可造成空气滤清器损耗的概率。将各概率进行比较，概率最高的外部特征数据可作为空气滤清器损耗的原因。

另一方面，在确定空气滤清器需要被更换之后，还可执行步骤240，以基于上述零部件数据、驾驶数据和环境数据，综合分析与受损的空气滤清器相关的其它零部件是否需要更换。例如，当上述数据表明空气质量差或者进气量低时，燃油不能充分燃烧，可分析出在发动机的引擎室壁、进气门、火花塞、喷油嘴和排气管等多个部位可产生积碳。

同样地，也可建立这些相关零部件的损耗模型，将与其相关的零部件数据输入到损耗模型，以确定其正常和失效的概率。将正常的概率和失效的概率进行比较，如果正常的概率低于失效的概率，则确定相关零部件需要被更换。

在确定空气滤清器需要被更换、分析出引起空气滤清器的损耗的原因、或者相关零部件需要更换之后，执行步骤250-1。在本发明的实施例中，可提供需要更换空气滤清器的信息，以及需要检查清理产生积碳的车辆部件或者需要更换这些部件的信息。

进一步，在分析出由于环境中的空气颗粒物浓度过高而造成空气滤清器的损耗之后，执行步骤250-2。在本发明的实施例中，可提供“所驾驶路段空气颗粒物浓度过高，驾驶员应尽量选择其它路线行驶”的信息。

图4示出了根据本发明的实施例的用于提醒轮胎保养的方法的流程图。

在步骤410-1中，获取与轮胎的损耗程度相关的数据，例如，轮胎使用时间、胎压、胎纹深度、以及轮胎弹性系数等。在步骤410-2中，获取与车辆的驾驶行为相关的驾驶数据，例如车速、加速度、油门踏板行程、刹车踏板行程等。在步骤410-3中，获取与车辆的周围环境相关的环境数据，例如道路平整度、弯度、坡度、环境温度、湿度。

在步骤420中，根据与轮胎的损耗程度相关的数据，确定轮胎是否需要更换。首先，基于轮胎相关数据，确定轮胎的磨损度。例如，根据轮胎损耗模型，将胎压、胎纹深度、轮胎弹性系数等参数作为输入，来确定轮胎的磨损度。如果磨损度高于损耗阀值，则确定该轮胎需要被更换。进一步，在步骤450-1中，提供需要更换轮胎的信息。

另一方面，如果从车辆维修保养数据库中获得的轮胎使用时间超过有效使用时间，也将确定该轮胎需要被更换，例如橡胶的有效期一般为三至五年。

在确定需要更换轮胎之后，在步骤430中，基于轮胎数据、环境数据以及驾驶数据，分析引起轮胎的损耗的原因。在本发明的实施例中，根据轮胎与环境因素或驾驶因素之间的映射关系，可以选择胎压、橡胶使用时间、胎纹深度、油门踏板行程和刹车踏板行程等作为其关键的工况参数。可根据经验模型，具体分析如下：

如果检测到轮胎内侧磨损严重，而外侧不严重，则该损耗可能是由于四轮定位不当(前束角)而造成的，并在步骤450-2中，提供“需检查四轮定位系统”的信息。

如果检测到经常行驶在例如沙石土路的颠簸路段，则该损耗可能是由于道路平整度差而造成的，并在步骤450-2中，提供“驾驶员需尽量选择其它路线行驶”的信息。

如果检测到轮胎磨损过快，并伴有驾驶员频繁急加减速，则可在步骤450-2中，提供“需改进驾车习惯，避免频繁急加减速”的信息。

另一方面，在确定需要更换轮胎后，在步骤440中，根据轮胎相关数据、驾驶数据和环境数据，综合分析受到当前轮胎损耗影响的其它零部件的损耗情况，在步骤450-1中提供应检查受影响的其它零部件，并一并更换的信息。例如，如果检测到行驶路况差，则应提示检测减震器；如果检测到加减速行为不当，则应提示检测刹车片。

图5示出了根据本发明的实施例的车辆保养提醒系统的示意图。如图5所示，车辆保养提醒系统包括：车辆、服务器、车辆维修数据库以及其它必要的服务器。

在本发明的实施例中，车辆上安装有多个检测各种车辆数据的传感器、无线通信设备以及消息提醒设备。

安装在车辆上的传感器包括：被配置为采集与车辆的零部件的损耗程度相关的零部件数据的零部件传感器，被配置为采集与驾驶员的驾驶行为相关的驾驶数据的驾驶行为传感器，以及被配置为采集与车辆周围的环境相关的环境数据的环境传感器。

零部件传感器例如包括：用于检测机油品质参数的机油品质传感器，用于检测节气门开度的节气门开度传感器、用于检测喷油量的喷油量传感器，用于检测胎压、胎纹深度及轮胎弹性系数的轮胎相关传感器，以及用于检测刹车片磨损度的刹车片磨损传感器等。

驾驶行为传感器例如包括：用于检测车辆的线性运动加速度的加速度传感器，用于检测车辆在偏转或倾斜时的转动角速度的陀螺仪，用于检测方向盘的转角角度的方向盘转角传感器，用于检测油门踏板行程的油门踏板传感器，以及检测刹车踏板行程的刹车踏板传感器等。

环境传感器例如包括：用于检测发动机的进气量的空气流量传感器；用于检测车辆的周围环境的温度的温度传感器，用于检测车辆的周围环境的降雨量的雨量传感器，以及用于检测行驶路段的平整度、弯度和坡度的GPS等。

另一方面，安装在车辆上的无线通信设备被配置用于使车辆以无线方式与其它设备或服务器通信，例如与可移动设备或服务器进行数据交换。所述无线方式包括蓝牙、WLAN、WiFi、3G网络、4G网络等。

此外，安装在车辆上的消息提醒设备被配置为向车辆上的驾驶员、乘客或维修人员等传达提示消息。该消息提醒设备包括：语音信号输出单元，如扬声器；或视觉信号输出单元，如显示屏等。

车辆维修保养数据库的数据可包括：来自汽车销售服务4S店的各厂家的车辆的各零部件的检查、维修和分析数据，以及来自二手车评估处的各二手车的历史保养数据和车辆情况。可根据数据库中的数据建立模型，例如车辆零部件损耗模型、车辆零部件损耗分析模型等。

第三方服务器(其它服务器)可包括：提供诸如天气预报、空气质量报告以及降雨量报告等公共数据的气象部门服务器，提供路况等的交通管理部门服务器或各种交通数据提供商的服务器，以及其它提供必要的工况参数的公共部门服务器和提供商服务器等。

服务器被配置为基于用于提醒车辆保养的方法来进行车辆保养提醒的处理，可通过无线方式接收车辆数据、必要的工况参数、以及车辆维修保养数据。其中，上述数据的来源不限定于特定传感器或特定服务器。例如，降雨量数据通常可由公共数据中的降雨量报告中获得，但也可以通过安装在车辆上的雨量传感器获得。服务器可以存储上述数据，建立各数据与车辆零部件之间关系的模型，并进行大数据分析，以执行用于提醒车辆保养的方法。此外，服务器将所分析的维护信息通过无线方式提供给车辆，以提示驾驶员更好的维护保养车辆。

如上所述，本发明的车辆保养提醒系统不限于图5所示的配置，其它可以实现本发明的实施例的系统均可落入本发明所以保护的范围内。例如，车辆上可安装有基于车辆保养提醒方法的软件，其可直接获得车辆上各传感器检测的数据，并通过无线通信设备与服务器和第三方服务器交换数据。或者，例如，将基于车辆保养提醒方法的软件安装在外部移动设备上，例如手机等，通过无线方式与车辆和服务器交换数据，其它具体配置与本发明的实施例类似。

以上对本发明的若干实施方式进行了详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。显然，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的实施例进行各种修改、替换或变形。本发明的保护范围由所附权利要求限定。