TW201821303A - 預警系統及預警方法 - Google Patents

Abstract

本揭露文件係揭露一種預警系統。預警系統用於包含燃油幫浦及引擎的車輛。預警系統包含測量裝置、計算裝置及警告裝置。測量裝置用以測量引擎的當前轉速，並且統計當前轉速分別於複數個轉速值的複數個運轉時間。計算裝置用以根據分別於此些轉速值時的運轉時間，計算對應此些轉速值下燃油幫浦的複數個損耗時間。當此些損耗時間累計之一累積損耗時間達預設臨界值時，警告裝置產生警告訊息。

Description

預警系統及預警方法

本揭露文件係關於一種預警系統，特別係關於一種針對車輛燃油幫浦的預警系統及預警方法。

車輛於現代已為十分普及的交通運輸工具，而車輛由許多裝置及零件構成，當其中任一裝置或零件發生故障時都可能影響車輛的正常運作，甚至造成車上駕駛及乘客的危險。因此，針對車輛上例如引擎、變速箱及車內電子系統等，常見透過車上診斷系統來即時監控，以避免臨時的突發狀況。

然而，針對車輛的引擎燃油幫浦，目前市面並未見有即時檢測系統，而是必須透過定期至車廠透過燃油幫浦壓力測試儀進行檢查，並作預防性保養及更換。但因為車輛種類、駕駛習慣和行駛狀況的不同，並無法有效判斷保養及更換的時機。此外，車廠針對燃油幫浦的檢測儀器屬於專業設備，一般人無法隨時進行檢測。若在車輛行進時，引擎燃油幫浦發生故障，則車輛會發生拋錨，進而可能造成車禍等事件。

為了有效監控車輛的燃油幫浦的使用狀況及壽命，並及時發出警告訊息提醒駕駛更換燃油幫浦，在本揭露文件之一技術態樣中提出一種預警系統。預警系統用於包含燃油幫浦及引擎的車輛。預警系統包含測量裝置、計算裝置及警告裝置。測量裝置用以測量引擎的當前轉速，並且統計當前轉速分別於複數個轉速值的複數個運轉時間。計算裝置用以根據分別於此些轉速值時的運轉時間，計算對應此些轉速值下燃油幫浦的複數個損耗時間。當此些損耗時間累計之一累積損耗時間達預設臨界值時，警告裝置產生警告訊息。

此外，在本揭露文件之另一技術態樣中提出一種預警方法。預警方法用於包含燃油幫浦及引擎的車輛。預警方法包含：測量引擎的當前轉速，並且統計當前轉速分別於複數個轉速值的複數個運轉時間；根據分別於此些轉速值時的運轉時間，計算對應此些轉速值下燃油幫浦的複數個損耗時間；以及當此些損耗時間累計之累積損耗時間達預設臨界值時，產生警告訊息。

藉由本揭露文件的預警系統及預警方法，車輛駕駛人可及時得知燃油幫浦已接近其壽命期限，而及時進行更換，使行車安全有更進一步的保障。此外，本揭露文件透過車輛引擎運轉速度為計算燃油幫浦壽命的依據，不同於透過壓力檢測儀直接檢測燃油幫浦的傳統作法，使檢測過程更加簡單、方便，且亦具有即時性。在預警系統發出警告前，駕駛也不再需要隨時至車廠檢測燃油幫浦。

100‧‧‧預警系統

102‧‧‧測量裝置

104‧‧‧計算裝置

106‧‧‧警告裝置

110‧‧‧車輛

112‧‧‧電腦系統

114‧‧‧引擎

116‧‧‧燃油幫浦

120‧‧‧資料庫

300、400‧‧‧預警方法

S310、S320、S330、S340、S342、S350‧‧‧步驟

S360、S370、S372、S380、S390‧‧‧步驟

第1圖為本揭露文件之一實施例之預警系統架構圖。

第2圖為本揭露文件之一實施例之預警系統架構圖。

第3圖為本揭露文件之一實施例之預警方法流程圖。

第4圖為本揭露文件之一實施例之預警方法流程圖。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用來限定本發明，而結構操作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本發明揭示內容所涵蓋的範圍。

在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額外的引導。

請參閱第1圖，第1圖繪示本揭露文件之一實施例之預警系統架構圖。在第1圖中，預警系統100與車輛110電性連接，於第1圖所示之實施例中，預警系統100可為獨立外接裝置，預警系統100包含可與車輛110連接的連接器，以方便使用者於需要時將預警系統100連接至車輛110 的資料傳輸介面，或方便使用者可於不同車輛間共用同一預警系統100。於另一實施例中，預警系統100可內建於車輛110中(圖中未示)，並與車輛110中的電腦系統112電性連接。

如第1圖所示，車輛110包含電腦系統112、引擎114及燃油幫浦116。電腦系統112為車輛110的嵌入式系統，用以控制車輛110的行進及監測車輛110的各項資訊，例如車速、引擎轉速及油量等等。燃油幫浦116用以將汽油輸送至引擎114以供引擎114運作，而電腦系統112可讀取引擎114的轉速資料。其中燃油幫浦116具有預估操作壽命，此預估操作壽命通常由製造商提供，不同廠牌、年份或車種的燃油幫浦116具有不同的預估操作壽命。當燃油幫浦116的運作時間接近或超過預估操作壽命時，即表示燃油幫浦116的故障機率可能大幅增加，因此必須及時更換燃油幫浦116。

預警系統100用以計算燃油幫浦116的損耗時間，以於燃油幫浦116於接近預估操作壽命時發出警告。預警系統100包含測量裝置102、計算裝置104及警告裝置106。測量裝置102與計算裝置104電性連接，而計算裝置104與警告裝置106電性連接。

具體而言，測量裝置102例如為車上診斷系統(On-Board Diagnostics,OBD)，其電性連接車輛110的電腦系統112以持續讀取引擎114的當前轉速，並統計當前轉速分別於複數個轉速值的複數個運轉時間。舉例來說，當 引擎114於轉速值A1(舉例來說，轉速值A1可以是一固定數值如3000rpm，或者是一定的數值範圍2951rpm~3050rpm)的總運轉時間為P1，而於另一轉速值A2(舉例來說，轉速值A2可以是一固定數值如3100rpm，或者是一定的數值範圍3051rpm~3150rpm)的總運轉時間為P2，則測量裝置102將記錄轉速值A1、A2及其等分別對應的運轉時間P1及P2。而因為車輛110行進時，引擎114的當前轉速不為定值，即車速根據駕駛習慣或路況而有快有慢，因此每一轉速值對應的運轉時間將隨著時間推移而累積變化。

於另一實施例中，測量裝置102亦可每隔一時間區間即記錄當前時間區間內的引擎114轉速的平均值。亦即，測量裝置102可以根據任何規則記錄引擎114的轉速與所對應運轉時間。

計算裝置104例如為處理器或系統單晶片(System on Chip，SoC)，用以根據引擎114於每一轉速值時對應的運轉時間來計算對應燃油幫浦116的損耗時間。警告裝置106為一訊息產生介面，例如為顯示屏幕、揚聲器、傳輸資訊的裝置或其等之結合等，其受控於計算裝置104。當損耗時間累計之累積損耗時間達預設臨界值時，警告裝置106將產生警告訊息，以提醒駕駛更換燃油幫浦116。其中預設臨界值相關於燃油幫浦116的預估操作壽命。

舉例來說，當預估操作壽命為5000小時，則預設臨界值可例如為4500小時，以使警告裝置106可以於燃油 幫浦116的預估故障機率變高的時機之前提早發出警告。預設臨界值亦可由車廠提供或駕駛自行設定，本揭露文件並不加以限制。當警告裝置106為傳輸裝置時，可將警告訊息傳遞至車輛110的汽車儀表板以顯示警告文字資訊、閃爍警告標示等，而當警告裝置106為顯示屏幕或揚聲器時，可於顯示屏幕顯示警告訊息或發出警示音來提醒駕駛。應理解的是，警告裝置106並不限定僅產生文字、圖像或聲音訊息，任何可達到告知駕駛的作動皆可為警告裝置106的提醒機制。

於一實施例中，預警系統100更可與資料庫連接，如第2圖所示。第2圖中，預警系統100與資料庫120透過有線(例如傳輸線等)或無線(亦如Wi-Fi或藍牙等)方式連接，以寫入或讀取資料庫120中的資料。資料庫120為車輛知識庫，其儲存有車輛110的預估操作壽命資訊，或甚至儲存有各廠牌及各型號的車輛預估操作壽命資訊。資料庫120可設置於一線上伺服器中，供各使用者的預警系統100透過遠端無線存取。或者，資料庫120亦可內建於預警系統100之中，並可定期手動或自動與線上資料庫同步更新。

關於預警系統100的詳細預警步驟請參閱第3圖。第3圖繪示本揭露文件之一實施例之預警方法300的流程圖。預警方法300包含步驟S310、S320、S330、S340、S350、S360等步驟。於步驟S310中，測量裝置102將即時偵測引擎114的當前轉速，並統計當前轉速於複數個轉速值的複數個運轉時間。

因為引擎114的轉速與燃油幫浦116的供油壓力相關，當轉速越高，燃油幫浦116的供油頻率也越高，導致燃油幫浦116損耗更多，即操作壽命消耗更快。於是步驟S320中，計算裝置104判斷轉速值是否高於一門檻值。當轉速值低於門檻值時，則以此轉速值對施的運轉時間作為燃油幫浦116的損耗時間。而當轉速值高於門檻值時，則進入步驟S330，將此轉速值對應的運轉時間乘上一加權指數作為燃油幫浦116的損耗時間，表示高於門檻值的轉速值所消耗的壽命更多。其中門檻值可根據引擎110的性能作設定，而加權指數與轉速成正相關。

舉例來說，設定門檻值為3000rpm，當車輛110原以3000rpm定速行駛，則此轉速下的運轉時間即為燃油幫浦116的損耗時間。而車輛110於某一時間點時加速至4500rpm，並於4500rpm的轉速維持0.5秒後回復3000rpm。其中假設車輛110於3000rpm提速至4500rpm後回復為3000rpm的過程中，經歷3500rpm、4000rpm、4500rpm三個轉速階段，各階段皆歷時0.5秒，即實際歷時1.5秒。因為3500rpm、4000rpm、4500rpm皆大於門檻值3000rpm，則例如以下列公式(1)計算損耗時間：Tb=Ta×{1+(RPM-Th)/Th}...公式(1)其中Tb為損耗時間，Ta為各轉速值對應的原運轉時間，RPM表示轉速值，Th表示門檻值(3000)，而{1+(RPM-Th)/Th}即為加權指數。

根據公式(1)，車輛110於引擎114於 3500rpm、4000rpm、4500rpm時，總計損耗時間為：Tb=0.5×{1+(3500-3000)/3000}+0.5×{1+(4000-3000)/3000}+0.5×{1+(4500-3000)/3000}=2即此提速過程的損耗時間為2秒，相較於實際運轉時間1.5秒提高了約33%。應注意的是，上述公式(1)僅為本揭露文件的一說明示例，加權指數亦可根據轉速的快慢作例如非線性的調整等，此外門檻值亦不限定於單一門檻值，例如每一門檻值對應的加權指數也可不同，本揭露文件皆不加以限制。

此外，於一實施例中，若轉速值是以數值範圍區間作統計，則公式(1)中參數RPM即以數值範圍的中間值代入。舉例來說，假設當前轉速落於數值範圍2951rpm~3050rpm之間，則以數值範圍2951rpm~3050rpm的中間值3000rpm作為參數RPM代入公式(1)計算。

接著，進入步驟S340計算累積損耗時間，及進入步驟S350，判斷累積損耗時間是否已達(大於等於)預設臨界值。於此實施例中，燃油幫浦116的預估操作壽命例如為5000小時，預設臨界值例如為4500小時。當步驟S350中判斷的累積損耗時間已達預設臨界值時，預警方法300執行步驟S360，由警告裝置106發出警告訊息。當駕駛接收到警告訊息並更換燃油幫浦116後，損耗時間將重新開始累計。而若步驟S350判斷累積的損耗時間尚未達預設臨界值，則重複執行步驟S310~S350繼續累積損耗時間。

於本揭露文件的另一實施例中，預估操作壽命是可變動更新的。請參閱第4圖繪示的本揭露文件之一實施例之預警方法400的流程圖。預警方法400包含如預警方法300中步驟S310、S320、S330、S340、S350、S360，此外，預警方法400更包含步驟S342、S370、S372、S380、S390等步驟。其中，於步驟S310~S340中，預警系統100仍同樣即時偵測引擎114的當前轉速並統計當前轉速於複數個轉速值的複數個運轉時間，以及計算各轉速值對應的損耗時間及總累積損耗時間。接著，預警方法400進入步驟S342，判斷燃油幫浦116是否發生故障。若於步驟S342未發現故障，則預警方法400進入步驟S350繼續判斷燃油幫浦116的累積損耗時間是否超出預設臨界值，以及當累積損耗時間超出預設臨界值時，進入步驟S360以發出警告。

而若於步驟S342發現車輛110的燃油幫浦116發生故障時，則預警方法400將導向步驟S370。步驟S370將判斷燃油幫浦116故障時所累積的損耗時間是否等同預估操作壽命。一般來說，若警告系統106發出警告後，駕駛仍繼續駕駛車輛110而不更換燃油幫浦116，則燃油幫浦116於到達預估操作壽命左右時即可能發生故障。其中，燃油幫浦116發生故障時的累積損耗時間理想上應等同預估操作壽命。然而因為預估操作壽命為車廠提供的預測參考值，與燃油幫浦116實際故障時機可能存有誤差，且故障時機也可能因為燃油幫浦116的製造過程差異、零件品質參差不齊或駕駛習慣迥異而有不同。因此，燃油幫浦116發生故 障時的累積損耗時間不一定等同預估操作壽命，即燃油幫浦116可能於非預估操作壽命時間點以外發生故障。

其中，燃油幫浦116可能於到達預估操作壽命前即發生故障，或者於到達預估操作壽命後仍可持續運作一段時間，導致實際故障時機超出預估操作壽命。此種於預估操作壽命時間點以外發生的非預期故障並非為任何預警系統所能預測的，故可將此非預期故障發生時燃油幫浦116的累積損耗時間作為一參考值，並決定是否更新預估操作壽命為一新預估操作壽命，以於故障修復後或更換燃油幫浦116之後，供車輛110或任何其他同車款之車輛的預警系統100作後續參考。

此外，倘若故障時累積的損耗時間與預估操作壽命差異過大，表示此故障可能僅為特例或單一個案，並不具實際參考價值。例如，可能因為車禍導致燃油幫浦受到損毀，或者人為不當拆卸、改裝等因素，都可能導致故障時累積的損耗時間與預估操作壽命差異過大。因此，若於步驟S370判斷燃油幫浦116故障時所累積的損耗時間不等同預估操作壽命時，則進一步於步驟S372判斷累積損耗時間與預估操作壽命之間的差值是否位於一門檻範圍。累積損耗時間與預估操作壽命之間的差值即為累積損耗時間與預估操作壽命相減並取絕對值。

當此差值位於門檻範圍(例如200小時)內時，表示故障時機累積的損耗時間具有一定參考價值，故進入步驟S380更新預估操作壽命為新預估操作壽命。其中可例如使 資料庫120計算燃油幫浦的累積損耗時間與預估操作壽命的平均值，並以此平均值更新預估操作壽命為新預估操作壽命。而當此差值超出門檻範圍時，表示故障時機累積的損耗時間不具參考價值，預警方法400進入步驟S390不更新預估操作壽命。

其中，於一實施例中，上述更新預估操作壽命為新預估操作壽命的步驟中，並不限定以累積損耗時間與預估操作壽命的平均值作為新預估操作壽命。新預估操作壽命亦可依實際應用而根據任何以累積損耗時間與預估操作壽命為參數的公式所計算獲得。根據實際故障發生時機為參考值來更新預估操作壽命，可使燃油幫浦116的壽命更接近實際情況。

而於更新預估操作壽命為新預估操作壽命後，若資料庫120為預警系統100的內建資料庫，則預警系統100可直接讀取此新預估操作壽命，並根據此新預估操作壽命作後續的預警參考。而若資料庫120設於線上伺服器中，則可透過網路連線方式來同步更新預估操作壽命，以隨時獲得最接近真實的燃油幫浦116的壽命資料。

於另一實施例中，若於步驟S370判斷燃油幫浦116的實際故障時機相等於預估操作壽命，則沒有更新預估操作壽命的必要，預警方法400進入步驟S390以維持原預估操作壽命。

透過本揭露文件上述預警系統100及預警方法300、400的揭示，燃油幫浦可獲得即時監控以確保行車安 全，且當燃油幫浦發生非預期的故障時，預警系統也可動態地更新燃油幫浦的預估操作壽命，使預警系統的判斷及預警機制愈加精確。

雖然本發明之實施例已揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當以後附之申請專利範圍所界定為準。

Claims (10)

1. 一種預警系統，用於一車輛，其中該車輛包含一燃油幫浦及一引擎，該預警系統包含：一測量裝置，用以讀取該引擎的一當前轉速，並且測量該當前轉速分別於複數個轉速值的複數個運轉時間；一計算裝置，用以根據分別於該些轉速值時的該些運轉時間，計算對應該些轉速值下該燃油幫浦的複數個損耗時間；以及一警告裝置，當該些損耗時間累計之一累積損耗時間達一預設臨界值時，產生一警告訊息。
2. 如請求項1所述之預警系統，其中對於該些轉速值中其中一轉速值未達一門檻值時，該計算裝置將該其中一轉速值所對應的其中一運轉時間作為該燃油幫浦的其中一損耗時間。
3. 如請求項1所述之預警系統，其中對於該些轉速值中其中一轉速值高於一門檻值時，該計算裝置將該其中一轉速值所對應的其中一運轉時間乘以一加權指數後作為該燃油幫浦的其中一損耗時間，其中該加權指數與該轉速值成正相關。
4. 如請求項1所述之預警系統，其中該預設臨界值與該燃油幫浦的一預估操作壽命相關。
5. 如請求項1所述之預警系統，更包含： 一資料庫，用以儲存該燃油幫浦的一預估操作壽命；當該燃油幫浦於該預估操作壽命以外的時間點發生故障時，該資料庫根據該燃油幫浦故障當時的該累積損耗時間決定是否更新該預估操作壽命為一新預估操作壽命。
6. 如請求項5所述之預警系統，其中該資料庫更進一步計算該累積損耗時間與該預估操作壽命之間的一差值，當該差值位於一門檻範圍內時，該資料庫計算該燃油幫浦的該累積損耗時間與該預估操作壽命的一平均值，並以該平均值更新該預估操作壽命為該新預估操作壽命，而當該差值超出該門檻範圍時，該資料庫不更新該預估操作壽命。
7. 一種預警方法，用於一車輛，其中該車輛包含一燃油幫浦及一引擎，該預警方法包含：讀取該引擎的一當前轉速，並且測量該當前轉速分別於複數個轉速值的複數個運轉時間；根據分別於該些轉速值時的該些運轉時間，計算對應該些轉速值下該燃油幫浦的複數個損耗時間；以及當該些損耗時間累計之一累積損耗時間達一預設臨界值時，產生一警告訊息。
8. 如請求項7所述之預警方法，其中對於該些轉速值中其中一轉速值高於一門檻值時，該預警方法更包含： 將該其中一轉速值所對應的其中一運轉時間乘以一加權指數後作為該燃油幫浦的其中一損耗時間，其中該加權指數與該轉速值成正相關。
9. 如請求項7所述之預警方法，其中該預設臨界值與該燃油幫浦的一預估操作壽命相關。
10. 如請求項7所述之預警方法，其中該燃油幫浦具有一預估操作壽命，當該燃油幫浦於該預估操作壽命以外的時間點發生故障時，該預警方法更包含：計算該燃油幫浦故障當時的該累積損耗時間與該預估操作壽命的平均值，並以該平均值更新該預估操作壽命為一新預估操作壽命。