GPS辅助再生制动有关申请的交叉引用
本申请要求提交于2015年9月25日的第62/233,177号美国临时专利申请的优先
权，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本公开内容主要地涉及车辆系统领域并且更具体地涉及用于再生制动的系统和
方法。
背景技术
许多类型的车辆现在应用与常规摩擦制动系统组合的再生制动系统。电动火车已
经使用这样的系统有许多年，并且混合和电动的汽车、卡车和公共汽车的更新问世已经扩
展了这些双制动系统的使用。甚至某些赛车配备有双制动系统，最显著地是在F1赛车中使
用的动能恢复系统。
发明内容
本公开内容的一个方面涉及一种用于停止移动车辆的方法。该方法可以包括从传
感器接收指示移动车辆已经开始下坡的信号。该方法也可以包括将该信号与由用于跟踪下
坡的全球定位系统(GPS)提供的位置关联。该方法也可以包括在该位置在再生制动区段中
时，由系统控制器激活再生制动系统。该方法也可以包括由系统控制器基于由GPS跟踪的下
坡确定移动车辆的速度。该方法还可以包括在移动车辆的速度达到预定速度时，在下坡期
间由系统控制器激活摩擦制动系统并且由系统控制器释放再生制动系统。
本公开内容的另一方面涉及一种用于停止移动车辆的方法。该方法可以包括从第
一传感器接收指示移动车辆已经开始下坡的第一信号，其中在下坡开始之后激活移动车辆
的再生制动系统。该方法也可以包括将第一信号与由用于跟踪下坡的全球定位系统(GPS)
提供的第一位置关联。该方法也可以包括由系统控制器基于由GPS跟踪的下坡确定移动车
辆的速度。该方法也可以包括在移动车辆的速度达到预定速度时，在下坡期间由系统控制
器激活摩擦制动系统并且由系统控制器释放再生制动系统。该方法也可以包括从第二传感
器接收指示移动车辆已经停止移动的第二信号。该方法也可以包括将第二信号与由GPS提
供的第二位置关联。该方法也可以包括由系统控制器在存储器中记录由GPS跟踪的下坡、移
动车辆在下坡期间的速度、再生制动系统在下坡期间的状态以及第一和第二位置。该方法
还可以包括由系统控制器向智能代理传输由GPS跟踪的下坡、移动车辆在下坡期间的速度、
再生制动系统在下坡期间的状态以及第一和第二位置。
本公开内容的更多另一方面涉及一种用于停止移动车辆的系统。该系统可以包括
通过网络通信地耦合到第一车辆上的第一系统控制器和第二车辆上的第二系统控制器的
智能代理。智能代理可以被配置为：从第一系统控制器接收由全球定位系统(GPS)跟踪的第
一车辆的下坡、第一车辆在下坡期间的速度、第一车辆的制动系统在下坡期间的状态以及
第一车辆在下坡期间的第一位置和第二位置；从第二系统控制器接收用于第二车辆的既定
行驶计划；以及在既定行驶计划对应于第一车辆的下坡时，向第二系统控制器传输由GPS跟
踪的第一车辆的下坡、第一车辆在下坡期间的速度、第一车辆的制动系统在下坡期间的状
态以及第一车辆在下坡期间的第一位置和第二位置。
附图说明
图1是根据各种实施例的用于停止移动车辆的系统的示意图。
图2是根据各种实施例的有再生制动区段的坡地的图形表示。
图3是根据各种实施例的有来自第二车辆的输入的用于停止移动车辆的系统的示
意图。
图4是根据各种实施例的用于停止移动车辆的示例方法的流程图。
图5是根据各种实施例的用于停止移动车辆的示例方法的流程图。
具体实施方式
再生制动系统使用一种用于将移动车辆的动能的部分转换成可用形式的能量的
机制。对照而言，损耗动能作为摩擦制动系统中的热。多数再生制动系统使用电动马达作为
发电机以将动能转换成可以恢复到电网(用于电动火车)、由车辆上的其它电动部件立即地
消耗或者存储于电池或者电容器中的电能。其它系统使用飞轮以存储恢复的能量。
在车辆操作者按压刹车踏板时致动再生制动系统。在车辆内的系统确定将在任何
给定的时间使用的摩擦制动量和再生制动量。这导致低效率，因为有如下情形，在这些情形
中，制动工作的即使不是全部也多数可以由再生制动系统操控，但是车辆系统由于安全或
者其它考虑而不允许这发生。这些安全考虑归因于车辆系统不了解导致对车辆制动的境
况。车辆系统不知道操作者是否希望仅减速车辆或者使车辆完全停止。
本公开内容涉及用于停止移动车辆的系统和方法。再生制动系统在它们的效率上
受限制，因为有如下情形：在这些情形中，制动工作的即使不是全部也多数可以由再生制动
系统操控，但是车辆系统由于安全或者其它考虑而不允许这发生。可以恰当定义一种情形，
其中可以使用全部或者接近全部再生制动是在车辆沿着坡地下坡并且在坡地的底部有停
止标志或者停止信号灯时。倾斜计可以被集成到车辆的系统中以确定车辆何时沿着坡地行
驶。如果车辆操作者在沿着坡地行驶之时进行刹车，则车辆系统可以基于倾斜计读数识别
这一情形，并且制动可以由再生制动系统操控。然而，倾斜计不能提供关于在坡地的结束是
否有停止标志或者停止信号灯，并且安全考虑可以规定不完全使用再生制动系统。
车辆系统用以确定何时可以使用完全再生制动而需要的情形和位置信息可以由
集成到车辆系统中的全球定位系统(GPS)传感器提供。可用于GPS的地图数据常见地包括交
叉路口以及停止标志和停止信号灯位置。如果停止标志和停止信号灯信息在特定GPS上不
可用，则这样的信息可以按照交叉道路类型来推断(例如可以假设在T交叉路口结束道路具
有停止标志或者停止信号灯，并且可以假设洲际高速路在它与另一道路交叉处没有停止标
志或者停止信号灯)。
图1示出用于停止配备有移动再生制动系统的车辆的系统100的各种实施例，该车
辆并入有GPS功能。车辆可以配备有第一车辆传感器集合105和第一车载GPS传感器110。第
一车辆传感器集合105可以例如包括速度传感器、刹车踏板致动传感器(该传感器也可以感
测致动水平)、车轮旋转传感器、转向定位传感器和用于在车辆以外的物体的邻近传感器。
第一车辆传感器集合105也可以包括感测车辆本身和车辆子系统比如引擎、电气、燃料分布
等的条件的其它车辆传感器。第一GPS传感器110可以例如确定车辆的位置、跟踪车辆沿着
坡地的下坡、跟踪车辆相对于停止标志或者停止信号灯的位置并且跟踪车辆的速度。
第一车辆传感器集合105和第一GPS传感器110可以通信地耦合到第一系统控制器
115和第一存储器120。另外，第一系统控制器115和第一存储器120可以通信地相互耦合。第
一系统控制器115可以从第一车辆传感器集合105和第一GPS传感器110接收输入并且控制
第一再生制动系统125和第一摩擦制动系统130的操作。第一系统控制器115根据各种实施
例可以包括用如这里描述的用以操作系统100的单元的逻辑而编程的专门化的芯片，比如
专用集成电路(ASIC)芯片。编程的逻辑可以包括用于响应于一个或者多个输入来操作第一
再生制动系统125和第一摩擦制动系统130的指令。
图2与图1一起示出系统100的各种实施例的操作。在移动车辆开始沿着坡地下坡
时，第一车辆传感器集合105的一个或者多个车辆传感器可以感测车辆沿着坡地移动并且
可以启动可以由第一系统控制115接收的信号。第一系统控制器115可以在接收信号时从第
一车载GPS传感器110接收移动车辆的位置(由图2中的D1指示)。第一GPS传感器110和/或第
一系统控制器115可以确定位置D1是否在再生制动区段(zone)(由图2中的RBZ指示)中。再
生制动区段可以是在坡度的结束有停止标志或者停止信号灯(或者需要车辆停止的其它情
形)的下坡坡地，在该区段中再生制动可以用于移动车辆的几乎所有制动工作。如果确定位
置D1在再生制动区段中，则第一系统控制器115可以激活和接合(engage)第一再生制动系
统125(由图2中的BR-ON指示)。第一GPS传感器110可以跟踪车辆经过再生制动区段的下坡，
并且第一系统控制器115可以将所跟踪的下坡与移动车辆在跟踪的下坡期间的速度关联。
第一系统控制器115可以在下坡期间维持第一再生制动系统125的接合状态直至移动车辆
的速率减少至预定值。第一系统控制器115可以调制第一再生制动系统125以在跟踪的下坡
期间实现希望的减速率。一旦实现预定速率，第一系统控制器115可以释放第一再生制动系
统125的接合状态(由图2中的BR-OFF指示)。在各种实施例中，预定速率可以近似为3英里每
小时(mph)；然而，本领域技术人员将认识大于和小于3mph的其它速率均在本公开内容的范
围内。恰在释放第一再生制动系统125之前，第一系统控制器115可以激活第一摩擦制动系
统130的接合状态(由图2中的BF-ON指示)。移动车辆然后可以在再生制动区段终点(由图2
中的D2指示)由第一摩擦制动系统130带到停止。
再生制动区段的位置可以被预存在第一存储器120中或者第一GPS传感器110中。
位置可以是以纬度和经度坐标、通用横轴墨卡托(UTM)坐标、军网参考系(MGRS)坐标、美国
国家网(USNG)坐标、全球区域参考系(GARS)坐标、全球地理参考系(GEOREF)坐标和任何其
它地理坐标系的形式。
在一些实施例中，如图3以及图1和2中所示，可以从先前经验或者从其他驾驶员的
共享经验推导位置。图3的系统300可以包括第一车辆305，该第一车辆有如以上描述的第一
车辆传感器集合105、第一GPS传感器110、第一系统控制器115、第一存储器120、第一再生制
动系统125和第一摩擦制动系统130。
附加地，第一车辆305还可以包括通信地耦合到第一系统控制器115的第一网络接
口单元325，第一系统控制器115可以通过该第一网络接口单元经由网络320与一个或者多
个智能代理315通信。网络320可以是蜂窝网络、因特网、内部网或者其它适当的通信网络并
且可以能够支持根据多个协议中的任何一个或者多个协议的通信，这些协议比如是通用分
组无线电服务(GPRS)、通用移动电信系统(UMTS)、码分多址2000(WCDMA2000)、CDMA2000 1X
(1xRTT)、宽带码分多址(WCDMA)、全球移动通信系统(GSM)、增强型数据速率GSM演进
(EDGE)、时分-同步码分多址(TD-SCDMA)、长期演进(LTE)、演进通用地面无线电接入网络
(E-UTRAN)、演进-数据优化(EVDO)、高速分组接入(HSPA)、高速下行分组接入(HSDPA)、IEEE
802.11(Wi-Fi)、Wi-Fi Direct、802.16(WiMAX)、超宽带(UWB)、红外线(IR)协议、近场通信
(NFC)协议、Wibree、蓝牙、无线LAN(WLAN)协议/技术。
系统300还可以根据各种实施例包括第二车辆310，该第二车辆有与第一车辆305
上的对应单元相似的第二车辆传感器集合345、第二GPS传感器350、第二系统控制器335、第
二存储器340、第二再生制动系统355和第二摩擦制动系统360。第二车辆310也可以包括通
信地耦合到第二系统控制器335的第二网络接口单元330，第二系统控制器335可以通过该
第二网络接口单元经由网络320与一个或者多个智能代理315通信。第二系统控制器335根
据各种实施例可以包括用如这里描述的用以操作系统300的单元的逻辑而编程的专门化的
芯片、比如ASIC芯片。编程的逻辑可以包括用于响应于一个或者多个输入来操作第二再生
制动系统355和第二摩擦制动系统360的指令。
在其中涉及到第一车辆305和第二车辆310的各种实施例(其中至少第一车辆305
是移动的)中，第一车辆305可以用以上参照图2对于系统100而描述的方式沿着坡地下坡。
在第一车辆305沿着坡地前进并且第一系统控制器115激活第一再生制动系统125和第一摩
擦制动系统130时，第一系统控制器115可以跟踪第一车辆305的下坡、第一车辆305在跟踪
的下坡期间的速度、再生制动区段RBZ的开始点D1、再生制动区段RBZ的结束点D2、第一再生
制动系统125被接合的位置BR-ON、第一再生制动系统125被脱开的位置BR-OFF和第一摩擦
制动系统130被接合的位置BF-ON(统称为“跟踪的下坡数据”)。跟踪的下坡数据可以被存储
在第一存储器120中。第一系统控制器115可以经由第一网络接口单元325通过网络320向智
能代理315传输存储于第一存储器120中的所跟踪的下坡数据。可选地，第一系统控制器115
可以向智能代理315直接地传输跟踪的下坡数据而不在第一存储器120中存储信息。
可以经由第二网络接口单元330通过网络320通信地耦合到智能代理315的第二车
辆310可以向智能代理315传输用于第二车辆310的既定行驶计划。既定行驶计划可以被人
工地录入到第二系统控制器335中，或者它可以比如在希望的目的地被录入到第二GPS传感
器350(其然后计算推荐路线)中时由第二GPS传感器350生成。智能代理315然后可以确定从
第一车辆305接收的跟踪的下坡中的任何下坡是否位于沿着用于第二车辆310的既定行驶
计划。如果是，则智能代理315可以通过网络320向第二系统控制器335传输跟踪的下坡数
据，该第二系统控制器然后可以在第二存储器340中或者在第二GPS传感器350中存储跟踪
的下坡数据。第二系统控制器335然后可以在第二车辆310到达坡地时取回所存储的跟踪的
下坡数据，并且可以使用跟踪的下坡数据以操作第二再生制动系统355和第二摩擦制动系
统360。
根据一些示例实施例，智能代理315可以是包括非通用计算部件的非通用计算设
备。智能代理315可以包括用于确定、传输和接收视频和非视频数据元素的专用硬件处理
器。在更多实例实施例中，智能代理315包括具有电路装置和专门化的硬件处理器的专门化
的设备并且可以是人工智能的、包括机器学习。可以通过制动机器确定对视频和非视频数
据做出如这里描述的由智能代理315做出的许多确定步骤而无人参与、包括基于由如这里
描述的联网架构、处理和/或执行所提供的先前结果或者反馈(例如自动反馈回路)。
系统100、300可以被安装在包括汽车、卡车、巴士等的任何类型的基于陆地的移动
车辆中。系统100、300也可以被安装在火车中以辅助导航陡峭坡地以及飞机中以辅助将飞
机带到在终点的停飞站。
图4是用于停止移动测量的示例方法400的流程图。在步骤405，如图以及图1和2中
所示，可以从移动车辆上的第一传感器105接收第一信号。该信号可以指示移动车辆已经开
始下坡。可以在步骤410关联第一信号与由第一车载全球定位系统(GPS)110提供的位置。在
步骤415，移动车辆上的第一系统控制器115可以在第一GPS 110确定该位置在再生制动区
段中时激活第一再生制动系统125的接合状态。第一GPS 110可以在步骤420跟踪车辆的下
坡。在步骤425，第一系统控制器115可以关联跟踪的下坡与移动车辆在跟踪的下坡期间的
速度。第一系统控制器115在步骤430可以在下坡期间维持第一再生制动系统125的接合状
态直至移动车辆在预定速率移动，于是第一系统控制器115可以释放第一再生制动系统125
的接合状态。在步骤435，第一系统控制器115可以在移动车辆在预定速率或者更小速率移
动时并且恰在释放第一再生制动系统125的接合状态之前在下坡期间激活第一摩擦制动系
统130的接合状态。
图5是用于停止移动车辆的示例方法500的流程图。在步骤505，如图4以及图1至3
中所示，可以从移动车辆上的第一传感器105接收第一信号。该信号可以指示移动车辆已经
开始下坡。在步骤510，可以管理第一信号与由第一车载全球定位系统(GPS)110提供的第一
位置D1。第一GPS 110可以在步骤515跟踪下坡。移动车辆上的第一系统控制器115可以在步
骤520关联所跟踪的下坡与移动车辆在跟踪的下坡期间的速度。第一系统控制器115可以在
步骤525在下坡期间维持第一再生制动系统125的接合状态直至移动车辆在近似3mph的速
率或者更小速率移动，于是第一系统控制器115可以释放第一再生制动系统125的接合状
态。在步骤530，第一系统控制器115可以在移动车辆在近似3mph或者更小速率移动时并且
恰在释放第一再生制动系统125的接合状态之前在下坡期间激活第一摩擦制动系统130的
接合状态。可以在步骤535从移动车辆上的第二传感器105接收指示车辆已经停止移动的第
二信号。在步骤540，可以关联第二信号与由第一GPS 110提供的第二位置D2。第一系统控制
器115可以在步骤545在第一存储器120中记录跟踪的下坡、移动车辆在跟踪的下坡期间的
速度、制动系统125、130在跟踪的下坡期间的状态以及第一位置D1和第二位置D2。在步骤
550，第一系统控制器115可以通过网络320向智能代理315传输跟踪的下坡、移动车辆在跟
踪的下坡期间的速度、制动系统125、130在跟踪的下坡期间的状态、第一位置D1和第二位置
D2。
根据各种实施例，第一系统控制器115和第二系统控制器335可以与收集、处理、分
析和发布数据集的基于云的计算环境通信。一般而言，基于云的计算环境是通常地组合大
型处理器分组的计算能力和/或组合大组计算机存储器或者存储设备的存储容量的资源。
例如提供云资源的系统可以由它们的所有者独占地利用、比如GoogleTM或者AmazonTM，或者
这样的系统可以可由外界用户访问，这些用户在计算基础结构内部署应用以获得大型计算
或者存储资源的益处。
云可以例如由web服务器的网络形成而每个服务器(或者至少多个服务器)提供处
理器和/或存储资源。这些服务器可以管理由多个用户(例如云资源消费者或者其它用户)
提供的工作量。通常地，每个用户对云设定实时、有时动态地变化的工作量需求。这些变化
的性质和程度通常地依赖于与每个用户关联的业务类型。
以上描述的功能中的一些功能可以由可以存储于存储介质(例如计算机可读介
质)上的指令组成。指令可以由处理器取回和执行。存储介质的一些例子可以是存储器设
备、磁带、磁盘等。指令可以在由处理器执行时可操作以指引处理器根据本技术操作。本领
域技术人员熟悉指令、处理器和存储介质。
值得注意的是适合用于执行这里描述的处理的任何硬件平台适合用于与本技术
使用。术语“计算机可读存储介质”和“计算机可读存储介质”如这里所用是指参与向CPU提
供指令用于执行的任何一个或者多个介质。这样的介质可以采用许多形式、包括但不限于
非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质可以例如包括光或者磁盘、比如固定
盘。易失性介质可以包括动态存储器、比如系统RAM。传输介质可以包括同轴电缆、铜线、光
纤以及其它介质，包括接线，这些接线包括总线的一个实施例。传输介质也可以采用声或者
光波的形式、比如在射频(RF)和红外线(IR)数据通信期间生成的波。计算机可读介质的常
见行驶可以例如包括软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其它磁介质、CD-ROM盘、数字视频盘
(DVD)、任何其它光介质、有标记或者孔图案的任何其它物理介质、RAM、PROM、EPROM、
EEPROM、快闪PROM、任何其它存储器芯片或者数据交换适配器、载波或者计算机可以从其读
取的任何其它介质。
各种形式的计算机可读介质可以参加向CPU输送一个或者多个指令的一个或者多
个序列用于执行。总线向系统存储器输送数据，CPU可以从该系统RAM取回和执行指令。由系
统RAM接收的指令可以可选地在由CPU执行之前或者之后被存储在固定盘上。
尽管已经结合系列有选实施例描述本公开内容，但是这些描述未旨在于使公开内
容的范围限于这里阐述的特定行驶。以上描述仅为示例而未旨在于限制。实施例的许多变
化将在考察本公开内容时变得为本领域技术人员所清楚。本公开内容的范围因此不应参照
以上描述来确定、但是代之以应当参照所附权利要求及其完全等效物范围来确定。本描述
旨在于覆盖如可以在由所附权利要求限定的和本领域普通技术人员另外认识的本公开内
容的精神实质和范围内包括的这样的备选、修改和等效物。在若干方面中，本公开内容的示
例可以作用于填补良好业务实践和逻辑由于用当前资源和工具实施并不可行而缺乏的在
当前行业实践中的漏洞。
空间相对术语、比如“在……之下”、“在……以下”、“下”、“在……之上”、“上”等为
了易于描述而用来说明一个单元相对于第二单元的定位。这些术语旨在于除了与在各图中
描绘的定向不同的定向之外还涵盖设备的不同定向。另外，术语、比如“第一”、“第二”等也
用来描述各种单元、区域、分节等并且也未旨在于限制。相似术语贯穿说明书指代相似单
元。
如这里所用，术语“具有”、“包含”、“包括”等是开放式术语，这些开放式术语指示
存在陈述的单元或者特征、但是未排除附加单元或者步骤。冠词“一个/一种”和“该”旨在于
包括复数以及单数，除非上下文清楚地另有指示。