智能车辆、智能半挂车的控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及智能车辆领域，尤其涉及智能车辆、智能半挂车的控制系统及其控制方法。

背景技术：

目前，在交通运输中，为了增强牵引车头的作业能力，通常会采用半挂车本体结构，即在运输过程中，将半挂车本体挂接在牵引车头上，利用半挂车本体的货箱完成货物运输。

然而，在现有技术中，由于半挂式大型货车的半挂车本体部分没有动力，并且通常无法对货运车的半挂车本体部分实现智能控制半挂车本体以及感应监测车辆运行的外部环境。在行驶过程中，货运车遇到急转弯、爬坡等情况时，货运车容易因为半挂车本体较长，刹车减速不易控制，容易出现翻车、追尾或者占用其他车辆的车道，造成交通事故的问题；同时，在现有技术中，货运车无法将运行过程中产生的机械能、动能等形式的能量有效地转换成电能，降低了车辆的性能和能量利用率。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种智能车辆、智能半挂车的控制系统及其控制方法，旨在解决优化智能半挂车的结构以及能量利用率的问题。

为实现上述目的，本发明一种智能半挂车的控制系统，所述智能半挂车包括半挂车本体，设置于半挂车本上的至少一个车轮以及与所述车轮一一对应的车轮驱动轴，智能半挂车的控制系统包括：分布式地与所述半挂车本体的车轮驱动轴一一对应设置地至少一个机电能量转换模块，其中，所述机电能量转换模块在驱动状态下对所述车轮驱动轴进行驱动输出，所述机电能量转换模块在发电状态下，受所述车轮驱动轴的带动，将车轮驱动轴的机械能转换为电能；储能模块，与所述机电能量转换模块电连接，用于向所述机电能量转换模块输出电能以及接收所述机电能量转换模块在发电状态下输出的电能并储存；传感器模块，用于侦测所述半挂车本体的运行参数信息；控制模块，与所述传感器模块、储能模块以及所述机电能量转换模块连接，用于根据所述传感器模块获得的所述半挂车本体的运行参数信息，发送相应的指令至所述机电能量转换模块，以控制所述储能模块的充电与放电状态之间的切换以及控制所述机电能量转换模块对应的在驱动状态与发电状态之间的切换。

优选地，所述传感器模块包括以下传感器中的至少一个：环境感知传感器、刹车片温度传感器、高度仪、气压计、车载雷达测速仪、距离传感器、加速度传感器、gps定位器、车轮转速传感器以及制动踏板行程传感器。

本发明还提供一种用于上述任一项所述智能半挂车的控制系统的控制方法，包括步骤：获取所述传感器模块获得的所述半挂车本体的运行参数信息；根据所述传感器模块获得的所述半挂车本体的运行参数信息，判断所述半挂车本体状态是处于预设的能量回收状态或者是预设的驱动状态；在所述半挂车本体处于预设的能量回收状态时，所述控制模块控制储能模块切换为充电状态，以及控制所述机电能量转换模块切换为发电状态；在所述半挂车本体处于预设的驱动状态时，所述控制模块控制储能模块切换为放电状态，以及控制所述机电能量转换模块切换为驱动状态。

优选地，所述半挂车本体的运行参数信息包括以下参数信息中的至少一个：所述半挂车本体与预设道路参照物之间的距离信息、所述半挂车本体与前车或者后车之间的实时距离信息、所述半挂车本体的行驶车速信息、当前道路弯曲度信息、当前道路坡度信息、当前车辆高度信息、所述半挂车本体的加速度信息、公路限速标志信息、刹车片的温度信息、以及交通灯的颜色信息；

所述预设的能量回收状态包括以下条件中的至少一种：刹车状态，当前道路坡度信息为下坡、所述道路弯曲度大于预设的曲率、所述半挂车本体的当前行驶车速大于预设的车速或者大于公路限速标志的限定车速值、所述半挂车本体与道路参照物之间的距离小于预设的距离值、所述半挂车本体与前车或者后车之间的距离小于预设的距离值；所述刹车温度大于预设的温度值、所述交通灯的颜色信息为红色且所述半挂车本体与所述交通灯的距离小于预设的距离值；

所述预设的驱动状态包括以下条件中的至少一种：所述半挂车本体为起步状态，当前道路坡度信息为上坡，所述半挂车本体的加速度为正值，所述道路弯曲度小于预设的曲率、所述半挂车本体的当前行驶车速小于预设的车速或者小于公路限速标志的限定车速值、所述半挂车本体与道路参照物之间的距离大于预设的距离值、所述半挂车本体与前车或者后车之间的距离大于预设的距离值；所述交通灯的颜色信息为绿色且所述半挂车本体与所述交通灯的距离大于预设的距离值。

优选地，还包括步骤：根据所述传感器模块获得的所述半挂车本体的位置信息以及当前道路坡度信息，或者根据获得的所述挂车车体的当前车辆高度信息，判断所述半挂车本体是否处于上坡状态；在所述半挂车本体处于上坡状态时，根据所述当前道路坡度信息以及当前车辆高度信息计算所述半挂车本体上坡时的势能变化是否大于预设阈值；在所述半挂车本体上坡时的势能变化大于预设阈值时，确定所述储能模块的放电比例，为所述半挂车本体后续在下坡时所述储能模块的充电做准备。

优选地，还包括步骤：根据所述传感器模块获得的所述半挂车本体的位置信息以及当前道路坡度信息，或者根据获得的所述挂车车体的当前车辆高度信息，判断所述半挂车本体是否处于下坡状态；在所述半挂车本体处于下坡状态时，获取所述传感器模块获得的所述当前道路坡度信息和所述刹车片的温度信息，以及所述储能模块的剩余电量，确定半挂车本体的原车刹车方式与所述机电能量转换模块切换至充电状态的减速方式之间交替使用的间隔。

优选地，所述根据所述传感器模块获得的所述半挂车本体的位置信息、当前道路坡度信息以及当前车辆高度信息，判断所述半挂车本体是否处于下坡状态的步骤之后，还包括：在所述半挂车本体处于下坡状态时，判断所述刹车片的温度是否大于预设温度以及储能模块的剩余电量是否小于预设电量；在所述刹车片的温度大于预设温度以及储能模块的剩余电量小于预设电量时，控制所述机电能量转换模块切换为充电状态；在所述刹车片的温度小于预设温度以及所述储能模块的剩余电量大于预设定量，控制所述半挂车本体启用原车刹车。

优选地，所述半挂车上还设有通信模块，用于与外部监控中心或者周围车辆之间通信连接，所述控制方法还包括：根据通信模块获取到的路况信息以及所述传感器模块获取的所述半挂车车体的运行参数信息，对所述半挂车本体在接下来的预设时间内的行驶状态以及路况环境信息进行预测，并根据所述预测结果对所述半挂车本体在接下来的预设时间内的能量回收状态或者预设的驱动状态进行控制。

优选地，所述控制方法还包括：根据所述半挂车本体的当前行驶速度和质量，计算所述半挂车本体的当前动能；根据所述半挂车本体的动能以及预设的条件，确定所述机电能量转换模块处于发电状态时的发电功率；或者还包括步骤：根据所述传感器模块获得的当前道路弯曲度信息、和/或所述智能半挂车所对应的牵引车发送的方向盘的转动角度信息以及转向灯信息，确定所述半挂车车体的转弯方向与速度；根据确定的所述半挂车车体的转弯方向与速度，控制不同的所述车轮的车轮驱动轴对应的所述机电能量转换模块的驱动输出功率。

本发明还提供一种智能车辆，包括牵引车头以及半挂车，所述半挂车包括车体以及如上述任一项所述的智能半挂车的控制系统。

在本发明提供的智能半挂车的控制系统和控制方法，简单易实行，可以根据所述传感器模块获取的半挂车本体的运行参数信息，控制所述机电能量模块在驱动状态和发电状态之间进行切换，以提高能量利用率，同时，还可以根据所述传感器模块提前预知智能半挂车的行驶状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明各个实施例中的一种智能半挂车的立体示意图；

图2本发明各个实施例中的一种智能半挂车的硬件模块结构示意图；

图3为本发明智能半挂车的控制方法第一实施例的流程图；

图4为本发明智能半挂车的控制方法第二实施例的流程图；

图5为本发明智能半挂车的控制方法第三实施例的流程图；

图6为本发明智能半挂车的控制方法第四实施例的流程图；

图7为本发明智能半挂车的控制方法第五实施例的流程图；

图8为本发明智能半挂车的控制方法第六实施例的流程图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参考图1和图2，各个实施例中的一种智能半挂车100的硬件模块结构示意图，所述智能半挂车100包括半挂车本体10和车体20，设置于所述半挂车本体10包括多个车轮11，以及与所述车轮11一一对应的车轮驱动轴12。

通常的，在使用时，所述智能半挂车100与牵引车头连接组成整个货运车车辆，其中，牵引车头提供动力，智能半挂车100做货物运载器具，在牵引车头的拉动下，所述智能半挂车100完成运输任务。

其中，所述智能半挂车100的控制系统包括：至少一个机电能量转换模块13，储能模块14，传感器模块15以及控制模块16；所述机电能量转换模块13分布式设置于所述智能半挂车100的车轮转动轴12上，所述储能模块14与所述机电能量转换模块13连接，所述控制模块16与所述传感器模块15、储能模块14以及所述机电能量转换模块13连接，所述控制模块16接收所述传感器模块15获得的所述智能半挂车的运行参数信息，并将产生的控制指令至所述机电能量转换模块13。

具体的，所述至少一个机电能量转换模块13分布式地与所述半挂车本体10的至少一个车轮驱动轴12一一对应的设置，其中，所述机电能量转换模块13在驱动状态下对所述车轮驱动轴12进行驱动输出，所述机电能量转换模块13在发电状态下，受所述车轮驱动轴12的带动，将车轮驱动轴12的机械能转换为电能。需要说明的是，所述机电能量转换模块13可以是同时具有电动机功能和发电机功能的电机或电机组等，在此不作具体限制。

具体的，所述机电能量转换模块13可以用于驱动输出，以驱动所述半挂车本体10的车轮驱动轴12带动所述车轮转动；或者接收所述车轮驱动轴12的转动输入，将转动形成的机械能转化成电能。所述机电能量转换模块13可以为一组或者多组，所述机电能量转换模块13中的电机单元可以为轮边电机或者轮毂电机。

可以理解的是，所述机电能量转换模块13可以用于对所述车轮驱动轴12进行驱动，同时，所述智能半挂车100还接受所述牵引车头的驱动进行前进或者后退。

所述储能模块14，与所述机电能量转换模块13电连接，用于向所述机电能量转换模块13输出电能以及接收所述机电能量转换模块13在发电状态下的电能并储存。

可以理解的是，所述储能模块14与所述机电能量转换模块13相连，所述储能模块14可以在充电状态和放电状态之间进行切换。具体的，所述储能模块14根据所述机电能量转换模块13的运行状态做出相应的调整，比如：所述机电能量转换模块13进行驱动输出时，所述储能模块14切换为放电状态，以提供驱动力；在所述机电能量转换模块13受所述车轮驱动轴12的驱动，将车轮驱动轴12的机械能转换为电能，此时，所述储能模块14切换为充电状态，以存储所述机电能量转换模块13产生的电能。

其中，所述储能模块14可以包括至少一个的能量型超级电容或功率型电池。所述储能模块14的储能容量可以根据所述半挂车本体10的要求进行选择。所述储能模块14还包括有与所述能量型超级电容或功率型电池连接的电源管理电路，所述电源管理电路接受所述控制模块16的控制，以控制所述储能模块14在充电状态和发电状态之间的切换。

进一步地，在一实施例中，还可以在所述半挂车本体10上安装电量监测模块，所述电量监测模块与所述控制模块16以及所述储能模块14相连，用于监测所述储能模块14所存储的电量以及剩余电量，并将所述储能模块14所存储的电量以及剩余电量发送至控制模块16。所述控制模块16可以根据所述储能模块14所存储的电量以及剩余电量，来控制储能模块14的充放电程度以及充放电状态，或者供用户实时获取所述储能模块14的当前电量和剩余电量。

传感器模块15，用于侦测所述半挂车本体10的运行参数信息；可以理解的是，在本实施例中，所述传感器模块15可以安装于所述半挂车本体10上，所述传感器模块15可以实时获取所述半挂车本体10行驶时的周围环境、驾驶员本身的状态以及车辆本身的运行参数信息。所述传感器模块15包括多个传感器，每个传感器安装于所述半挂车本体10的对应位置上，用于侦测不同的参数；例如，刹车片温度传感器安装于半挂车本体10的刹车片上，以实时侦测刹车片的温度；车轮转速传感器安装于半挂车本体10的车轮上，用于测量半挂车本体10车轮转速。在其他实施例中，所述传感器模块15还可以安装于牵引车头上，或是利用智能驾驶车辆上原有的传感器。

具体的，所述传感器模块15将所获取的运行参数信息输出至所述控制模块16，以供所述控制模块16进行分析处理。根据所述运行参数信息，提前预知所述半挂车本体10的运行环境和状态。

控制模块16，与所述传感器模块15、储能模块14以及所述机电能量转换模块13连接，用于根据所述传感器模块15获得的所述半挂车本体10的运行参数信息，发送相应的指令至所述机电能量转换模块13和所述储能模块14，以控制所述储能模块14的充电与放电状态之间的切换，以及控制所述机电能量转换模块13对应的在驱动状态与发电状态之间的切换。

具体的，在本实施例中，所述控制模块16设置于半挂车本体10上，所述控制模块16接收传感器模块15获取的半挂车本体10的运行参数信息，并根据所述运行参数信息，将所述半挂车本体10的运行状态确定为驱动状态或者能量回收状态，再输出相应的控制指令，控制所述机电能量转换模块13切换为相应的运行状态，同时，所述储能模块14切换为与所述机电能量转换模块13对应的运行状态。在其他实施例中，所述控制模块16还可以设置于所述牵引车头上，或者直接利用所述牵引车头的主控模块。

比如，在所述传感器模块15监测到所述半挂车本体10处于刹车状态时，将该运行信息上传至所述控制模块16，且所述控制模块16根据所述电量监测模块监测到所述储能模块14电能未满，则可以确定所述半挂车本体10处于能量回收状态，并输出相应的控制指令至所述机电能量转换模块13和储能模块14，所述机电能量转换模块13切换为发电状态，并接收车轮转动轴的驱动，将所述半挂车本体10产生的机械能转换为电能，进而所述储能模块14切换为充电状态接收并存储该电能；当所述传感器模块15监测到所述半挂车本体10处于刹车状态时，但是述控制模块16根据所述电量监测模块监测到所述储能模块14电能已满，则所述半挂车本体10不能处于能量回收状态。在本实施例中，所述控制模块16根据传感器模块15获取的所述半挂车本体10的运行参数信息，实现了对所述半挂车本体10的能量进行优化分配。

进一步地，所述半挂车本体10的控制系统还可以包括与外部监控中心或周围车辆通信连接的通信模块(图未示出)，用于将所述半挂车本体10的运行状态上传至所述外部监控中心，以便所述外部监控中心实时了解所述半挂车本体10的当前运行状况，减少交通事故。

在本实施例中，通过在半挂车本体10上设置控制模块16、机电能量转换模块13以及传感器模块15，可以有效地回收所述半挂车本体10的能量，进而提高能量利用率和安全性，使所述半挂车本体10行驶更加平稳，同时，还可以根据所述传感器模块15获取的运行参数信息可以及时预测所述半挂车本体10的运行状态，以对所述半挂车本体10及时作出调整。

所述传感器模块15包括以下传感器中的至少一个：环境感知传感器、刹车片温度传感器、高度仪、气压计、车载雷达测速仪、距离传感器、加速度传感器、gps定位器、车轮转速传感器、以及制动踏板行程传感器。在本实施例中，所述传感器模块15可以包括多种传感器以获取所述半挂车本体10在运行状态时的所有运行参数。

其中，所述环境感知传感器是对所述半挂车本体10的周边环境进行数据采集，获取道路的路况信息例如：道路的弯曲度、坡度、公路限速标志、交通灯的颜色变化等信息，以及所述半挂车本体10与周围障碍物的位置信息以及所述半挂车本体10与周围车辆等障碍物的距离、速度等信息，其中，所述环境感知传感器主要有机器视觉、雷达传感器、超声波传感器、红外线传感器等；

所述刹车片温度传感器用于侦测所述半挂车本体10进入刹车状态时刹车片的温度；所述高度仪可以用于测量车辆水平高度等；所述气压计可以用于测量大气压强，以确定所述半挂车本体10当前所在位置的海拔高度；所述车载雷达测速仪可以用于测定所述半挂车本体10的行驶速度；所述距离传感器可以用于检测所述半挂车本体10与参考物体之间的距离，其中，所述距离传感器可以光距离传感器、超声波距离传感器等；所述加速度传感器用于测量所述半挂车本体10的加速度，以了解半挂车本体10的当前运动状态；所述gps定位器可以用于实时定位所述半挂车本体10的地理位置、运动轨迹，其中，所述gps定位器一般内置了gps模块和移动通信模块，以将所述半挂车本体10的当前位置信息上传至服务器等；所述车轮转速传感器可以用于测量半挂车本体10车轮转速；所述制动踏板行程传感器可以用于侦测半挂车本体10的刹车片是否被使用，以及制动踏板的踩踏时间和踩踏的行程，从而来计算获取所述刹车片的状态。

可以理解的是，以上各种具体传感器可以单独使用也可以组合使用，所述环境感知传感器中部分的传感器可以实现相同的功能的前提下，可以不用采用单独的传感器来实现对同一参数的获取，在此不作具体限制。

进一步地，所述半挂车本体10的至少一个车轮驱动轴12上对应设有一个所述机电能量转换模块13，其中，所述半挂车本体10还包括与所述机电转换模块一一对应设置的减速器。

所述半挂车本体10包括至少一个车轮转动轴，其中，至少一个所述车轮转动轴12上装有所述机电能量转换模块13和减速器(图未示出)，其中，所述减速器与所述机电能量转换模块13可以单独设置，也可以集成在一起。在使用过程中，所述减速器与所述机电能量转换模块13相配合。行驶过程中，所述机电能量转换模块13处于发电状态时，对所述半挂车本体10起减速作用，同时，将减速过程中产生的机械能转换为电能。

本领域技术人员可以理解，图1和图2中所示出的智能半挂车100的控制系统还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

基于上述硬件结构，提出本发明中的智能半挂车100的控制方法的各个实施例。

请参照图3，为本发明提供的第一实施例中的用于智能半挂车100的控制方法的方法流程图200，所述控制方法包括如下步骤：

步骤s10，获取所述传感器模块15获得的所述半挂车本体10的运行参数信息；

在行驶过程中，安装于所述半挂车本体10上或者安装于牵引车头上的传感器模块15实时感应运行参数信息，并将所述运行参数信息传输至控制模块16，以及时调整所述半挂车本体10的运行状态。

在本实施例中，所述运行参数信息可以包括所述半挂车本体10的车辆信息和外部环境信息。其中，所述半挂车本体10的运行参数信息包括以下参数信息中的至少一个：所述半挂车本体10与预设道路参照物之间的距离信息、所述半挂车本体10与前车或者后车之间的实时距离信息、所述智能半挂车100的行驶车速信息、所述智能半挂车100的行驶方向信息、所述智能半挂车100的当前行驶位置信息、当前道路弯曲度信息、当前道路坡度信息、当前车辆高度信息、所述半挂车本体10的加速度信息、公路限速标志信息、刹车片的温度信息、原车刹车是否被启动、以及交通灯的颜色信息。

步骤s20，根据所述传感器模块15获得的所述半挂车本体10的运行参数信息，判断所述半挂车本体10是否处于预设的能量回收状态或者预设的驱动状态；

所述传感器模块15根据所述半挂车本体10的运行参数信息，可以将所述半挂车本体10的运行状态分为预设的能量回收状态和驱动状态。

具体的，在本实施例中，所述预设的能量回收状态包括以下条件中的至少一种：刹车状态，当前道路坡度信息为下坡、所述道路弯曲度大于预设的曲率、所述半挂车本体10的当前行驶车速大于预设的车速或者大于公路限速标志的限定车速值、所述半挂车本体10与道路参照物之间的距离小于预设的距离值、所述半挂车本体10与前车或者后车之间的距离小于预设的距离值；所述刹车温度大于预设的温度值、所述交通灯的颜色信息为红色且所述半挂车本体10与所述交通灯的距离小于预设的距离值；

所述预设的驱动状态包括以下条件中的至少一种：所述半挂车本体10为起步状态，当前道路坡度信息为上坡，所述半挂车本体10的加速度为正值，所述道路弯曲度小于预设的曲率、所述半挂车本体10的当前行驶车速小于预设的车速或者小于公路限速标志的限定车速值、所述半挂车本体10与道路参照物之间的距离大于预设的距离值、所述半挂车本体10与前车或者后车之间的距离大于预设的距离值；所述交通灯的颜色信息为绿色且所述半挂车本体10与所述交通灯的距离大于预设的距离值。

可以理解的是，所述半挂车本体10的运行参数信息与所述预设的能量回收状态之间的对应关系可以是：

所述传感器模块15中的车载雷达测速仪侦测到所述半挂车本体10的当前车速且当前车速在减小，且所述制动踏板行程传感器侦测到所述刹车被使用时，控制模块16确定所述智能半挂车100处于刹车状态；

所述传感器模块15中的环境感知传感器侦测到当前道路为坡道路段，且gps侦测到挂车从坡道地势高的一侧向地势低的一侧行驶、所述高度仪侦测到高度在递减，控制模块16确定所述智能半挂车100处于当前道路坡度信息为下坡状态；

所述传感器模块15中的所述距离传感器侦测到所述半挂车本体10与道路参考物之间的距离小于预设的距离值，或者所述半挂车本体10与前车或者后车之间的距离小于预设的距离值，控制模块16可以确定所述智能半挂车100处于需要减速的能量回收状态；或者

所述传感器模块15中的环境感知传感器侦测到所述交通灯的颜色信息为红色，且距离传感器侦测到所述半挂车本体10与所述交通灯的距离小于预设的距离值，控制模块16可以确定所述智能半挂车100处于需要减速的能量回收状态。

可以理解的是，所述半挂车本体10的运行参数信息与所述预设的驱动状态之间的对应关系可以是：

所述传感器模块15中的车载雷达测速仪侦测到所述半挂车本体10的当前车速为0且当前车速在增加，或者车轮转速传感器侦测到所述挂车的车轮转速为0，gps定位仪侦测到所述智能半挂车100的运动轨迹没有发生位移或者发生的位移小于预设值，所述控制模块16确定所述智能半挂车100当前处于起步状态；

所述传感器模块15中的环境感知传感器侦测到当前道路为坡道路段，且gps侦测到挂车从坡道地势低的一侧向地势高的一侧行驶、所述高度仪侦测到高度在递增，控制模块16确定所述智能半挂车100处于当前道路坡度信息为上坡状态；

所述传感器模块15中的加速度感应器侦测到所述半挂车本体10的加速度为正值，且所述距离传感器侦测到所述半挂车本体10与道路参考物之间的距离大于预设的距离值，或者所述半挂车本体10与前车或者后车之间的距离大于预设的距离值，控制模块16可以确定所述智能半挂车100处于可以加速的驱动状态；或者

所述传感器模块15中的环境感知传感器侦测到所述交通灯的颜色信息为绿色，且距离传感器侦测到所述半挂车本体10与所述交通灯的距离大于预设的距离值，控制模块16可以确定所述智能半挂车100处于可以加速的驱动状态。

步骤s30，在所述半挂车本体10处于预设的能量回收状态时，所述控制模块16控制储能模块14切换为充电状态，以及控制所述机电能量转换模块13切换为发电状态；

可以理解的是，根据所述传感器模块15获取的运行参数信息，所述控制模块16确定所述半挂车本体10处于能量回收状态时，比如：在所述半挂车本体10与前车之间的距离小于预设的距离值时，所述控制模块16可以向所述机电能量转换模块13输出控制指令，控制所述机电能量转换模块13切换为发电状态，同时，所述储能模块14对应地切换为充电状态，以存储所述机电能量转换模块13转换的电能，提高所述半挂车本体10的驱动力。

步骤s40，在所述半挂车本体10处于预设的驱动状态时，所述控制模块16控制储能模块14切换为放电状态，以及控制所述机电能量转换模块13切换为驱动状态。

其中，在所述半挂车本体10的运行状态为预设的驱动状态时，所述储能模块14切换为放电状态，所述机电能量转换模块13对所述车轮驱动轴12进行驱动输出，当所述机电能量转换模块13对所述车轮驱动轴12进行驱动输出时，所述机电能量转换模块13说明所述半挂车本体10处于驱动状态，当所述机电能量转换模块13受所述车轮驱动轴12的带动，说明所述半挂车本体10处于预设的能量回收状态。

在本实施例中，可以有效地回收行驶过程中的能量，提高能量利用率，以及增强半挂车本体10的驱动力；同时，所述控制模块16控制所述机电能量转换模块13切换为充电状态时，即所述挂车进入能量回收状态，还可以配合对所述半挂车本体10进行减速，避免刹车片因持续使用时间过长，导致刹车片温度过高而降低了挂车的安全性能，减少刹车片磨损，提高半挂车本体10的安全性，节约能量，同时，还可以最大化利用储能模块的储能容量，以减少储能模块的充放电次数，延长储能模块的使用寿命。

进一步地，请参考图4，提出第二实施例中智能半挂车100的控制方法的方法流程图，在第二实施例中，所述步骤s10～s40均与第一实施例相同，在此不再赘述；其不同在于，所述步骤40还包括：

步骤s410，根据所述传感器模块15获得的所述半挂车本体10的位置信息以及当前道路坡度信息，或者根据获得的所述挂车车体的当前车辆高度信息，判断所述半挂车本体10是否处于上坡状态；

在行驶过程中，所述传感器模块15可以实时侦测所述半挂车本体10的运行状态，比如：调用高度仪以及gps传感器，侦测所述半挂车本体10所处的地理位置信息，并通过高度仪测量所述半挂车本体10所在道路的坡度信息以及高度信息。所述控制模块16对所述坡度信息以及高度信息进行分析处理，以确定所述半挂车本体10是否正在进行爬坡运动。

在其他实施例中，还可以设定参考高度和坡度，通过分析判断当前道路的坡度和高度是否在参考高度和坡度的范围内，在当前的道路坡度和高度超出参考高度和坡度的范围内时，所述控制模块16可以确定所述半挂车本体10正处于上坡状态，在当前的道路坡度和高度在参考高度和坡度的范围内时，所述控制模块16可以确定所述半挂车本体10没有进行上坡运动。

步骤s420，在所述半挂车本体10处于上坡状态时，根据所述当前道路坡度信息以及当前车辆高度信息计算所述半挂车本体10上坡时的势能变化是否大于预设阈值；

在上坡阶段，所述半挂车本体10需要消耗大量的能量，所述控制模块16控制所述储能模块14切换为放电状态，以为所述半挂车本体10提供驱动力，完成上坡运动。

在下坡阶段，所述控制模块16控制所述机电能量转换模块13切换为能量回收状态，同时所述储能模块14切换为充电状态，以回收所述半挂车本体10在下坡阶段产生的能量，同时还可以辅助车辆减速，减少刹车片磨损及发热。可以理解的是，在运行过程所消耗的电能由所述半挂车本体10运行产生的势能决定，其中，所述势能可以根据当前道路坡度信息以及车辆高度信息计算得出。

步骤s430，在所述半挂车本体10上坡时的势能变化大于预设阈值时，确定所述储能模块14的放电比例，为所述半挂车本体10后续在下坡时所述储能模块14的充电做准备。

在上坡阶段时，根据当前道路坡度信息和高度信息，计算得到所述半挂车本体10的势能变化，在所述半挂车本体10的势能变化大于预设阈值时，说明所述半挂车本体10需要消耗大量的电量，以增加驱动力，完成爬坡；同时，在所述半挂车本体10完成上坡阶段后，将进入下坡阶段，此时，所述半挂车本体10的储能模块14可以通过下坡过程中充分地补充将在上坡阶段所述消耗释放的电能，以减少所述储能模块14充放电的次数，延长所述储能模块14的使用寿命，并且在下坡阶段，所述机电能量转换模块13进入发电状态，可以对所述半挂车本体10进行减速，避免在下坡时持续使用刹车片刹车而导致刹车片温度过高，影响所述挂车的性能。

可以理解的是，在所述半挂车本体10的势能变化大于预设阈值，且根据所述传感器模块15侦测到所述半挂车将进入下坡阶段，说明当前的坡度较大，所述储能模块14可以在下坡阶段可以补充消耗的电量，此时，可以确定所述储能模块14的放电比例，即将所述储能模块14的电能全部放光，以增加驱动力，最大限度地利用所述储能模块14的储能容量，减少所述储能模块14充放电的次数；在所述半挂车本体10的势能变化小于预设阈值时，说明当前道路的坡度较小，接下来的下坡路段的坡度较小，因此，所述半挂车本体10的储能模块14的电能可以全部用于对所述车轮驱动轴12进行驱动，也可以仅仅释放部分的电量，因为后续的下坡较小，不会存在电量被快速充满的情形。

另外，在其他实施例中，可以通过根据所述传感器模块15获得的所述半挂车本体10的位置信息以及当前道路坡度信息，或者根据获得的所述半挂车本体10的当前车辆高度信息，判断所述当前道路接下来是否是下坡，则控制所述储能模块14将电量放光后，以能够在下坡阶段得到充分地补充。

进一步地，请参考图5，提出第三实施例中智能半挂车100的控制方法的方法流程图，在第三实施例中，所述步骤s10～s40均与第一实施例相同，在此不再赘述；其不同在于，所述步骤s40还包括：

步骤s440，根据所述传感器模块15获得的所述半挂车本体10的位置信息以及当前道路坡度信息，或者根据获得的所述挂车车体的当前车辆高度信息，判断所述半挂车本体10是否处于下坡状态；

在行驶过程中，所述传感器模块15实时侦测感知所述半挂车本体10的运行状态，比如：调用高度仪以及gps传感器，侦测所述半挂车本体10所处的地理位置信息，并通过高度仪测量所述半挂车本体10所在道路的坡度信息以及高度信息。所述控制模块16对所述坡度信息以及高度信息进行分析处理，以确定所述半挂车本体10是否正在进行下坡运动。

步骤450，在所述半挂车本体10处于下坡状态时，获取所述传感器模块15获得的所述当前道路坡度信息和所述刹车片的温度信息，以及所述储能模块14的剩余电量，确定半挂车本体10的原车刹车方式与所述机电能量转换模块13切换至发电状态的减速方式之间交替使用的间隔。

为避免所述半挂车本体10在下坡时因车速过快而导致所述半挂车本体10失去控制，进而造成交通事故出现，可以对所述半挂车本体10进行适当的减速；其中，减速的方式可以利用刹车片对半挂车本体10进行减速，还可以通过所述控制模块16将所述机电能量转换模块13切换为充电状态以达到减速目的。可以理解的是，使用刹车片减速是通过刹车片与轮胎之间的摩擦阻力以减缓所述半挂车本体10的行驶速度。在刹车的过程中，将所述半挂车本体10的动能转换为热能，从而使刹车片的温度升高。当所述刹车片的温度过高时，容易导致刹车片失灵，造成处于下坡阶段的半挂车本体10失控，进而导致交通事故出现，同时，当所述刹车片的温度过高时，还容易引燃半挂车本体10的轮胎，影响所述半挂车本体10的安全性。因此，在下坡过程中，需要实时监测刹车片的温度。

在本实施例中，所述半挂车本体10在下坡时，根据当前道路坡度信息、刹车片的温度信息，以及所述储能模块14的剩余电量，交替使用所述机电能量转换模块13和刹车片对所述半挂车本体10进行减速。其中，所述半挂车本体10的原车刹车方式与所述机电能量转换模块13切换为充电状态的减速方式之间交替使用的间隔频率可以根据所述车辆的性能进行设定，也可以通过所述控制模块16根据当前道路坡度信息、刹车片的温度信息以及所述储能模块14的剩余电量的分析结果进行设定。

进一步地，请参考图6，提出第四实施例中智能半挂车100的控制方法的方法流程图，在第四实施例中，所述步骤s440～s450均与第三实施例相同，在此不再赘述；其不同在于，所述步骤s440之后还包括：

步骤s441，在所述半挂车本体10处于下坡状态时，判断所述刹车片的温度是否大于预设温度以及储能模块14的剩余电量是否小于预设电量；

在所述半挂车本体10处于下坡状态时，为避免所述半挂车本体10的刹车片持续处于刹车状态而导致温度过高，或者所述储能模块14长时间处于电量充足时，所述储能模块14不能存储所述机电能连模块转换的电能，从而无法实现对所述半挂车本体10减速的情况，还可以通过实时监测所述刹车片的温度以及所述储能模块14的剩余电量。

具体的，在本实施例中，可以将所述传感器模块15监测获得的刹车片的温度与预设温度进行比对，将所述储能模块14的剩余电量与预设电量进行比对，根据比对结果，判断是否适合继续使用刹车片对所述半挂车本体10进行减速，以及是否适合将所述机电能量转换模块13切换为发电状态。

步骤s442，在所述刹车片的温度大于预设温度以及储能模块14的剩余电量小于预设电量时，控制所述机电能量转换模块13切换为充电状态；

可以理解的是，当所述刹车片的温度大于预设温度以及所述储能模块14的剩余电量小于预设电量时，说明所述半挂车本体10的刹车片温度已经超过安全使用范围，不适合继续使用，同时，所述储能模块14处于非饱和状态，可以存储所述机电能量转换模块13产生的电能，因此，为避免继续使用刹车片而造成不良影响，同时，提高能量利用率，最大化利用所述储能模块14，所述半挂车本体10的控制模块16可以控制所述机电能量转换模块13切换为充电状态，以减慢所述半挂车本体10下坡时的行驶速度。

步骤s443，在所述刹车片的温度小于预设温度以及所述储能模块14的剩余电量大于预设定量，控制所述半挂车本体10启用原车刹车。

在该步骤中，当所述刹车片的温度小于预设温度以及所述储能模块14的剩余电量大于预设电量时，说明所述半挂车本体10的刹车片温度处于正常使用状态，此时，为减少电能的消耗，以及避免对所述储能模块14进行频繁充放电而降低储能模块14的使用使用寿命，因此，可以直接启用所述半挂车本体10的原车刹车，以达到对所述半挂车本体10进行减速的目的。

进一步地，请参考图7，提出第五实施例中智能半挂车100的控制方法的方法流程图201，所述步骤s10～s40均与第一实施例相同，在此不再赘述；其不同在于，所述步骤s40之后还包括：

步骤s50，根据通信模块获取到的路况信息以及所述传感器模块15获取的所述半挂车车体10的运行参数信息，对所述半挂车本体10在接下来的预设时间内的行驶状态以及路况环境信息进行预测，并根据所述预测结果对所述半挂车本体10在接下来的预设时间内的能量回收状态或者预设的驱动状态进行控制。

可以理解的是，在步骤s50中，在行驶过程中，所述通信模块获取的路况信息可以包括以下信息中的至少一个：道路的车流量、道路拥挤程度信息、道路转向信息、区域交通事故信息、路口交叉信息、道路占用量信息、平均车速信息、车道数量信息。具体的，在本实施例中，将所述通信模块获取的路况信息与所述传感器模块获取的所述半挂车本体10的运行参数信息结合，并预测所述半挂车本体10在接下来的路段中是否需要进行减速处理，对应地控制所述机电能量转换模块13切换为能量回收状态或者驱动状态。比如：当所述通信模块获取到前方发生堵车时，且所述传感器模块15获取到所述前方车辆与所述智能半挂车100之间的距离较近，预测所述半挂车本体10将进入交通拥挤区，这说明所述半挂车本体10在预设时间段内进入该路段时，需要进行减速处理，即当所述半挂车本体10进入该路段时，所述控制模块16控制所述机电能量转换模块13切换为预设的能量回收状态；或者当所述通信模块获取到前方为交叉路口，且所述传感器模块15获取到所述道路的坡度信息为上坡，则预测所述半挂车本体10即将进行爬坡，此时，可以在预设的时间段内控制所述机电能量转换模块13切换为驱动状态。通过预测所述半挂车本体10的行驶状态，可以保证半挂车本体10的安全性，同时，实现能量优化分配。

进一步地，请参考图8，提出第六实施例中智能半挂车100的控制方法的方法流程图202，所述步骤s10～s40均与第一实施例相同，在此不再赘述；其不同在于，所述步骤s40之后还包括：

步骤s60，根据所述半挂车本体10的当前行驶速度和质量，计算所述半挂车本体10的当前动能；

可以理解的是，在所述半挂车本体10的行驶过程中，可以实现能量转换，将所述半挂车本体10的储能模块14中的电量转换为所述半挂车本体10的动能。其中，所述半挂车本体10的动能可以根据所述半挂车本体10的当前行驶速度和质量计算获得。

步骤s70，根据所述半挂车本体10的动能以及预设的条件，确定所述机电能量转换模块13处于发电状态时的发电功率。

在本实施例中，根据所述半挂车本体10在行驶状态中，产生的动能，以及能量之间的转换效率，可以确定所述机电能量转换模块13处于发电状态时的发电功率。例如：在交通拥挤的路段，需要频繁刹车，此时，所述控制模块16控制所述机电能量转换模块13可以切换为发电状态，以回收能量；当然也可以设置为发电功率较低，直接使用脚刹控制刹车，不使用机电能量转换模块13来影响车辆的行进，方面驾驶员操作；例如，所述半挂车本体10处于高速行驶状态时，动能较大，并且通常在刹车或者下坡时可以对所述半挂车本体10进行能量回收，因为在所述半挂车本体10在高速行驶中，如果在遇到障碍物时，需要及时进行减速，这时候所述机电能量转换模块13处于发电状态时可以控制其工作功率尽量的大；可以理解的是，当所述储能模块14的电量充足时，可控制功率为0，此时，所述机电能量转换模块13处于发电状态，可以控制其工作功率尽量的小。

进一步地，在一可选地实施例中，所述智能半挂车100的控制方法还包括：步骤s80，根据所述传感器模块15获得的当前道路弯曲度信息、和/或所述智能半挂车100所对应的牵引车发送的方向盘的转动角度信息，确定所述半挂车车体10的转弯方向与速度；

步骤90，根据确定的所述半挂车车体10的转弯方向与速度，控制不同的所述车轮11的车轮驱动轴12对应的所述机电能量转换模块13的驱动输出功率。

具体的，所述当前道路弯曲度信息包括但不限于道路弯道半径等信息。所述牵引车上还可以设置有用于侦测方向盘的转弯角度的角度传感器，其中，牵引车是与智能半挂车100之间是建立有通信连接，例如，通过总线使得所述牵引车与所述控制模块16之间相互通信连接，从而将设置于牵引车上的角度传感器获取的方向盘的转弯角度信息以及牵引车的转向灯信息发送给智能半挂车100的控制模块。

在本实施例中，通过当前道路弯曲度信息、和/或所述智能半挂车100所对应的牵引车发送的方向盘的转动角度信息以及牵引车的转向灯信息，确定所述半挂车本体10是否处于或者预测所述半挂车本体10的转弯状态，以控制所述机电能量转换模块13的输出功率，进而控制所述半挂车100的每个车轮的行驶速度和转动角度。

例如，在车辆进入左转弯道时，角度传感器侦测到所述方向盘的转弯角度，所述牵引车的主控模块获取左右转向灯的开启或关闭信息，并发送到智能半挂车；且所述半挂车本体10上的环境感知传感器侦测到道路的弯曲度；所述控制模块16通过分析上述数据判断所述半挂车100的行驶方向以及行驶速度，确定每个车轮11所对应的机电转换模块13的输出功率，从而使右边轮的行驶速度比左边轮快，进而实现智能半挂车100的辅助转向驱动功能。

在本实施例中通过根据方向盘的转弯角度或者当前道路弯曲度信息，控制机电能量转换模块13的输出功率，以提供横向驱动力，辅助所述半挂车本体10进行转向。

本发明还提供一种智能半挂车100，包括车体20以及上述任一实施例所述的控制系统。

本发明还提供一种智能车辆，包括牵引车头以及如上述所述的智能半挂车100。

以上所述仅为本发明的可选实施，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。