(57)【要約】  【課題】  連結可能な車両において、連結に応じたエネルギー源を提供する。  【解決手段】  各車両に小型のバッテリを備え、車両の連結装置に大型のバッテリを備える。各車両が単独走向する場合は、各車両に備えた小型のバッテリで走行し、各車両を連結してする場合は、連結装置に備えた大型のバッテリで走行する。単独走行する場合は、走行に不要な大型のバッテリを伴う必要が無く、エネルギー効率が高まる。また、連結走行して遠距離移動する場合は、大型のバッテリから走行に十分なエネルギーの供給を受けることができる。また、連結時においては、大型のバッテリや回生エネルギーによって小型のバッテリを充電し、いつでも単独走行に切替可能な状態に保つ。以上のように、連結可能な車両において、連結に応じたエネルギー源を提供することができる。  【選択図】  図１
2007022229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力によって走行用の駆動力を発生する駆動手段と、前記駆動手段に電力を供給する電源装置と、を備えた複数の車両と、
前記複数の車両を着脱可能に連結する連結手段と、
前記連結した複数の車両の少なくとも１台の駆動手段に電力を供給する外部電源装置と、
を具備したことを特徴とする連結車両。
【請求項２】
前記連結した車両のうち少なくとも１台は、
制動時に運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する回生手段と、
前記回収した電気エネルギー、又は前記外部電源装置が供給する電力の少なくとも一方により、前記電源装置を蓄電する蓄電手段と、
を具備したことを特徴とする請求項１に記載の連結車両。
【請求項３】
前記連結した複数の車両で発生する駆動力に応じて前記外部電源装置が供給する電力を配分する電力配分手段を具備したことを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の連結車両。
【請求項４】
電力によって走行用の駆動力を発生する複数の車両を連結する連結手段と、
前記連結した複数の車両のうち少なくとも１台に電力を供給する外部電源装置と、
を具備したことを特徴とする連結装置。
【請求項５】
電力によって走行用の駆動力を発生する駆動手段と、
前記駆動手段に電力を供給する電源装置と、
他の車両と着脱可能に連結する連結手段と、
前記連結手段による連結時に、前記駆動手段に電力を供給する外部電源装置に接続する接続手段と、
を具備したことを特徴とする車両。
【請求項６】
制動時に運動エネルギーを電気エネルギーとして回生する回生手段と、
前記回生した電気エネルギー、又は前記外部電源装置が供給する電力の少なくとも一方により、前記電源装置を蓄電する蓄電手段と、
を具備したことを特徴とする請求項５に記載の車両。
【請求項７】
電力によって走行用の駆動力を発生する駆動手段と、
前記駆動手段に電力を供給する電源装置と、
他の車両と着脱可能に連結する連結手段と、
前記連結手段による連結時に、前記電源装置から前記他の車両の駆動手段に電力を供給する電力供給手段と、
を具備したことを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連結車両、連結装置、及び車両に関し、例えば、複数の車両が連結して走行する場合のエネルギーの供給に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車などの車両では、乗車人数の如何にかかわらずサイズの変更ができないため、１人で移動する場合であっても必要のない空いたシートやスペースまで伴って移動しなければならず、重量やスペースの無駄が多く、また乗員数に対する燃費の効率も悪くなっていた。
そこで、本件出願の出願人は、次の未公開の文献により、単独走行が可能な１人乗りの車両を複数組み合わせ、各車両間で連係することで所定の走行形態を維持しながら一体的に走行する車両を提案している。
【０００３】
【特許文献１】特願２００５−１５９１３５
【０００４】
この技術では、乗車人数に合わせて車両の結合数を増減して最適サイズでの移動が可能になる。多人数の連結状態でも、操縦者はホスト車両１人であり、それ以外は従属車両として操縦を担当するホスト車両から送信される走行情報に基づいて協調制御される。
この技術によって、連結した複数の車両をあたかも１台の車両であるかのように一体的に運用することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
単独の車両で走行する場合は、例えば、近所に買い物に行くなど近距離低速走行での利用が想定される。一方、連結して走行する場合は、例えば、ドライブや旅行など遠距離高速走行での利用が想定される。
車両を駆動するには、例えば、バッテリや燃料電池などの電源が必要であるが、車両に近距離走行を目的として小型の電源を搭載すると、連結して遠距離走行や高速走行する場合にエネルギーが不足し、出力が小さく走行可能距離も短くなるという問題がある。
そこで、遠距離走行を可能とするために大型の電源を車両に搭載すると、単独走行の場合に必要十分以上の電源の搭載になり電源が無駄になる他、大型で重量が大きい電源を搭載して走行しなければならずエネルギー効率が悪くなるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、連結可能な車両において、必要に応じたエネルギー源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載した発明では、電力によって走行用の駆動力を発生する駆動手段と、前記駆動手段に電力を供給する電源装置と、を備えた複数の車両と、前記複数の車両を着脱可能に連結する連結手段と、前記連結した複数の車両の少なくとも１台の駆動手段に電力を供給する外部電源装置と、を連結車両に具備させて前記目的を達成する。
請求項２に記載した発明では、請求項１に記載の連結車両において、前記連結した車両のうち少なくとも１台は、制動時に運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する回生手段と、前記回収した電気エネルギー、又は前記外部電源装置が供給する電力の少なくとも一方により、前記電源装置を蓄電する蓄電手段と、を具備したことを特徴とする。
請求項３に記載した発明では、請求項１、又は請求項２に記載の連結車両において、前記連結した複数の車両で発生する駆動力に応じて前記外部電源装置が供給する電力を配分する電力配分手段を具備したことを特徴とする。
請求項４に記載した発明では、電力によって走行用の駆動力を発生する複数の車両を連結する連結手段と、前記連結した複数の車両のうち少なくとも１台に電力を供給する外部電源装置と、を連結装置に具備させて前記目的を達成する。
請求項５に記載した発明では、電力によって走行用の駆動力を発生する駆動手段と、前記駆動手段に電力を供給する電源装置と、他の車両と着脱可能に連結する連結手段と、前記連結手段による連結時に、前記駆動手段に電力を供給する外部電源装置に接続する接続手段と、を車両に具備させて前記目的を達成する。
請求項６に記載した発明では、請求項５に記載の車両において、制動時に運動エネルギーを電気エネルギーとして回生する回生手段と、前記回生した電気エネルギー、又は前記外部電源装置が供給する電力の少なくとも一方により、前記電源装置を蓄電する蓄電手段と、を具備したことを特徴とする。
請求項７に記載した発明では、電力によって走行用の駆動力を発生する駆動手段と、前記駆動手段に電力を供給する電源装置と、他の車両と着脱可能に連結する連結手段と、前記連結手段による連結時に、前記電源装置から前記他の車両の駆動手段に電力を供給する電力供給手段と、を車両に具備させて前記目的を達成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、連結可能な車両において、単独走行、連結走行の走行状態に応じた適切な電源を使用することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（１）実施形態の概要
各車両に小型、軽量のバッテリ（電源）を配置し、各車両を連結するための連結装置に大型のバッテリ（電源）を配置する。
各車両が単独走向する場合は、各車両に備えた小型、軽量のバッテリで走行し、各車両を連結して連結走行する場合は、連結装置に備えた大型のバッテリで走行する。
単独走行する場合は、走行に必要以上の大型バッテリを伴う必要がなく、エネルギー効率が高まる。一方、連結走行して遠距離移動する場合は、大型のバッテリから走行に十分なエネルギーの供給を受けることができる。
また、連結時においては、大型のバッテリや回生エネルギーによって小型のバッテリを充電し、いつ単独走行に切替えたとしても小型バッテリの充電量を所定以上である状態を維持する。
このように車両連結の際に大エネルギー源を合体させることにより、連結走行時、及び単独走行時にそれぞれ最も効率的な電源システムを提供することができる。
【００１０】
（２）実施形態の詳細
本実施形態の車両は、単独走行が可能な１人乗りの車両を複数台連結（合体）して連結車両を構成し、各車両の制御系が連係することで所定の走行形態を維持しながら一体的に走行することができる。
連結車両のうち１台がホスト車両となり、他の車両（従属車両）に走行情報を送信することで全体の操縦を行う。
【００１１】
図１は、１台のホスト車両と３台の従属車両からなる連結車両の編成例を表したものである。
連結装置５は、進行方向に伸びた柱状構造物であって、進行方向前方両側と後方両側に連結機構７、７、７、７を備えている。連結機構７は、車両を着脱可能に連結する連結手段を構成している。
連結装置５は、例えば鉄、ステンレス、アルミニウム合金などの金属で構成された骨組みに外装板を取り付けて形成されており、走行中に車両１〜４から応力を受けてもこれに耐えられるように設計されている。
前方に設けられた連結機構７、７には、それぞれ車両１と車両２が連結され、後方の連結機構７、７には、それぞれ車両３と車両４が連結されている。
車両１〜４のうち、車両１がホスト車両に設定され、車両２〜４が従属車両に設定されている。
【００１２】
なお、ホスト車両は１台に限られるが車両１〜４のうちのどの車両がなってもよい。
ホスト車両は各車両に設定されたホスト選択ボタンを選択した車両が担当し、選択された車両から他の車両に対して自車両がホスト車両であることを通知する。
複数の車両により選択された場合には先に選択された車両がホスト車両となる。一方、先に選択されたホスト車両から通知を受けた後にホスト選択ボタンが選択された他の車両では、ホスト車両が他の車両で選択されている旨、及び、ホスト選択が無効であることを警告表示する。
【００１３】
車両１〜車両４は、何れも単独走行が可能な車両であり、近距離走行用の小型のバッテリ（以下、小バッテリ）を備えている。
小バッテリは、車両を駆動する駆動モータ（駆動手段）に電力を供給する電源装置を構成している。
以下では、車両１〜４の小バッテリを特に区別しない場合は単に小バッテリと記し、区別する場合は、例えば、車両１の小バッテリを小バッテリ１などと車両の番号を付して示すことにする。
各車両は、両側面に連結機構を備えており、これら連結機構のうち、連結装置５に面する側の連結機構を連結装置５の連結機構と結合することにより連結される。例えば、車両１は、進行方向に向かって左側の連結機構により連結装置５と連結しているが、車両１が車両２の位置に配置される場合は、進行方向に向かって右側の連結機構により連結装置５と連結される。
【００１４】
連結装置５は、車両１〜４に電力を供給する大型の大バッテリ６と、大バッテリ６の電流を車両１〜４に送電する送電ケーブルを備える他、車両１〜４の電子制御系を連結する信号ケーブルを備えている。
大バッテリ６は、小バッテリよりも充電容量が十分に大きく、遠距離走行に必要な電力を車両１〜４に供給することができる。大バッテリ６は、連結した複数の車両の少なくとも１台の駆動手段に電力を供給する外部電源装置を構成している。
【００１５】
なお、車両１〜４に搭載される小バッテリは、満充電状態で単独走行を開始し、所定の定速Ｖ１（例えば、３０ｋｍ／ｈ）で所定距離Ｌ１（例えば、３０ｋｍ）だけ走行可能な容量に設計されている。
一方、大バッテリは、連結走行時において、各車両が小バッテリを使用せずに大バッテリだけを使用して、満充電状態で走行を開始し、所定速度Ｖ２（＞Ｖ１、例えば、Ｖ２＝８０ｋｍ／ｈ）で所定距離Ｌ２（＞Ｌ１、例えば、３００ｋｍ）だけ走行可能な容量に設計されている。
【００１６】
また、本実施形態では、エネルギー源として小バッテリ１〜４と大バッテリ６を用いるが、例えば、小型キャパシタと大型キャパシタなど、エネルギーの供給と回収（回生）が可能な他の形態のエネルギー源を利用するようにしてもよい。
また、大バッテリとして燃料電池を使用するようにしてもよく、小バッテリとしてキャパシタ（回生充電用）と燃料電池を使用するようにしてもよい。
【００１７】
送電ケーブルは、大バッテリ６の電力を車両１〜４の駆動モータに送電するものの他、大バッテリ６から各小バッテリに送電してこれらを充電するためのものや、あるいは、ある車両の小バッテリから他の車両の小バッテリに送電するものなど、各種のものがある。
即ち、連結車両は、大バッテリ６と小バッテリ１〜４の計５つの電源を有しているが、送電ケーブルは、駆動のための電源を何れからも選択できるように配設されている。同様に、回生エネルギーの回生先も大バッテリ６と小バッテリ１〜４から選択できるように配線されている。
送電ケーブルや信号ケーブルの接続コネクタは、連結機構７に設けられており、車両１〜４を連結装置５に連結すると、これら電気的な連結も同時に行われるようになっている。送電ケーブルの接続コネクタは、連結時に電力を供給する外部電源装置に接続する接続手段を構成している。
以上のように、連結装置５は、車両１〜４を物理的に連結する機能と電気的に連結する機能を備えている。
【００１８】
本実施形態では、以上のように、車両１〜４を物理的に連結するが、特許文献１で開示されているように、ホスト車両が発する走行情報を用いて従属車両が隊形を維持するように走行するソフトウェア連結によって連結してもよい。この場合は、送電ケーブルと信号ケーブルを車両１〜４に接続する。
この場合、無線にて信号を送受信するように構成し、信号ケーブルを省略することも可能である。
【００１９】
また、連結装置５は、図１に示したような剛性を有し、各車両の位置関係を固定する構造のものの他、例えば、蛇腹、蝶番で連接した棒部材、ワイヤなど、所定の許容範囲内で変形可能な構造を有するものを使用することができる。
前者の剛性を有する連結装置を用いる場合は、連結車両が旋回するために、車体に対して車軸が旋回方向に回転するように構成する。
後者の変形可能な連結装置を用いる場合は、車体と車軸を固定してもよいし、あるいは、車体に対して車軸が回転するように構成してもよい。車体と車軸を固定する場合、車両は、左右輪の回転数を調節することにより旋回することができる。
【００２０】
次に、信号ケーブルを介してホスト車両（車両１）と、従属車両（車両２〜４）の間で送受信される走行情報について説明する。
ホスト車両は、乗員が行った運転操作に応じた速度／方向に必要な駆動を行う。
これと同時にホスト車両は、各従属車両に対して、自車に同期（追随）するように指令する。
即ち、ホスト車両は、自車と同期（連結関係の維持）をさせるために、速度、方向、自車（ホスト車両）との相対位置を走行情報（追随指令）として各従属車両に送信する。
【００２１】
一方、各従属車両は、追随指令を基に走行し、自車情報として自車の速度、方向などからなる状態情報をホスト車両にフィードバックする。
ホスト車両は、このフィードバックされた各状態情報と現在の自車両の走行状態、及び運転操作に応じて、走行情報を作成して各従属車両に送信する。
このようにホスト車両からの追随指令と、従属車両からの状態情報のフィードバックを繰り返しながら走行することで、連結装置になるべく負荷をかけないで連結走行を行うことができる。
特に、連結装置が変形可能な構造を有している場合は、物理的な連結とフィードバックを用いたソフトウェア的な連結を併用することにより隊形を変化させながら走行するなど柔軟な走行を行うことができる。
【００２２】
ホスト車両は、各従属車両から送られてくる信号により自車を含めた各車両の小バッテリの充電量を含めた充放電状態を監視すると共に、大バッテリ６に設置されたセンサからの信号によって大バッテリ６の充電量を含めた充放電状態も監視している。
そして、ホスト車両は、連結車両が加速・走行する場合に、何れの電源から電力をどれだけ使用するのかを自車両を含めた各車両に指示すると共に、制動の際の回生電力を何れの電源に戻すのかを自車両を含めた各車両に指示する。
【００２３】
以上のように連結車両では、ホスト車両に運転者が搭乗すると共に各従属車両に乗員が搭乗し、通常の乗用車と同様に運用することができる。
なお、本実施形態では、連結装置５によって、車両を前方に２台配置し、後方に２台配置する場合について説明するが、車両の連結形態はこれに限定するものではなく、例えば、車両３、４の後方に更に多くの車両を２台ずつ配置してより多人数が乗車できるようにしたり、各車両を進行方向に１列に配列して狭い道でも通行できるようにしたり、あるいは、各車両を進行方向に垂直な方向に１列に配列したりするような連結装置５を提供することもできる。
【００２４】
図２は、本実施形態の車両１〜４の外観構成を例示したものである。
本実施形態の車両は、倒立振り子車両により構成されており、単独走向する場合は、搭乗部の姿勢を感知し、その姿勢に応じて、駆動輪の駆動方向で前後方向のバランスを保持するように姿勢制御を行いながら走行する。
本実施形態における姿勢制御の方法としては、例えば、米国特許第６，３０２、２３０号明細書、特開昭６３−３５０８２号公報、特開２００４−１２９４３５公報、特開２００４−２７６７２７公報で開示された各種制御方法が使用可能である。
【００２５】
図２に示されるように、倒立振り子車両は、同軸に配置された２つの駆動輪１１ａ、１１ｂを備えている。
両駆動輪１１ａ、１１ｂは、それぞれ駆動モータ（ホイールモータ）１２で駆動されるようになっている。
【００２６】
駆動輪１１ａ、１１ｂ（以下、両駆動輪１１ａと１１ｂを指す場合には駆動輪１１という）及び駆動モータ１２の上部には運転者が搭乗する搭乗部１３が配置されている。
搭乗部１３は、運転者が座る座面部１３１、背もたれ部１３２、及びヘッドレスト１３３で構成されている。
搭乗部１３は、駆動モータ１２が収納されているホイールモータ筐体１２１に固定された支持部材１４により支持されている。
【００２７】
搭乗部１３の左脇には操縦装置１５が配置されている。この操縦装置１５は、運転者の操作により、倒立振り子車両の加速、減速、旋回、回転、停止、制動などの指示を行うためのものである。
本実施形態における操縦装置１５は、座面部１３１に固定されているが、有線又は無線で接続されたリモコンにより構成するようにしてもよい。また、肘掛けを設けその上部に操縦装置を配置するようにしてもよい。
【００２８】
なお本実施形態において、操縦装置１５の操作により出力される操作信号によって加減速などの制御が行われるが、例えば、特開平１０−６７２５４号公報に示されるように、運転者が車両に対する前傾きモーメントや前後の傾斜角を変更することで、その傾斜角に応じた車両の姿勢制御及び走行制御を行うように切替可能にしてもよい。なお、運転者による傾きモーメントによる姿勢制御及び走行制御を行う場合には、本実施形態による姿勢制御は行わない。
【００２９】
搭乗部の右脇には、表示・操作部１７が配置されている。この表示・操作部１７は、図示しない液晶表示装置からなる表示部１７２と、この表示部１７２の表面に配置されたタッチパネル及び専用の機能キーで構成される入力部１７１を備えている。
なお、表示・操作部１７は、操縦装置１５と同様に又は同一のリモコンにより構成するようにしてもよい。また表示・操作部１７と操縦装置１５と左右の配置を逆にしてもよく、両者を同一の側に配置するようにしてもよい。
【００３０】
搭乗部１３と駆動輪１１との間には制御ユニット１６が配置されている。
本実施形態において制御ユニット１６は、搭乗部１３の座面部１３１の下面に取り付けられているが、支持部材１４に取り付けるようにしてもよい。
また、図２には図示しないが、倒立振り子車両は左右に連結機構７に連結するための連結機構を備えている。
【００３１】
以上のように、本実施形態では車両１〜４を倒立振り子車両によって構成したが、これは車両の構造を限定するものではなく、例えば、単車、三輪車、４輪車、キャタピラ式車両など、複数の車軸を有する車両を用いることも可能である。更に、球状の車輪を１輪だけ有する倒立振り子車両を用いることも可能である。
また、車両１を倒立振り子車両とし、車両２を単車にするなど、複数種類の車両を連結して連結車両とすることも可能である。
【００３２】
次に、連結機構７について説明する。
図３（ａ）は、車両側の連結機構７ａと連結装置５側の連結機構７ｂの一例を示した図である。この連結機構は、例えば、列車の連結装置と同様な構成をしている。
連結機構７ａと連結機構７ｂは、機械的な結合機構により連結及び離脱を行う連結手段を構成しており、連結機構７ａは、単体車両側連結手段を構成し、連結機構７ｂは本体車両側連結手段を構成している。
連結機構７ａには、凹部５０ａと凸部５１ａ及び回り子５２ａが形成されている。一方、連結機構７ｂにも凹部５０ｂと凸部５１ｂ及び回り子５２ｂが形成されている。
凹部５０ａと凸部５１ｂ、及び凸部５１ａと凹部５０ｂは、それぞれ対面し、これらを嵌合することにより連結機構７ａと連結機構７ｂの連結時における位置決めが成される。
また、連結時には、回り子５２ａと回り子５２ｂの軸部材が同心上に位置し、解放レバー５３を閉側に倒すことによりこれらを固定することができる。一方、解放レバー５３を開側に倒すと軸部材の固定が解除され、連結機構７ａと連結機構７ｂを離脱することができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、回り子５２ａ、５２ｂの固定と解放を解放レバー５３を用いて手動にて行うが、例えば、油圧や電磁力などの外力を用いて自動的に解放レバー５３を開閉するように構成することも可能である。
更に、連結機構７ａと連結機構７ｂは他の機構でもよく、連結機構７ａと連結機構７ｂを位置決めする位置決め機能と、位置決めした位置で連結機構７ａと連結機構７ｂをロックするロック機構を備えた他の機械的連結機構を採用することも可能である。
【００３４】
図３（ｂ）は、連結機構７ａと連結機構７ｂの他の例を示した図である。
この例に係る連結機構７ａと連結機構７ｂは、電磁的な結合力により連結及び離脱を行う連結手段を構成しており、連結機構７ａは、単体車両側連結手段を構成し、連結機構７ｂは本体車両側連結手段を構成している。
連結機構７ａ、及び連結機構７ｂは、何れも電磁石で構成されており、磁極が対面するようになっている。連結機構７ａと連結機構７ｂに供給する励磁電流は、何れもホスト車両の制御ユニットによって制御される。
【００３５】
この場合、連結装置５は、ホスト車両からの指示により、４カ所ある各連結機構７ｂに所定の極性（Ｎ極、又はＳ極）を有する磁極を形成する。
一方、ホスト車両は、連結機構７ｂに形成した磁極と逆の極性を有する磁極を自己の連結機構７ａに形成すると共に、各従属車両に対しても、連結機構７ｂに形成した磁極と逆の極性を有する磁極をそれぞれ自己の連結機構７ａに形成するように指令する。
このようにして、各車両の連結機構７ａと連結装置５の連結機構７ｂは、逆の極性の磁極が形成され、これら磁極間に作用する吸引力器によって、各車両と連結装置５が連結する。
【００３６】
ここで、離脱の際に、連結機構７ａと連結機構７ｂのうち一方の磁極を反転させるように構成すると連結機構７ａと連結機構７ｂの間に反発力が発生し、各車両の連結装置５からの離脱がより容易になる。
また、連結機構７ａと連結機構７ｂの他に、各車両と連結装置５を機械的に仮連結する機構を備えておき、ホスト車両が起動していない間は、連結機構７ａと連結機構７ｂに供給する電流を停止し、各車両と連結装置５を仮連結機構にて連結するように構成することもできる。この場合、ホスト車両が起動していない間は連結機構７ａと連結機構７ｂに電流を供給せずに済み、消費電力を抑えることができる。
【００３７】
図４は、車両１（ホスト車両）に搭載されている制御ユニット１６の構成を表したものである。なお、車両２〜４に搭載された制御ユニット１６も同様の構成を有している。
制御ユニット１６は、車両が単独走行する場合に倒立振り子走行を行う機能（単独走行モード）と、車両が連結装置５に連結してホスト車両として機能するホストモードと、車両が連結装置５に連結して従属車両として機能する従属モードを有している。以下、制御ユニット１６を構成する各構成要素について説明する。
【００３８】
制御ユニット１６は、主制御装置１６１、ジャイロセンサ１６２、モータ制御装置１６３、記憶部１６４、車車間インターフェース１６５を備えている。
主制御装置１６１は、メインＣＰＵを備え、図示しない各種プログラムやデータが格納されたＲＯＭ、作業領域として使用されるＲＡＭ、外部記憶装置、インターフェース部などを備えたコンピュータシステムで構成されている。
倒立振り子車両の姿勢を保持する姿勢制御プログラム、操縦装置１５からの各種指示信号に基づいて走行を制御する走行制御プログラムなどの各種プログラムがＲＯＭ（又は記憶部１６４）に格納されており、主制御装置１６１は、これら各種プログラムを実行することで対応する処理を行う。
【００３９】
なお、姿勢制御プログラムは、単独走行モード時に実行さる。また、走行制御プログラムは、単独走行モード用、ホストモード用、従属モード用の各制御アルゴリズムを有しており、単独走行する場合には単独走行モード用の制御アルゴリズムを実行し、ホスト車両として連結走行する場合にはホストモード用の制御アルゴリズムを実行し、従属車両として連結走向する場合は従属モード用の制御アルゴリズムを実行する。
【００４０】
ジャイロセンサ１６２は、単独走行モード時に倒立振り子走行を行うために使用され、搭乗部１３の姿勢を感知する姿勢感知センサとして機能する。
ジャイロセンサ１６２は、搭乗部１３の傾斜に基づく物理量として、搭乗部１３の角加速度と傾斜角度θを検出する。
主制御装置１６１は、ジャイロセンサ１６２で検出される傾斜角度から傾斜方向を認識するようになっている。
【００４１】
なお、本実施形態のジャイロセンサ１６２では、角加速度と傾斜角を検出して主制御装置１６１に供給するが、角加速度だけを検出するようにしてもよい。
この場合、主制御装置１６１は、ジャイロセンサ１６２から供給される角速度を蓄積することで、角加速度と角度を算出して傾斜角を取得するようにする。
【００４２】
また、姿勢感知センサとしてはジャイロセンサ１６２以外に、液体ロータ型角加速度計、渦電流式の角加速度計などの搭乗部１３が傾斜する際の角加速度に応じた信号を出力する各種センサを使用することができる。
液体ロータ型角加速度計は、サーボ型加速度計の振り子の代わりに液体の動きを検出し、この液体の動きをサーボ機構によりバランスさせるときのフィードバック電流から角加速度を測定するものである。一方、渦電流を利用した角加速度計は、永久磁石を用いて磁気回路を構成し、この回路内に円筒形のアルミニウム製のロータを配置し、このロータの回転速度の変化に応じて発生する磁気起電力に基づき、角加速度を検出するものである。
【００４３】
インバータ２１は、小バッテリや大バッテリ６などから供給される直流電流を交流電流に変換して駆動モータ１２に供給したり、あるいは、駆動モータ１２の制動時に駆動モータ１２から回生される回生エネルギー（交流電流）を直流に変換して小バッテリや大バッテリ６に送電して蓄電したりする。
このように本実施形態では、インバータ２１に回生エネルギーの変換を行う機能も持たせたが、コンバータなどで構成された回生用の交流直流変換装置を備えてもよい。
回生を行うことにより、制動によって失われる運動エネルギーを電気エネルギーに変換して電源に蓄電することができ、エネルギーの使用効率を高めることができる。
このように、連結車両は、制動時に運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する回生手段を備えている。
【００４４】
モータ制御装置１６３はインバータ２１を制御し、これによって駆動モータ１２を制御する。
すなわち、モータ制御装置１６３は、主制御装置１６１から供給される駆動トルク、速度、回転向きの各指示信号に応じてインバータ２１を制御することで駆動モータ１２を制御する。
【００４５】
主制御装置１６１は、ホスト車両として走行する場合には操縦装置１５からの走行要求に基づき、従属車両として走行する場合にはホスト車両から受信する走行情報に基づいて、駆動トルク、速度、回転向きの各指示信号をモータ制御装置１６３に供給する。
【００４６】
モータ制御装置１６３は、駆動モータ１２用のトルク−電流マップを備えている。
このトルク−電流マップに従って、モータ制御装置１６３は、主制御装置１６１から供給される駆動トルクに対応する電流を生成させ、駆動モータ１２に対して出力するようにインバータ２１を制御する。その際、モータ制御装置１６３は、インバータ２１に対して、ホスト車両の主制御装置１６１からの指令に基づいて使用する電源（大バッテリ６又は／及び小バッテリ）を指定する。また、モータ制御装置１６３は、インバータ２１に対して使用する電源の指定、及び回生エネルギーの回生先（大バッテリ又は小バッテリ）の指定を行う。
なお、主制御装置１６１から供給される駆動トルクは、車両が停止している場合には、姿勢制御のためのトルク指令値Ｔであり、走行中は運転者の駆動要求に応じたトルク指令値から姿勢制御のためのトルク指令値Ｔを加減算した値である。
【００４７】
ここで、モータ制御装置１６３が行う電源指定についてより詳細に説明する。
車両１の場合、インバータ２１が電力の供給を受ける電源としては、自車両の小バッテリ１の他、大バッテリ６、及び連結した他車両の小バッテリ２〜４がある。
インバータ２１は、これら何れの電源とも接続可能に配設されており、モータ制御装置１６３から電源の指定があると、指定された電源に接続する。
例えば、モータ制御装置１６３から電源として大バッテリ６が指定されると、インバータ２１は、大バッテリ６に接続し、大バッテリ６から駆動用の電力を得る。また、モータ制御装置１６３から回生先として大バッテリ６が指定されると、インバータ２１は、大バッテリ６に回生電流を送電する。
以上の例は、車両１の場合であるが、ホスト車両の制御ユニットは、自車両を含めて各車両に対し、電源及び回生先を大バッテリ６、小バッテリ１〜４から選択させることができる。
このように、連結車両は、回生で回収した電気エネルギー、又は大バッテリ６が供給する電力の少なくとも一方により、小バッテリを蓄電する蓄電手段を備えている。
【００４８】
また、モータ制御装置１６３は、インバータ２１に対して複数の電源を重複して指定することもできる。
例えば、モータ制御装置１６３が、電源として小バッテリ１と大バッテリ６を指定すると、インバータ２１は、小バッテリ１と大バッテリ６に接続して両者から同時に電力の供給を受ける。同様に回生も小バッテリ１と大バッテリ６に同時に行うことができる。
このように複数の電源を重複して使用する場合、モータ制御装置１６３は、電源ごとの電力の供給割合（駆動の場合）、及び回生電流の送電割合（制動の場合）をインバータ２１に対して指定することができる。
例えば、モータ制御装置１６３がインバータ２１に対して、駆動モータ１２を駆動する電流のうち、７０％を大バッテリ６から供給し、残り３０％を小バッテリ１から供給するように指定すると、インバータ２１は、この割合にて大バッテリ６と小バッテリ１から電力を得る。回生の場合も同様である。
なお、以下では、説明を簡単にするために、複数電源への同時接続する場合については省略する。
【００４９】
主制御装置１６１は、単独走行モード、ホストモード、及び従属モードで動作を行うことができる。
単独走行モードの場合、主制御装置１６１は、操縦装置１５からの走行要求に基づいて動作し、車両が単独走行するための情報処理を行う。
ホストモードの場合、操縦装置１５からの走行要求に基づいて自車両を制御すると共に、車車間インターフェース１６５から各従属車両に駆動トルク、速度、回転向き、電源指定の各指示信号を発し、従属車両を制御する。
従属モードの場合、車車間インターフェース１６５を介してホスト車両から駆動トルク、速度、回転向き、電源指定の各指示信号を受信し、これに従って自車両を制御する。
【００５０】
記憶部１６４には、姿勢制御プログラムなどのプログラム類を記憶する他、他の車両との連結走行に必要な各種情報として、自車両の識別番号である車両ＩＤ、他車両の識別番号である車両ＩＤなどの各種データが記憶されている。他車両の車両ＩＤは、連結時に取得され、制御ユニット１６がこれらを記憶部１６４に記憶する。
ホスト車両は、連結している各従属車両をこれら従属車両の車両ＩＤによって識別できる他、各従属車両も、ホスト車両や連結している他の従属車両を車両ＩＤによって識別することができる。
【００５１】
車車間インターフェース１６５は、連結装置５で連結した他の車両と各種信号を送受信するためのインターフェースである。ホスト車両の場合、車車間インターフェース１６５を介して各従属車両の状態を表す信号を受信するとともに、各従属車両に指示信号を送信することができる。
車車間インターフェース１６５には、連結装置５に内蔵された信号ケーブルを接続するコネクタが設置されており、連結装置５との連結時には手動、又は自動的に信号ケーブルがコネクタ接続される。
なお、本実施形態では信号ケーブルを用いた有線通信により各種信号の送受信を行うが、例えば、電波や赤外線を用いた無線通信によって信号の送信を行うように構成することもできる。
【００５２】
入力部１７１は、表示・操作部１７（図２参照）に配置され、各種データや指示、選択をするための入力手段として機能する。
入力部１７１は、表示部１７２上に配置されたタッチパネルと、専用の選択ボタンで構成される。タッチパネル部分は、表示部１７２に表示された各種選択ボタンに対応して搭乗者が押下（タッチ）した位置が検出され、その押下位置と表示内容とから選択内容が取得される。
表示部１７２は、表示・操作部１７に配置される。表示部１７２は、入力部１７１からの選択や入力対象となるボタンや説明などが表示されるようになっている。
【００５３】
相対位置検出装置１９は、連結装置５の位置を検出し、検出値は連結装置５と連結する際に利用される。制御ユニット１６は、この検出値を用いて自車両を連結装置５の連結位置に誘導し、自動連結することが可能である。
連結センサ２０は、連結装置５と本体車両３との連結を検出するセンサである。連結装置５との連結が検出されない場合、制御ユニット１６は、単独走行モードで動作し、連結装置５との連結が検出された場合、制御ユニット１６は、ホストモード、又は従属モードで動作する。ホストモードと従属モードの選択は運転者が入力部１７１で選択ボタンを押下して選択する。
【００５４】
主制御装置１６１には、インバータ２１、操縦装置１５、ジャイロセンサ１６２、入力部１７１、相対位置検出装置１９、連結センサ２０から各装置、機器に応じた情報が供給されるようになっており、これらの情報に応じて姿勢、走行、制動の各制御、及び本実施形態における単独走行制御、及び連結走行制御が行われるようになっている。
駆動モータ１２からトルクとロータ位置を示す情報が供給され、操縦装置１５から加速指示情報、減速指示情報、旋回方向を示す旋回情報が供給され、ジャイロセンサ１６２からは搭乗部の角速度が供給され、入力部１７１からは表示部１７２に表示した各種ボタンに対する運転者の選択情報が供給され、相対位置検出装置１９からは連結装置５に対する相対的な位置関係が供給され、連結センサ２０から連結装置５との連結の有無が供給されるようになっている。
【００５５】
次に、図５を用いて連結車両における電力の供給、及び回生について説明する。
これらの電流制御は、ホスト車両の制御ユニット（例えば、車両１の制御ユニット１６）が各従属車両に指令して行うものである。なお、ここでは主に、低速で走行し、加速と減速を頻繁に繰り返す市街地での走行を想定している。
なお、以下では、車両１〜４に搭載した駆動モータ１２を、小バッテリと同様にそれぞれモータ１〜４と記すことにする。また、図５以下の図では簡単のためインバータ２１は省略してある。
【００５６】
連結車両は、電源としては、大バッテリ６、小バッテリ１〜４の計５つあり、回生電力の充電先としても大バッテリ６、小バッテリ１〜４の計５つある。このため、電源の供給元の選択、及び回生先の選択は様々な組み合わせがあり、これらの何れを用いてもよい。
本実施形態では、次のような基準に従って、電源の選択、及び回生先の選択を行うようになっている。
【００５７】
（基準１）連結時には基本的に大バッテリ６を用い、小バッテリ１〜４は補助的に使用する。
まず、連結車両が駆動する場合に関しては、各車両は、大バッテリ６から電力の供給を受け、これを用いてモータ１〜４を駆動する。大バッテリ６の充電が不十分な場合や、放電して空になってしまった場合、及び後述するように急加速、高速走向する場合は、小バッテリ１〜４も使用する。
（基準２）連結時には、各車両は小バッテリ１〜４に優先的に回生する。
何れの小バッテリも満充電となっている場合は、各車両は大バッテリ６に回生する。
【００５８】
（基準３）連結時には、小バッテリ１〜４を極力常時満充電状態に保つ。
ホスト車両の制御ユニットは、例えば、定期的に小バッテリ１〜４の充電状態を検知し、満充電となっていない場合は大バッテリ６の電流を用いてこれらを充電する。
また、車両が単独走行後に連結装置５に連結した際に、ホスト車両は当該車両の小バッテリの充電量を検知し、満充電となっていない場合は、大バッテリ６によってこれを充電する。
連結装置５に連結時には小バッテリ１〜４を極力常時満充電に保つように構成することにより、いつでも車両を連結装置５から切り離して単独走行を行うことが可能となる。
【００５９】
以上、電源及び回生先の選択基準について説明したが、これらの基準により各車両は単独走行の際に、極力満充電の状態で連結装置５から離脱することができる
また、これらの基準には各種の変形が可能である。例えば、ホスト車両に学習能力を持たせて、自車も含め各車両が単独走行する割合を学習させる。単独走行する割合が所定値以上となる車両に関しては連結装置５との連結時に大バッテリ６を用いて常に満充電に保ち、他の車両は、充電率が所定値を下回ったときに大バッテリ６を用いて充電するように構成することができる。これによって、頻繁に単独走行する車両を集中的に管理することができる。
更に他の例としては次のような場合も考えられる。即ち、小バッテリのうちの１つを選択し、この小バッテリを回生用とする。この場合、この小バッテリへの充電には大バッテリ６を用いずに回生を用いる。そして、この小バッテリに蓄電された電気エネルギーは、大バッテリ６より優先的に使用される。このように構成することにより、連結車両を駆動するたびにこの小バッテリの残量（充電量）の最低限度値まで下げておくことができ、制動時に効率よく回生エネルギーを蓄えることができる。
【００６０】
図６は、ホスト車両の制御ユニットが行う電源選択手順を説明するためのフローチャートである。
ホスト車両の制御ユニットは、まず、運転者の運転操作から連結車両が駆動しようとしているのか、あるいは回生（制動）しようとしているのか判断する（ステップ５）。
駆動しようとしている場合（ステップ５；Ｎ）、ホスト車両の制御ユニットは、大バッテリ６の充電量が十分か否かを検知する（ステップ１０）。充電量は、例えば、大バッテリ６が全て放電して空になってしまった場合に十分でないと判断される。
【００６１】
ホスト車両の制御ユニットは、大バッテリ６の充電量が十分であると検知した場合（ステップ１０；Ｙ）、大バッテリ６の電力でモータ１〜４を駆動し（ステップ２０）、ステップ５に戻る。
この制御は、ホスト車両の制御ユニットが各従属車両の制御ユニットに大バッテリ６の電力を使用するように指令すると共に自車両も大バッテリ６の電力を使用することにより行われる。
一方、大バッテリ６の充電量が十分でないと検知した場合（ステップ１０；Ｎ）、ホスト車両の制御ユニットは、小バッテリ１〜４の電力を用いてモータ１〜４を駆動し（ステップ１５）、ステップ５に戻る。
【００６２】
小バッテリ１〜４を使用する場合、各車両ごとに自車両の小バッテリを使用するように構成することもできるし、あるいは、例えば、小バッテリ４を全車両で使用し、小バッテリ４が残量（充電量）の最低限度値まで放電した後は小バッテリ３を使用するなどと、バッテリの使用順序を決めておいてこれに基づいて使用するようにしてもよい。
また、大バッテリ６の充電量が所定基準値、例えば、４０％以下の場合は、大バッテリ６と小バッテリ１〜４を併用するというように制御するようにしてもよい。
なお、本実施形態では、連結車両が大バッテリ６で走行することを想定しており、大バッテリ６が所定の最低限度値まで放電した場合には、それ以後小バッテリで走行することになる。この場合には、ホスト車両の制御ユニット１６は、警告灯を点灯するなどして運転者に大バッテリ６の充電を指示するようになっている。
【００６３】
次に、ステップ５において、連結車両が回生しようとしていると判断した場合（ステップ５；Ｙ）、ホスト車両の制御ユニット１６は、小バッテリ１〜４の充電が十分であるか否か判断する（ステップ２５）。ここで、制御ユニット１６は、小バッテリの充電量が８０％以上である場合に充電が充分であると判断する。
充電が十分でない場合（ステップ２５；Ｎ）、ホスト車両の制御ユニットはその小バッテリへの回生を優先し（ステップ３０）、ステップ５に戻る。
一方、小バッテリ１〜４の充電が十分であると検知した場合（ステップ２５；Ｙ）、ホスト車両の制御ユニットは大バッテリ６へ回生し（ステップ３５）、ステップ５に戻る。
【００６４】
次に、連結車両が大バッテリ６を用いて走行している場合に、小バッテリ１〜４を補助として使用する場合について説明する。補助が必要な場合としては、例えば、急加速する場合と高速走行する場合がある。
【００６５】
図７（ａ）は、急加速する場合の電力供給状態を表したものである。
連結車両を急加速する場合、特に後輪で大きなトルクを発生させる必要がある。そのため、ホスト車両の制御ユニットは、通常走行において各車両１〜４に電力を供給していた大バッテリ６からの電力を、後輪に相当する車両３、４に優先的に割り当てると共に、小バッテリ３、４からもモータ３、４に電力を供給する。
その際、前輪に相当する車両１、２のモータ１、２には、大バッテリ６からの電力供給な停止されるので、小バッテリ１、２からの電力が使用される。
車両３、４への電力供給量が大バッテリ６の電力供給能力を上回っている場合、図に示したように、大バッテリ６の電力供給をモータ３、４に集中させると共に、各車両の小バッテリからモータ１〜４に電力を供給する。このように、大バッテリ６による電力の不足分を小バッテリで補うことにより、連結車両は、急加速に必要なトルクを得ることができる。
【００６６】
図７（ｂ）は、高速走行する場合の電力供給を示した図である。高速走行する場合は、前輪のトルクを大きくした方が連結車両の走行が安定するため、前２輪の電力供給を補助するのが望ましい。
そのため、ホスト車両の制御ユニットは、大バッテリ６の電力供給能力を前方の車両である車両１、２に優先的に割り当てる。
車両１、２への電力供給量が大バッテリ６の電力供給能力を上回っている場合、図に示したように、大バッテリ６の電力をモータ１、２に集中させると共に、各車両の小バッテリからモータ１〜４に電力を供給する。このように、大バッテリ６による電力の不足分を小バッテリで補うことにより、連結車両は、高速走行に必要なトルクを得ることができる。
以上、図７の各図を用いて説明したように、連結車両は、複数の車両で発生する駆動力に応じて大バッテリ６が供給する電力を配分する電力配分手段を備えている。
【００６７】
次に、小バッテリ１〜４を補助として使用する場合の変形例について説明する。
図８（ａ）は、急加速する場合の変形例を説明するための図である。この例では、図５で示した市街地での走行と同様に、大バッテリ６から車両１〜４へ通常走行用の電力を供給すると共に、車両３、４に関してはそれぞれの小バッテリから補助用の電力をモータ３、４に供給する。これによって、連結車両は、急加速に必要なトルクを得ることができる。
図８（ｂ）は、高速走向する場合の変形例を説明するための図である。この例では、図５で示した市街地での走行と同様に、大バッテリ６から車両１〜４へ通常走行用の電力を供給すると共に、車両１、２に関してはそれぞれの小バッテリから補助用の電力をモータ１、２に供給する。これによって、連結車両は、高速走行に必要なトルクを得ることができる。
【００６８】
以上、図７、８の各図を用いて急加速時、高速走行時の電力供給について説明したが、更に次のような変形例を採用してもよい。
急加速の場合、加速の第１段階で、図８（ａ）に示したように、大バッテリ６からモータ１〜４に通常の電力を供給しながらモータ３、４を小バッテリ３、４で補助する。
そして、第１段階で所定の加速度を達成した後、更に大電力が必要な加速の第２段階で図７（ａ）に示したように、大バッテリ６の電力をモータ３、４に集中し、目標とする加速度を達成する。
この場合、図８（ａ）の状態は、図５の状態から図７（ａ）の状態に遷移する中間状態となる。
【００６９】
一方、高速走行の場合、高速走行の第１段階で、図８（ｂ）に示したように、大バッテリ６からモータ１〜４に通常の電力を供給しながらモータ１、２をバッテリ１、２で補助する。
そして、第１段階で高速走行が安定した後、更に大電力が必要な高速走行の第２段階で図７（ｂ）に示したように、大バッテリ６の電力をモータ１、２に集中し、高速走行状態を維持する。
この場合、図８（ｂ）の状態は、図５の状態から図７（ｂ）の状態に遷移する中間状態となる。
これら変形例のように、中間状態を経て最終的な電力供給形態に移行することにより、電力供給形態の急激な変化を回避することができ、電力供給システムへの負担を軽減しながら電力供給形態の初期状態から最終状態へ走行を安定させながら速やかに移行することができる。
【００７０】
以上に説明した本実施形態では、大バッテリ６を連結装置５に搭載したが、何れかの車両に搭載するように構成することも可能である。
例えば、図９に示したように大バッテリ６を車両４に搭載するようにしてもよい。
この連結車両では、車両４が供給する電力により走行する。そして、単独走向する場合は、各車両が自己の小バッテリから電力の供給を受けて走行する。この場合、車両４は、大バッテリ６から電力の供給を受けて単独走行する。
図９に示した車両４は、連結時に、大バッテリ６から他の車両の駆動モータ１２に電力を供給する電力供給手段を備えている。なお、車両１〜３も自車両の小バッテリの電力を連結時に他車両に供給する電力供給手段を備えている。
【００７１】
このように、大バッテリを何れかの車両に搭載した場合、連結装置５の構成が簡素化され、連結装置５の製造コストが低減される。更に、電源が大バッテリ６と小バッテリ１〜３の４つになり、連結装置５に大バッテリ６を搭載する場合よりも電源が１つ減るため、電力の送電系及び送電制御系も簡略化される。
例えば、車両１〜４のうち、頻繁に単独走行する車両が車両１で、他の車両は単独走行に利用することがないというように、単独走行を行う車両が限られている場合、単独走行を行わない車両に大バッテリ６を搭載するのが望ましい。
【００７２】
なお、本実施形態では、電源、及び回生先として大バッテリ６と小バッテリ１〜４を採用したが、例えば、キャパシタのように蓄電機能と放電機能を有する装置であれば、大バッテリ６と小バッテリ１〜４の代わりに用いることが可能である。
キャパシタを用いる場合、大バッテリ６の代わりに大型のキャパシタを用い、小バッテリ１〜４の代わりに小型のキャパシタを用いる。
【００７３】
以上、連結車両の実施形態について説明したが、これによって次のような効果を得ることができる。
（１）単独走行する場合は小型のバッテリを使用し、連結して連結走向する場合は、大型のバッテリを使用することができる。これによって、連結走行時には大型のエネルギー源により航続距離の延長と出力向上が図れるため、単独走行では低速での近場の移動に特化し、連結走行では高速での長距離移動に特化することができる。
（２）単独走行の際に、重量が重い大型のバッテリを搭載する必要がないため、単独走行の際のエネルギー効率を高めることができる。即ち、単独走行時には必要最小限のエネルギー源を搭載すれば済む。
（３）連結車両は、エネルギー源を複数持つことにより、エネルギー源間でのエネルギー授受が可能となる。これによって、例えば、連結している際に、回生エネルギーと大バッテリ６を用いて各小バッテリを充電することができるため、連結装置５から離脱して単独走行することが常時可能となる。
（４）単独走行する車両は軽量小型化に徹することができ、エネルギー源は必要最小限のものを搭載すればよい。
（５）単独車両時には、エネルギー使用量が必要最小で済むため、移動のための道具として経済的に使用可能であり、連結時（合体時）には従来の自動車と同様に、快適な多人数乗車可能な自動車として使用可能となる。
【００７４】
次に、図１０を用いて、大型の電源として燃料電池を用いる場合について説明する。
この例では、連結装置５に、燃料電池３１とキャパシタ３２が搭載されている。
燃料電池３１は、水素と酸素を結合させることにより電力を発生させる発電機である。燃料電池３１の燃料は、水素を直接用いたりアルコール類やガソリン類などの液体燃料が主に用いられるため、燃料補給の際にはこれらを燃料タンクに供給すればよく、大バッテリ６に充電する場合に比べて燃料の供給を速やかに行うことができる。
【００７５】
一方、キャパシタ３２は、電荷を蓄える性質を持っている。そのため、キャパシタ３２は、蓄えた電荷を放出することにより連結車両に走行用の電力を供給することができる他、回生エネルギーを電荷として蓄えることができる。
このように、燃料電池３１とキャパシタ３２は車両１〜４に電力を供給することができ、更に、キャパシタ３２は、車両１〜４の回生エネルギーを回収することができる。そのため、燃料電池３１とキャパシタ３２の組み合わせは、本実施形態で説明した大バッテリ６と同様に使用することができる。
これは、一般に燃料電池３１では回生エネルギーの回収を行わないため、回生エネルギーの回収用にキャパシタ３２を設けて、大バッテリ６と同様の電力供給機能と回生エネルギー回収機能を実現したものである。
【００７６】
なお、燃料電池３１とキャパシタ３２を併用する場合、キャパシタ３２に蓄えられた電荷を燃料電池３１より優先して放電するように構成すると、キャパシタ３２を頻繁に放電させることができ、キャパシタ３２に回生に備えた空き容量を確保することができる。
【００７７】
図１１は、連結車両における燃料電池３１、キャパシタ３２、及び小バッテリ１〜４の使用状況の場合分けの１例を示した表である。なお、連結車両では、キャパシタ３２に蓄えられたエネルギーを最優先で駆動に使用することとし、以下の場合分けでは、何れもキャパシタ３２が放電した状態となっている。
場合１は、燃料電池３１の燃料が十分にあり、小バッテリ１〜４の充電量も十分であるが、キャパシタ３２が空の状態の場合である。
この場合、燃料電池３１は、車両１〜４に駆動電力を供給し、回生エネルギーはキャパシタ３２で回収する。
【００７８】
場合２は、燃料電池３１の燃料は十分であるが、小バッテリ１〜４、及びキャパシタ３２が空の場合である。なお、図１１において小バッテリの空は、充電の残量が所定の最低限度の場合を表している（以下図１１の説明において同じ）。
この場合、燃料電池３１は、車両１〜４に駆動電力を供給すると共に、小バッテリ１〜４を充電するための電力も供給する。回生エネルギーはキャパシタ３２で回収する。
また、場合２に類する場合として、小バッテリのうちの一部のものが空の場合、燃料電池３１は、この小バッテリに充電用の電力を供給する。
【００７９】
場合３は、燃料電池３１の燃料は不十分であり、小バッテリ１〜４の充電量は十分であるが、キャパシタ３２が空の場合である。
この場合は、小バッテリ４が車両１〜４に走行用の電力を供給し、回生エネルギーはキャパシタ３２で回収する。場合３は、燃料電池３１に燃料が無くなった場合であり緊急事態に相当するが、このような場合、連結車両はとりあえず小バッテリ４で走行し、警告灯を点灯するなどして運転者に燃料補給を指示する。
【００８０】
場合４は、場合３で走行したことにより小バッテリ４が空になった場合である。この場合は、小バッテリ３が車両１〜４に走行用の電力を供給する。回生エネルギーはキャパシタ３２で回収する。
【００８１】
場合５は、場合４で走行したことにより小バッテリ３が空になった場合である。この場合は、小バッテリ２が車両１〜４に走行用の電力を供給する。回生エネルギーはキャパシタ３２で回収する。
なお、小バッテリ１は連結走行には使用せず、車両１は常に単独走行に備える。
【００８２】
このように、連結車両は、燃料電池３１の燃料が不十分な場合は、小バッテリ１〜４を所定順序で順に使用していく。即ち、電源としての使用順序は、キャパシタ３２、燃料電池３１、小バッテリ４、小バッテリ３、小バッテリ２の順となる。
以上の説明では、何れの場合もキャパシタ３２で回生エネルギーを回収しているが、キャパシタ３２が満充電となった場合、連結車両は、小バッテリ１〜４のうち、充電する容量があるものに対して回生を行う。ただし、キャパシタ３２に蓄えられたエネルギーは、最優先で使用されるため、キャパシタ３２が回生により満充電となることは希である。
【００８３】
以上、燃料電池３１で電力を供給し、キャパシタ３２で回生エネルギーを回収する場合について説明したが、キャパシタ３２を備えないように構成することも可能である。この場合は、小バッテリ１〜４の何れかをキャパシタ３２の代わりに使用する。
図１２は、この場合の連結車両における燃料電池３１、及び小バッテリ１〜４の使用状況の場合分けの１例を示した表である。
この例では、小バッテリ４をキャパシタ３２の代わりに用いる。即ち、電源として小バッテリ４を優先的に使用し、回生の場合は、回生エネルギーを小バッテリ４で回収する。
【００８４】
場合１は、燃料電池３１の燃料が十分にあり、小バッテリ１〜３の充電量は十分であり、小バッテリ４が空の場合である。即ち、小バッテリ４の電力を使い果たした後の状態である。
この場合、燃料電池３１が車両１〜４に駆動用の電力を供給し、小バッテリ４で回生エネルギーを回収する。
【００８５】
場合２は、場合１で回生により小バッテリ４が満充電となった場合である。即ち、燃料電池３１の燃料が十分にあり、小バッテリ１〜４の充電量も十分である場合である。
この場合、小バッテリ４が車両１〜４に駆動用の電力を供給し、かつ、回生エネルギーの回収も行う。
【００８６】
このように、連結車両は、通常状態では、場合１と場合２を交互に繰り返しながら走行する。即ち、連結車両は、小バッテリ４が満充電の場合はこれを用いて走行し、小バッテリ４が空になると燃料電池３１を用いて引き続き走行する。回生は、小バッテリ４にて行い、これによって小バッテリが充電されると、連結車両は再び小バッテリ４で走行する。
このように、小バッテリ１〜４の何れも満充電となっている場合は、燃料電池３１よりも何れかの小バッテリ（ここで、小バッテリ４）を優先して使用することにより、この小バッテリに回生エネルギーを回収するための容量を確保することができる。
【００８７】
場合３は、燃料電池３１の燃料が不十分であり、小バッテリ１〜３の充電量は十分であり、小バッテリ４が空の場合である。この場合は、燃料電池３１が燃料を使い果たした後の緊急事態に相当する。
この場合、小バッテリ３が車両１〜４に駆動用の電力を供給し、また、回生も行う。
【００８８】
場合４は、場合３で走行した結果、小バッテリ３が空になった場合である。この場合は、小バッテリ２が車両１〜４に駆動用の電力を供給すると共に回生エネルギーの回収も行う。
なお、小バッテリ１は連結走行には使用せず、車両１は常に単独走行に備える。
以上のように、電源としての使用順序は、小バッテリ４、燃料電池３１、小バッテリ３、小バッテリ２の順となる。
【００８９】
以上、燃料電池３１を用いた例について説明したが、燃料電池３１とキャパシタ３２は連結装置５ではなく、何れかの車両（例えば車両４）に搭載してもよい。
このように、連結車両の電源として燃料電池３１を用いることにより次のような効果を得ることができる。
（１）連結走行時には、燃料電池３１により電力の供給を受けることができる。
（２）例えば、液体燃料を用いることができるため、燃料補給を迅速に行うことができる。
（３）燃料は、使用後水となって排出されるため、燃料を使用するにつれて車重が軽くなる。そのため燃費が向上する。
（３）キャパシタ３２を搭載することにより回生エネルギーの回収と、回収した回生エネルギーの使用を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】連結車両の編成例を示した図である。
【図２】連結する車両の外観構成を例示した図である。
【図３】連結機構を説明するための図である。
【図４】制御ユニットの構成を示した図である。
【図５】連結車両での電力の供給、及び回生について説明するための図である。
【図６】電源選択手順を説明するためのフローチャートである。
【図７】小バッテリを補助として使用する場合について説明するための図である。
【図８】小バッテリを補助として使用する場合について説明するための図である。
【図９】変形例に係る大バッテリの搭載例を説明するための図である。
【図１０】電源として燃料電池を用いる場合について説明するための図である。
【図１１】燃料電池と共にキャパシタを用いた場合の電源の使用状況を説明するための図である。
【図１２】キャパシタを用いずに燃料電池を用いた場合の電源の使用状況を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９１】
１〜４  車両
５  連結装置
６  大バッテリ
７  連結機構
１１  駆動輪
１２  駆動モータ
１３  搭乗部
１３１  座面部
１３２  背もたれ部
１３３  ヘッドレスト
１４  支持部材
１５  操縦装置
１６  制御ユニット
１６１  主制御装置
１６２  ジャイロセンサ
１６３  モータ制御装置
１６４  記憶部
１６５  車車間インターフェース
１７  表示・操作部
１７１  入力部
１７２  表示部
１９  相対位置検出装置
２０  連結センサ
２１  インバータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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