CN101248469A - 车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能进行本车单独的单独行驶、与其他车辆联系并且一体地行驶的车辆。组合多个能单独行驶的1人乘坐的车辆，在各车辆间联系，一边维持给定的行驶形态，一边一体地行驶。在联系行驶的全部车辆中，1台车辆成为主车辆，主车辆的乘员成为联系行驶的驾驶员。主车辆1在与乘员进行的驾驶操作对应的速度/方向进行必要的驱动。与此同时，主车辆1对从属车辆(2～4)发出指令而与本车同步(跟随)。主车辆1为了使与本车同步(联系关系的维持)把速度、方向、以及与本车(主车辆(1))的相对位置作为行驶信息发送给其他从属车辆(2～4)。从属车辆(2～4)根据跟随命令行驶，作为本车信息，把由本车的速度、方向、本车位置构成的状态信息反馈给主车辆1。

Description

车辆

技术领域

本发明涉及车辆，涉及与其他车辆的合为一体和分割、以及合为一体时的行驶。

背景技术

在以往的汽车等车辆中，无论乘车人数如何，都无法变更尺寸。因此，以1人移动时，也必须伴随着没必要的空的位子或空间移动，重量和空间的浪费多，此外，燃料费相对于乘员数的效率也变差。

此外，驾驶席也固定，在替换驾驶时，必须一度出到外面，换乘。尺寸也决定，所以有时能通行的地方也受到限制。

也提出车辆行驶时，一边跟随先行的车辆，一边自动巡航的车辆。

例如，在专利文献1中，提出具有跟随先行车，一边保持预先设定的跟随车间距离设定值，一边进行定速行驶的车间距离控制型定速行驶装置的车辆。

此外，在专利文献2中，提出具有通过激光雷达和CCD相机识别先行车，与先行车的车间时间(＝车间距离/行驶速度)变为约2秒地控制本车辆的行驶速度的车间距离控制型定速行驶装置的车辆。

可是，在这些实现自动巡航的车辆中，后行车辆具有用于跟随先行的车辆行驶的装置，而不是从先行车辆接收先行车辆的行驶信息而行驶，无法一边与其他车辆联系，一边一体地行驶。

此外，是跟随先行车辆行驶，无法一边位于其他车辆的侧方，一边行驶。

专利文献1：特开平10-67254号

专利文献2：特开平7-65297号

发明内容

本发明的课题在于，提供本车单独的单独行驶或者与其他车联系并且能一体地行驶的车辆。

(a)在本发明第一项中，提供一种车辆，执行：使用主导车辆的行驶信息进行从属车辆维持连接形态的行驶的联合行驶，以及以本车辆单独行驶的单独行驶，其包括：驾驶操作机构，其进行驾驶操作；行驶信息发送机构，其在联合行驶时将基于由所述驾驶操作产生的行驶要求的行驶信息，对从属车辆发送；驱动机构，其根据基于所述驾驶操作的行驶要求，驱动本车辆。从而实现所述目的。

(b)在本发明第2项中，提供一种车辆，其执行：使用主导车辆的行驶信息进行从属车辆维持连接形态的行驶的联合行驶，以及以本车辆单独行驶的单独行驶，其中，包括：驾驶操作机构，其进行驾驶操作；行驶信息接收机构，其接收从所述主导车辆发送的行驶信息；驱动机构，其在联合行驶时基于所述接收到的行驶信息而在单独行驶时基于由所述驾驶操作产生的行驶要求，驱动本车辆。从而实现所述目的。

(c)在本发明第3项中，提供一种车辆，其中，包括：行驶选择机构，其选择与其他车辆联系并且一体地行驶的联系行驶中的作为主导车辆的主导行驶、联系行驶中的作为从属车辆的从属行驶中的任意一种；驾驶操作机构，其进行驾驶操作；行驶信息收发机构，其在主导行驶时，把基于由所述驾驶操作产生的行驶要求的行驶信息对从属车辆发送，在从属行驶时，接收从主导车辆发送的行驶信息；驱动机构，其在主导行驶时基于由所述驾驶操作产生的行驶要求，而在从属行驶时基于所述接收的行驶信息，驱动本车辆。从而实现所述目的。

(d)本发明第4项的特征在于，在本发明第3项中所述的车辆中，包括：行驶形态决定机构，其决定联系行驶的行驶形态、以及主导车辆和从属车辆的位置关系；行驶信息生成机构，其在主导行驶时，基于由所述驾驶操作产生的行驶要求和所述决定的各从属车辆的位置关系，生成各从属车辆的行驶信息；所述行驶信息收发机构，把由行驶信息生成机构生成的行驶信息对各从属车辆发送。

(e)本发明第5项的特征在于，在本发明第3项中所述的车辆中，还包括：行驶形态决定机构，其决定联系行驶的行驶形态，以及主导车辆和从属车辆的位置关系；行驶形态收发机构，其在主导行驶时把所述已经决定的行驶形态和位置关系，对各从属车辆发送，在从属行驶时接收从主导车辆发送的行驶形态和位置关系；行驶检测机构，其检测本车辆的车速和行驶方向；在主导行驶时，所述行驶形态收发机构把所述检测的本车辆的车速和行驶方向作为行驶信息，对从属车辆发送，在从属行驶时，所述驱动机构根据行驶形态和本车的位置关系，以及主导车辆的车速和行驶方向，控制本车辆的驱动。

(f)本发明第6项的特征在于，在本发明第4项或第5项中所述的车辆中，包括：包括：移动步骤存储机构，其在从特定的行驶形态变更为其他行驶形态时存储各车辆移动的移动步骤；行驶形态变更机构，其判断从现在行驶中的行驶形态向其他行驶形态的变更的必要性，决定变更后的行驶形态；在主导行驶时，行驶形态收发机构按照，用于从现在的行驶形态变更为变更后的行驶形态的所述移动步骤，对各从属车辆依次发送变更后的位置关系；在从属行驶时，驱动机构驱动本车辆，移动到从主导车辆接收的变更后的位置关系。

(g)本发明第7项的特征在于，在本发明第6项中所述的车辆中，还具有取得道路宽度信息的道路宽度信息取得机构，所述行驶形态变更机构根据本车辆的车速和所述取得的道路宽度信息的至少其中之一，判断是否需要行驶形态变更和变更后的行驶形态。

(h)本发明第8项的特征在于，在本发明第3～7项的任意一项所述的车辆中，包括：由所述驱动机构驱动，配置在一轴上的1或者多个驱动轮；搭乘部，其配置在所述驱动轮的上方；姿态感知传感器，其感知所述搭乘部的姿态；姿态控制机构，其按照所述已经感知得到的搭乘部的姿态，以所述驱动轮的驱动方向保持前后方向的平衡的方式进行所述搭乘部的姿态控制。

根据本发明，能进行本车单独的单独行驶，或者与其他车辆联系而一体地行驶，所以必要的最小限度的重量或空间中的移动变为可能，能提高相对于乘员数的燃料费效率。

此外，通过通信，联系，行驶，所以无论是位于哪个位置的车辆，都能操纵。

此外，是基于通信的联系，所以能任意变更一体地联系行驶的全部车辆的尺寸，所以能扩大行驶范围。

附图说明

图1是例示本发明的车辆进行以4台联系行驶时的主车辆和从属车辆的关系的说明图。

图2是本发明的车辆的一个实施例的倒立振子车辆的外观结构图。

图3是倒立振子车辆的控制单元的结构图。

图4是概念地表示存储在存储部中的行驶形态模式、变更行驶形态时的变更条件的说明图。

图5是概念地表示变更存储在存储部中的行驶模式时的配置变更步骤的一个例子的说明图。

图6是表示联系行驶处理的程序流程图。

图7是表示动作处理的内容的程序流程图。

图8是表示主车辆的转向处理的内容的流程图。

图9是表示形态变更处理的内容的流程图。

图10是表示主车辆的新参加处理的内容的流程图。

图11是表示从属车辆的从属行驶处理的内容的流程图。

图12是例示进行以4台联系行驶时的主车辆和从属车辆的关系的图。

图13是用于说明在合为一体车辆的前方存在障碍物的时候的回避方法的图。

图14是用于说明障碍物从合为一体车辆的侧面接近的时候的回避方法的图。

图15是表示倒立振子车辆的控制单元的结构的图。

图16是表示连接装置和基于弹力的排斥装置的一个例子的平面图。

图17是表示连接装置和基于磁力的排斥装置的一个例子的平面图。

图18是表示连接装置和基于爆炸力的排斥装置的一个例子的平面图。

图19是表示连接装置和基于风力的排斥装置的一个例子的平面图。

图20是用于说明主车辆解除合为一体车辆的连接，回避与障碍物的碰撞的步骤的程序流程图。

图21是表示合为一体车辆的队形的变形例的图。

图22是用于说明第3实施方式的车辆的运用方法的图。

图23是表示连接装置的形态的例子的图。

图24是表示车辆的电的控制系统的一个例子的系统图。

图25是表示单独车辆的控制单元的结构。

图26是表示主体车辆的控制单元的结构。

图27是用于说明单独车辆和主体车辆工作的步骤的程序流程图。

图28是用于说明单独车辆和主体车辆的变形例的图。

图29是表示连接车辆的编成例的图。

图30是用于说明连接机构的图。

图31是表示控制单元的结构的图。

图32是用于说明连接车辆的电力的供给、再生的图。

图33是用于说明电源选择步骤的程序流程图。

图34是用于说明把小电池作为辅助使用的时候的图。

图35是用于说明把小电池作为辅助使用的时候的图。

图36是用于说明变形例的大电池的搭载例的图。

图37是用于说明使用燃料电池作为电源的时候的图。

图38是划分与燃料电池一起使用电容器的时候的电源的使用状况的表。

图39是划分不使用电容器，使用燃料电池的时候的电源的使用状况的表。

图中：

11-驱动轮；12-驱动电机；13-搭乘部；131-座面部；132-靠背部；133-头枕(headrest)，14-支撑构件；15-操纵装置；16-控制单元；160-电池；161-主控制装置；162-陀螺传感器；163-电机控制装置；164-存储部；165-车辆间通信系统；17-显示和操作部；171-输入部；172-显示部；18-现在位置检测装置；19-相对位置检测部。

具体实施方式

(1-1)第1实施方式的概要

本实施例的车辆组合多个能进行单独行驶的1人乘坐的车辆，通过在各车辆间联系，一边维持给定的行驶状态，一边一体地行驶。

按照乘车人数，增减车辆的结合数，最佳尺寸下的移动成为可能。在多人数的连接状态下，操纵着是主车辆(主导车辆)1人，此外，作为从属车辆，根据从担负操纵的主车辆发送的行驶信息，进行协调控制。

通过行驶形态的变更和行驶位置的变更，在连接状态下，即使不移动座位，也能自由进行操纵者的变更。按照来自各车辆的要求，主车辆决定行驶形态的变更和位置的变更，变更后的位置关系从主车辆发送给各从属车辆(要求变更)。

此外，在各车辆，根据由车速传感器和道路宽度取得部件(例如具有道路宽度数据的道路数据和由现在位置检测部件检测的现在位置)取得的此后行驶的道路的宽度，变更车辆的行驶形态。

此外，在软连接的状态下，怎样的配置都可能，例如狭窄的道路上，缩短彼此的间隔的等车体尺寸的伸缩也成为自由。

如此决定、存储以多个车辆联系行驶时的行驶形态的位置关系，例如关于以几台行驶，以怎样的形态(例如，纵1列、横1列、纵横各2列)，主车辆位于哪个位置的各种模式。

此外，从现在的行驶形态变更为其他行驶形态时，或者维持同一的行驶形态，变更各车辆的位置关系时，对于各车辆移动的步骤要预先决定。

图1例示以4台联系行驶时的主车辆和从属车辆的关系。

在图1的例子中，4台车辆1～4中带斜线的车辆1成为主车辆，主车辆的乘员成为联系行驶的驾驶员。

另外，主车辆限制为1台，但是可以是车辆1～4中的任意车辆，此外，在预先决定的行驶形态及其相似形的范围内能任意选择排列形态(行驶形态)。

关于是主车辆还是从属车辆，在联系行驶的开始前，由输入部171选择。

一度决定的主车辆和从属车辆的关系，在结束联系行驶或者有主车辆变更指示之前不变地继续。

主车辆1在与乘员进行的驾驶操作对应的速度/方向进行必要的驱动。

与此同时，主车辆1对从属车辆2～4指令，以便使与本车同步(跟随)。即主车辆1为了使得与本车同步(联系关系的维持)，把速度、方向、与本车(主车辆1)的相对位置作为行驶信息(跟随指令)发送给其他从属车辆2～4。

而从属车辆2～4根据跟随命令行驶，作为本车信息，把由本车的速度、方向、本车位置构成的状态信息反馈给主车辆1。

主车辆1，基于反馈的各状态信息、现在的本车辆的行驶状态、以及驾驶操作，生成行驶信息，对从属车辆2～4发送。

一边重复来自主车辆的跟随命令、来自从属车辆的状态信息的反馈，一边行驶，从而维持联系行驶。

本实施例的车辆以多台联系行驶，能以按照1人到多人的乘员数的最佳的车体尺寸行驶。

此外，在联系行驶的状态下，无论谁(哪个车辆)在任何地方都能变为主车辆，操纵。此外，通过把主车辆的担当变为其他车辆，不用乘员变更座位，或者变更行驶位置，就能进行驾驶员的交替。

在连接状态下，变更车辆尺寸、行驶形态的自由度高，所以在窄的路面，能以纵1列行驶，因此，能行驶的地方扩大。

(1-2)第1实施方式的细节

图2例示本实施例的车辆的外观结构。

本实施例的车辆由倒立振子车辆构成，感知搭乘部的姿态，按照该姿态，在驱动轮的驱动方向保持前后方向的平衡，一边进行姿态控制，一边行驶。

作为本实施例的姿态控制的方法，例如能使用美国专利第6,302,230号说明书、特开昭63-35082号公报、特开2004-129435公报、特开2004-276727公报中描述的各种控制方法。

如图2所示，倒立振子车辆具有配置在同轴上的2个驱动轮11a、11b。

2个驱动轮11a、11b分别由驱动电机(车轮电机)12驱动。

在驱动轮11a、11b(以下指2个驱动轮11a、11b时，称作驱动轮11)和驱动电机12的上部配置驾驶员搭乘的搭乘部13。

搭乘部13由座面部131、靠背部132、头枕(headtest)133构成。

搭乘部13由在收容驱动电机12的车轮电机筐体121上固定的支撑构件14支撑。

在搭乘部13的左肋配置操纵装置15。该操纵装置15通过驾驶员的操作，用于进行倒立振子车辆的加速、减速、转向、转向、停止、制动等指示。

本实施例的操纵装置15，固定在座面部131上，但是也可以由有线或无线连接的遥控器构成。此外，也可以设置扶手，在其上部配置操纵装置。

另外，在本实施例中，根据由操纵装置15的操作输出的操作信号，进行加减速等的控制，但是例如如专利文献1所示，驾驶员通过变更对于车辆的前倾力矩或前后的倾斜角，能按照进行与该倾斜角对应的车轮的姿态控制以及行驶控制的方式进行切换。另外，进行基于驾驶员的倾斜力矩的姿态控制以及行驶控制时，不进行本实施例的姿态控制。

在搭乘部的右肋配置显示和操作部17。该显示和操作部17具有由未图示的液晶显示装置构成的显示部172、配置在该显示部172上的由触摸屏和专用的功能键构成的输入部171。

另外，显示和操作部17也可以与操纵装置15同样，或者由同一的遥控器构成。此外，也可以把显示和操作部17和操纵装置15左右的配置颠倒，也可以把两者配置在同一侧。

在搭乘部13和驱动轮11之间配置控制单元16。

在本第1实施方式中，控制单元16安装在搭乘部13的座面部131的下面，但是也可以安装在支撑构件14上。

图3表示倒立振子车辆的控制单元的结构。

控制单元16，具有电池160、主控制装置161、陀螺传感器162、电机控制装置163、存储部164、车辆间通信系统165。

电池160对驱动电机12供给电力。此外，对主控制装置161也供给控制用的低电压的电源。

主控制装置161，具有主CPU，由具有未图示的存储各种程序或数据的ROM、作为作业区使用的RAM、外部存储装置、接口部的计算机系统构成。

保持倒立振子车辆的姿态的姿态控制程序、根据来自操纵装置15的各种指示信号控制行驶的行驶控制程序、执行用于与本第1实施方式的其他车辆协调并且进行联系行驶的各种联系行驶处理的程序等各种程序存储在ROM(或者存储部164)中，主控制装置161通过执行各种程序，进行对应的处理。

如果列举用于执行联系行驶处理的程序的例子，就如下所述。

进行联系行驶处时的主导车辆和从属车辆的决定、行驶形态的决定、以及决定各车辆的位置关系的程序。

作为主导车辆或者从属车辆，驱动控制车辆的联系行驶处理程序。

陀螺传感器162作为感知搭乘部13的姿态的姿态感知传感器起作用。

陀螺传感器162作为基于搭乘部13的倾斜的物理量，检测搭乘部13的角加速度和倾斜角度θ。

主控制装置161，从由陀螺传感器162检测的倾斜角度，认识倾斜方向。

另外，在本第1实施方式的陀螺传感器162中，检测角加速度和倾斜角度，并供给到主控制装置161，但是也可以只检测角加速度。

这时，主控制装置161积蓄从陀螺传感器162供给的角速度，计算角加速度和角度，取得倾斜角。

此外，作为姿态感知传感器，除了陀螺传感器162以外，还能使用液体转子型角加速度计、涡流式的角加速度计等输出与搭乘部13倾斜时的角加速度对应的信号的各种传感器。

液体转子型角加速度计代替伺服型加速度计的振子，检测液体的移动，从通过伺服机构使该液体的移动平衡时的反馈电流测定角加速度。而利用涡流的角加速度计使用永磁铁构成磁回路，在该磁回路中配置圆筒形的铝制的转子，根据按照该转子的转向速度的变化，产生的磁电动势，检测角加速度。

电机控制装置163控制驱动电机12。

即按照从主控制装置161供给的驱动扭矩、速度、转向方向的各指示信号，控制驱动电机12。

主控制装置161在作为主车辆行驶时，根据来自操纵装置15的行驶要求，在作为从属车辆行驶时，根据从主车辆接收的行驶信息，把驱动扭矩、速度、转向方向这些各指示信号提供给电机控制装置163。

电机控制装置163，具有驱动电机12用的扭矩-电流映射。

根据该扭矩-电流映射，电机控制装置163，把从主控制装置161供给的驱动扭矩所对应的电流对驱动电机12输出地控制。

另外，从主控制装置161供给的驱动扭矩在车辆停止时，是用于姿态控制的扭矩指令值T3，在行驶中，是从驾驶员的驱动要求所对应的扭矩指令值加减用于姿态控制的扭矩指令值T3的值。

在存储部164，作为联系行驶所必要的各种信息，存储本车辆的识别编号(本车辆ID)、从属车辆的识别编号(从属车辆ID)、行驶形态模式和配置变更条件、配置变更步骤、地图数据(道路数据)等各种数据。

能与本车辆ID(从属车辆ID)关联，登记各车辆的爱称(处理名)。把该处理名与从属车辆ID一起发送给主车辆。在主车辆中，例如当对在已经决定的行驶形态的哪个位置配置哪个从属车辆时，在显示部172显示已经决定的行驶形态和接收的全部处理名，乘员通过选择处理名和显示的行驶形态的位置，能容易地决定车辆位置。

从属车辆ID存储把本车辆作为主车辆，能与本车辆一起进行联系行驶的其他车辆的识别编号，即通过来自输入部171的从属车辆登记操作而预先登记的识别编号。

主控制装置16对各从属车辆发送行驶信息，其内容因与已经决定的行驶形态的主车辆的位置关系而不同，所以对行驶信息附加从属车辆ID并发送，各从属车辆只采用附加了自己的ID的行驶信息。

车辆间通信系统165在主车辆和在给定距离内存在的从属车辆之间收发行驶信息(跟随指令)或状态信息。

车辆间通信系统165通过利用电波或红外线等无线通信，进行信息的收发。

本第1实施方式的车辆间通信系统165使用广播对多个在周边存在的各车辆发送通信数据，但是也可以通过多点传播等，对多个车辆发送通信数据。

输入部171，配置在显示和操作部17(参照图2)，作为用于各种数据或进行指示、选择的输入机构而工作。

输入部171由配置在显示部172上的触摸屏和专用的选择按钮构成。触摸屏部分，对与显示部172上显示的各种选择按钮对应由搭乘者按下(触摸)的位置进行检测，从该按下位置和显示内容取得选择内容。

显示部172配置在显示·操作部17。显示部172显示来自输入部171的选择或成为输入对象的按钮或说明。

作为显示部172上显示的选择按钮，例如显示行驶模式选择按钮、行驶形态选择按钮、从属车辆ID选择按钮(显示处理名)、行驶位置(位置关系)选择按钮等各种按钮。

此外，显示从中途参加到进行联系行驶的车辆群中的中途参加按钮。如果选择该途中参加按钮，就从车辆间通信系统165，作为表示参加申请的信息，发送本车辆ID和处理名(登记的时候)。

另一方面，如果进行联系行驶的主车辆收到本车辆ID和处理名，如果作为从属车辆ID，是在存储部164中已经登记的车辆，就在显示部172显示存在希望参加的车辆的意思，并且显示认可参加的允许按钮、拒绝的驳回按钮。

如果选择参加允许按钮，就在显示部172显示现状的行驶形态和位置关系(显示处理名)，并且显示新参加车辆的可能的配置位置。可能的配置位置是从存储部164读出维持现状的行驶形态的其他行驶形态，把空的位置作为可能的配置位置显示。在存在多个可能的配置位置时，由主车辆的乘员的选择，决定。

现在位置检测装置18，用于检测车辆的现在位置(由纬度、经度构成的绝对坐标值)，使用利用人造卫星测定车辆的位置的GPS(GlobalPositioning System)接收装置、检测地磁并且求出车辆的方位的地磁传感器、陀螺传感器、车辆传感器等的1个或多个。

从由现在位置检测装置18检测的现在位置、存储部164的地图数据，通过地图比对，确定现在行驶的道路，取得道路宽度信息(道路宽度信息取得部件)，在判断是否需要变更行驶状态的过程中使用。

另外，由地图信息、现在位置检测装置18和地图比对处理构成道路宽度信息取得部件，但是，也可以通过拍摄车辆两侧的摄像装置、拍摄图像的图像识别，检测道路宽度，构成道路宽度信息取得部件。

相对位置检测部19具有雷达和陀螺仪，检测对主车辆的相对的位置。由雷达检测到主车辆的距离，由陀螺仪检测移动量(方向)。

检测的相对的位置关系与由不图示的车速检测传感器检测的车速一起作为状态信息反馈给主车辆。

对主控制装置161，从驱动电机(车轮电机)12、操纵装置15、陀螺传感器162、现在位置检测装置18、输入部171、相对位置检测部19供给与仪器对应的信息，按照这些信息，进行姿态、行驶、制动的各控制、以及第1实施方式的联系行驶控制。

从驱动电机12供给表示扭矩和转子位置的信息，从操纵装置15供给加速指示信息、减速指示信息、表示转向方向的转向信息，从陀螺传感器162供给搭乘部的角速度，从现在位置检测装置18供给车辆的现在位置(纬度、经度)，从输入部171供给乘员对显示部172上显示的各种按钮的选择信息，从相对位置检测部19供给相对于主车辆的相对位置关系。

图4概念地表示存储在存储部164中的行驶形态模式、变更行驶形态时的变更条件。

如图4所示，作为行驶形态模式，在以4台行驶时，纵横2列成为基本的行驶形态。

而且，预先规定：在窄的道路上行驶或者减小高速行驶的空气阻力时的交错状的纵1列的行驶形态、道路宽度比较宽时或增大空气阻力而取得制动力时的宽度宽的行驶形态。

虽然在图4中未例示，但是按照2台、3台、5台、6台等进行联系行驶的台数，预先决定能选择的行驶形态。

另外，对于宽度宽的行驶形态的情况，在图4中，显示为各车辆与相邻的车辆接触，但是实际上保持给定的最低距离(例如能用50cm、1m等设定)以上的间隔。

在图4的各行驶形态(4台的时候)中，车辆1～车辆4中用斜线表示的车辆1是主车辆。

成为主车辆的车辆的乘员最初决定行驶形态，从决定的行驶形态的各位置中，把任意的位置作为本车的位置(主车辆的位置＝驾驶位置)而选择，决定该主车辆。

图4的判断基准表示变更行驶形态时的形态变更基准。

作为形态变更基准，有根据速度和制动状态变更的自动变更模式、由手动变更的手动变更模式。作为缺省的模式，成为自动变更模式，但是也能把缺省的模式变更为手动。

为各车辆设定缺省的模式，但是联系行驶时的主车辆中设定的缺省模式变为有效。此外，进行联系行驶时，能变更模式的是主车辆，通过来自其输入部171的操作而变更。

另外，在手动行驶模式中，只要不变更模式，就不会自动变更行驶形态，但是在自动行驶模式中时，通过来自主车辆的选择，能变更行驶形态。

在自动变更模式中，作为变更形态的形态变更基准，在本第1实施方式中，规定车速和制动的有无，判断主车辆的主控制装置161。

如果以图4所示的4台进行联系行驶时，例如车速(由主车辆检测的车速)低于给定的基准车速(在本第1实施方式中，例如100km/h)，没有制动时，选择基准行驶形态。

而且，车速变为基准车速以上，没有制动时，为了减少基于行驶的空气阻力，提高燃料费，选择细长的行驶形态。

另一方面，与车速无关，有给定以上的制动要求时，选择宽度宽形态。

这时，按照要求的制动力，决定横向排列的台数。即制动力低于第一制动力时，成为前列1台后列3台，在第一制动力以上时，成为4台的横1列。

另外，按照图4所示的例子，说明行驶形态的变更基准和变更后的行驶形态，但是实际上也可以更多地规定行驶形态，按照更细的基准，变更行驶形态。

例如，细长的形态除了各车辆排列在一直线上的1直线形态，还规定以图4所示的交错配置，横向宽度(车宽＝连接车辆1和3的线与连接车辆2和4的线的宽度)更宽一些的行驶形态。

而且，按照车速，在第一基准车速(例如100km/h)以上时，为1直线形态，在不足第一基准车速，而在第二基准车速(例如90km/h)以上时，为图4所示的细长形态，在低于第二基准车速，而在第三基准车速(例如80km/h)以上时，为更宽的行驶形态(与图4不同，例如车辆1、3的车辆和车辆2、4的车辆在前进方向重叠的宽度变窄)。

主车辆进行以上说明的形态变更基准的判断，一边选择与形态变更基准一致的行驶形态，一边对从属车辆发送行驶的指令。

然后，根据车速或制动的状态，变更行驶形态时，用于从各行驶形态变更为其他行驶形态的步骤由存储部164的配置变更步骤规定。

主车辆的主控制装置161，按照该配置变更步骤，对各从属车辆依次变更配置位置地发送行驶信息(配置位置变更指令)。

图5概念地表示变更存储在存储部164中的行驶模式时的配置变更步骤的一个例子。

在该图5中，概念地表示从图4所示的基准的行驶形态，通过自动或手动，变更为细长的行驶形态时的步骤。

在图5(a)的基准的行驶形态中，如果在主车辆1判断为有必要变更为细长的行驶形态，就从主车辆1对从属车辆4把变更后的行驶形态与指定信息一起发送，作为行驶信息，发送变更后位置关系和车速、方向等。

从属车辆4按照收到的行驶信息，如图5(b)所示，从由虚线表示的位置移动到由实线表示的左后方的位置。如果移动(位置的变更结束)，从属车辆4就检测变更后的状态信息，反馈给车辆1。

另外，从属车辆4如果收到行驶形态的变更指示(变更后的行驶形态的发送)，就在把行驶位置变更为指示的位置之前，关于变更行驶位置，对该从属车辆的乘员告知后，进行位置的变更。

通过在显示部172进行通知变更的显示、通过来自扬声器的声音输出通知变更的一方或者双方，进行行驶位置变更的告知。

从属车辆4，如果从发出位置变更的指令的从属车辆4反馈变更后的状态信息，就对从属车辆3，发送：对作为下一位置变更而被规定的从属车辆3指定行驶后的行驶形态的信息和成为行驶后的位置关系的行驶信息。

从属车辆3按照收到的行驶信息，如图5(c)所示，从虚线稍微后退到实线的位置(作为对于从属车辆1的相对的位置的后退)，把状态信息反馈给主车辆1。

以下同样，主车辆1的主控制装置161，对从属车辆2发送变更后的行驶形态和行驶信息，从从属车辆2接收针对此的变更后的状态信息，而结束行驶形态的变更。

这样预先决定从各行驶形态把行驶形态变更为其他行驶形态的步骤，按照该步骤，在主车辆和各从属车辆之间，依次进行信息的收发和位置变更。

另外，从图5(d)所示的细长的行驶形态变更为图5(a)所示的基准的行驶形态时，规定为以与图5的说明的相反的步骤变更。

按照图6～图11的各程序流程图说明按以上构成的倒立振子车辆的联系控制。

图6是对联系行驶处理进行表示的程序流程图。

首先，进行联系行驶时，各车辆的乘员通过自己乘坐的车辆，关于进行作为主车辆的主行驶或作为从属车辆进行从属车辆，通过输入部171的操作，选择。

各车辆的主控制装置161判断选择主行驶或选择从属行驶(步骤11)。

在选择从属行驶时(步骤11；N)，该车辆的主控制装置161读出存储部164中存储的本车辆ID和爱称(处理名)，对主车辆发送(步骤12)，以后，按照后面描述的从属行驶处理，根据从主车辆发送的行驶信息等，与主车辆联系继续行驶(步骤13)。

而选择主行驶时(步骤11；Y)，该车辆的主控制装置161，把从各从属车辆发来的本车辆ID及其处理名作为从属车辆ID而存储在存储部164中，把握包含本车的全体的台数(从属车辆数+1)，并且把握各车辆的位置关系(步骤14)。

把各从属车辆ID对行驶信息附加并发送，从而各从属车辆区别对本车的行驶信息、对其他车的行驶信息。

各车辆的位置关系的把握按如下进行。

即主控制装置161在显示部172显示以把握的全体的台数能采取的行驶形态(图4所示的各车辆的配置图)，催促乘员(主车辆的乘员)。

如果乘员选择任意的行驶形态，就在画面上显示行驶形态的配置图、各从属车辆的处理名，催促本车辆和各从属车辆的位置关系的决定。乘员首先选择处理名后，选择配置位置(行驶位置)，从而决定全部车辆的位置关系，存储到主控制装置161的RAM。

如果决定行驶形态和配置关系，最初该行驶形态发送给各主车辆，以后，变更行驶形态时，发送变更后的行驶形态。

如果位置关系和台数把握(步骤14)结束，主车辆的主控制装置161，就按照来自操纵装置15的输入，执行关于本车辆的行驶的行驶控制，以及进行关于从属车辆的行驶管理的行驶信息、状态信息的收发的动作处理(步骤15)。

图7是表示动作处理的内容的程序流程图。

主车辆的主控制装置161，受理基于乘员的来自操纵装置15的操作输入(步骤21)，并且确认本车和其他车的状况(速度、方向、位置)(步骤22)根据由各从属车辆发送的状态信息把握其他车状况。

接着，主控制装置161从输入的操作内容和确认的本车信息，判断驱动是否必要(步骤23)，转向是否必要(步骤25)，行驶形态的变更是否必要(步骤27)。

关于行驶形态的变更是否必要，根据图4所示的形态变更基准，根据基于乘员的手动的形态变更的请求而判断。

另外，步骤23的是否需要驱动的判断，不包含基于转向的驱动。

另外，在需要不包含转向的驱动的情况下(步骤23；Y)，主控制装置161进行驱动控制(步骤24)，转移到步骤29。

在驱动控制中，主控制装置161决定与输入的操作量对应的驱动扭矩，对电机控制装置163进行指令。在电机控制装置163，控制为根据扭矩-电流映射决定从主控制装置161指令的驱动扭矩所对应的电流，并对驱动电机12输出。

此外，在驱动控制中(步骤24)，主控制装置161，对各从属车辆发送维持本车辆行驶形态的行驶信息。

作为行驶信息，发送：在本车辆中根据主控制装置161对电机控制装置163指令的驱动扭矩而变化的行驶速度。可是，这时的驱动控制不包含转向，是直行，所以对各从属车辆指令从主控制装置161对电机控制装置163指令的驱动扭矩。

另一方面，在需要转向时(步骤25；Y)，主控制装置161通过后面描述的转向处理，控制本车位置的驱动，并且决定用于转向的行驶信息，对各从属车辆发送的转向处理(步骤26)后，转移到步骤29。

另外，判断为需要行驶形态变更的情况下(步骤27：Y)，则主控制装置161在执行了后述的形态变更处理(步骤28)后，移行到步骤S29。

在步骤29中，主控制装置161判断动作是否结束(步骤29)。

即，主控制装置161，在从输入部171输入了联系行驶的结束时，进行主车辆的变更操作时(步骤29；Y)，结束动作处理。

如果动作处理结束，主控制装置161就回到步骤22，继续联系行驶的操作。

图8是表示主车辆的转向处理的内容的程序流程图。

主车辆的主控制装置161在转向处理中，最初确认其他车辆的位置即RAM中存储的现在的行驶形态下的各从属车辆的行驶位置(步骤31)。

然后，主控制装置161选择1个从属车辆，考虑内轮差，计算该配置位置和转向角度(步骤32)，附加该从属车辆的从属车辆ID，并与方向信息一起作为行驶信息发送(步骤33)。

然后，判断转向是否结束，即判断：对全部从属车辆发送用于转向的行驶信息，从全部车辆是否有转向后的状态信息的反馈，如果关于全部从属车辆，未结束(步骤34；N)，就回到步骤31，进行关于下一从属车辆的转向处理。

而如果关于全部从属车辆的处理结束，转向结束(步骤34；Y)，主控制装置161就返回主程序。

图9是表示形态变更处理的内容的程序流程图。

主车辆的主控制装置161从存储部164读出从现在的行驶形态到变更后的行驶形态的变更步骤，如图5中说明的那样，按照变更步骤，对其他从属车辆指示行驶位置的变更(步骤42)。

行驶位置的变更指示，是主控制装置161考虑现在的行驶车速，对各从属车辆发送变更后的行驶形态、变更后的位置关系、车速。

然后，主控制装置161，根据由从属车辆反馈发送的状态信息，判断关于全部从属车辆的变更是否结束，如果未结束，(步骤43；N)，就回到步骤41，继续对下一从属车辆的形态变更处理，如果结束(步骤43；Y)，就返回主程序。

图10是表示主车辆的新参加处理的内容的程序流程图。

主车辆的主控制装置161与动作处理不同地执行。

对联系行驶的车辆群，作为从属车辆，希望新参加的车辆选择从属行驶，并且从输入部171选择新参加按钮。该车辆的主控制装置161对联系行驶的主车辆，把存储部164中存储的本车辆ID和爱称作为希望新参加的信息发送。

主车辆的主控制装置161监视新参加希望的有无(步骤51)。

主控制装置161如果从现在联系行驶的车辆以外的车辆新收到本车辆ID和爱称，就判断为有新参加的希望(步骤51；Y)，判断收到的本车辆ID在存储部164的从属车辆ID中是否登记完毕(步骤52)。

收到的本车辆ID不是登记完毕时(步骤52；NG)，主控制装置161就把收到的本车辆ID和新参加的拒绝信息一起发送，返还。

另一方面，如果收到的本车辆ID是登记完毕(步骤52；OK)，主控制装置161就进行参加设定(步骤54)，返回主程序。

在参加设定中，主控制装置161在显示部172上显示以在RAM中存储的现在的行驶形态中追加1台的车辆数能采用的行驶形态。例如，现在的行驶形态是图4的基本的行驶形态时，显示为新参加的车辆在从属车辆3之后、在从属车辆4之后、从从属车辆3和4之间的位置给定距离后的位置等可选择的行驶形态。

另外，新参加前的其他车辆(如果是图4的例子，就是车辆1～车辆4)的位置不变更。

在该状态下，主车辆的乘员选择任意的行驶形态。

另外，在行驶中有新参加的希望时，行驶形态的选择自动决定任意一个形态，在其他形态中进行基于手动的变更。

自动决定时，选择按各车辆台数决定的基本形的行驶形态。

如果决定行驶形态，主控制装置161就附加新决定的行驶形态的新参加车辆的行驶位置和新车辆的本车辆ID，并对该新参加车辆发送。

主控制装置161把RAM中存储的行驶形态变更为新的台数的行驶形态，并且把新参加车辆的行驶位置存储到RAM。

此外，对于从新参加前联系行驶的其他从属车辆发送行驶形态的变更。

图11是表示从属车辆的从属行驶处理的内容的程序流程图。

从属车辆的主控制装置161对主车辆发送本车辆位置(步骤61)。该本车位置与状态信息的反馈对应。

这里，对主车辆发送的本车辆位置是本车位置相对于主车辆的相对位置，用与主车辆的距离和方向表示。该值由相对位置检测部19检测。

从属车辆的主控制装置161如果收到从主车辆发送的附加自己的本车辆ID的行驶信息，就判断是通常的驱动指令(不包含转向指令的指令)(步骤62)、转向指令(步骤64)、形态变更指令(步骤66)。

主控制装置161，在是驱动指令时(步骤62；Y)，以变为由收到的行驶信息表示的位置、方向、速度的方式驱动控制电机控制装置163(步骤63)，并转移到步骤68。

另一方面，在是转向指令的情况下(步骤64；Y)，主控制装置161按照收到的行驶信息，控制车速、方向(步骤65)，并转移到步骤68。

此外，是形态变更指令时(步骤66；Y)，把从主车辆收到的变更后的行驶形态和本车的位置关系存储到RAM，并且移动到由行驶信息指定的位置地的方式驱动控制电机控制装置163(步骤67)，并转移到步骤68。

接着，主控制装置161判断是否有停止指示，即是否从主车辆发送联系行驶的结束信息(步骤68)。

主控制装置161如果没有停止指示(步骤68；N)，就回到步骤61，按照从主车辆接收的行驶信息，继续从属行驶。

另一方面，主控制装置161在有停止指示时(步骤68；Y)，返回主程序。

如上所述，根据本第1实施方式，能以多台车辆联系行驶，或者单独行驶，所以从1人到多人，与乘员数匹配的自由度高，能以最佳的车体尺寸行驶。

以上，说明本发明的车辆的第1实施方式，但是本发明并不局限于说明的第1实施方式，在各权利要求所述的范围中，能进行各种变更。

例如，在说明的第1实施方式中，相对位置检测部19具有雷达和陀螺仪，据此，检测本车辆(从属车辆)相对于主车辆的相对位置，作为状态信息反馈给主车辆的情形，但是也可以如下所述。

即各车辆的现在位置检测装置18由GPS接收装置构成。而且，主车辆从检测的车辆现在位置计算与从属车辆的行驶位置对应的坐标位置，并对该从属车辆发送。

此外，在说明的第1实施方式中，按照基于主车辆的操纵装置15的操作的行驶要求，由主控制装置161计算各从属车辆应该行驶的车速、位置等，并对各从属车辆发送。

与此相对，也可以是，主车辆把与操纵装置15对应的行驶要求对各从属车辆发送，各从属车辆的主控制装置161按照本车的行驶位置(位置关系)，计算必要的车速、方向等，控制电机控制装置163。

(2-1)下面，说明第2实施方式。

另外，在第2实施方式中使用附图的符号说明时，该符号与对第2实施方式的其他附图、特别指定的附图附加的符号对应，除了特别指定的附图，不意味着其他实施例的附图中的符号(以下的实施例中也相同)。

第2实施方式涉及车辆，涉及把合为一体的多个车辆在紧急时分开，用轮胎的摩擦以外的方法分割和分离，回避障碍物的技术。

(2-2第2实施方式的背景技术)

在以往的汽车等车辆中，无论乘车人数，都无法变更尺寸，所以即使是1人移动时，也必须伴随着没必要的空的位子或空间移动，重量和空间的浪费多，此外，燃料费相对于乘员数的效率也变差。

此外，驾驶席也固定，在替换驾驶时，必须一度出到外面，换乘。尺寸也决定，所以有时能通行的地方也限制。

因此，在第1实施方式中，提出组合多个能单独行驶的1人乘坐的车辆，并通过在各车辆间联系，一边维持给定的行驶形态，一边一体地行驶的车辆。

在该技术中，按照乘车人数(车辆台数)，增减车辆的结合数，由此以最佳尺寸的移动成为可能。在多人数的连接状态下，操纵者是主车辆1人，此外作为从属车辆，根据从担当操纵的主车辆发送的行驶信息，协调控制。

根据该技术，连接的多个车辆能如1台的车辆那样一体地运用。

可是，在第1实施方式中，涉及多台车辆协调行驶的技术，未必是障碍物的回避方法。

通过除了协调行驶的技术，还提供有效的障碍物回避技术，从而能使合为一体的多个车辆构成的协调行驶技术为完成度更高的。

因此，在第2实施方式中，其目的在于，在合为一体的多个车辆的紧急时，回避障碍物。

(2-3)在用于解决所述的课题的第2实施方式中，为以下的结构。

(a)使车辆具有与其它车辆连接的连接机构、检测障碍物的传感器、判断是否能回避与所述障碍物的碰撞的回避判断部件、在由所述连接部件与其它车辆连接的状态下判断为不能回避碰撞时分开所述连接机构的分开机构、用所述分开机构分开连接时对连接的两车辆作用斥力的斥力发生机构，从而实现所述目的。

(b)在所述结构(a)的车辆中，其特征在于，所述回避判断机构根据车速和障碍物的位置，判断是否能回避碰撞。

(c)在所述结构(a)或(b)的车辆中，其特征在于，所述斥力发生机构把基于弹力、磁力、风力、爆炸力中的任意一个的斥力作用在两车辆上。

(d)在所述结构(a)或(b)或(c)的车辆中，其特征在于，所述连接机构由具有锁机构的连接机构构成，所述分开机构由解除所述锁机构的解除机构构成。

(e)在所述结构(a)或(b)或(c)的车辆中，其特征在于，具备产生磁力的磁力发生装置，所述连接机构通过所述磁力发生装置产生吸引力，连接两车辆，所述分开机构使所述磁力发生装置产生的磁力停止，分开两车辆的连接，所述斥力发生机构通过所述磁力发生装置产生斥力，在两车辆上作用斥力。

(f)在所述结构(a)～(e)中的任意一项中记载的车辆中，其特征在于，具有配置在一轴上的驱动轮、配置在所述驱动轮的上方的搭乘部、一边维持所述搭乘部的姿态一边按照基于驾驶操作的行驶要求驱动控制所述驱动轮的驱动控制机构。

(2-4)第2实施方式的效果

根据本发明，判断能否回避由传感器检测的障碍物的碰撞，在与其他车辆连接的状态下，判断为不能避免碰撞时，与对连接机构进行分开的分开机构一起，对用轮胎摩擦力以外的方法连接的两车辆作用斥力，所以在车辆的紧急时，能回避障碍物。

(2-5)第2实施方式的概要

多个车辆结合而联合行驶的车辆在行驶中，通过传感器，检测障碍物的接近。

而且，在基于刹车或转向的回避困难时，解除车辆的连接而分割，通过斥力使车辆分散，使各车辆的前进方向从障碍物避开。

如此，通过分割和分散联合的车辆，各车辆能个别回避障碍物。

如果在斥力中使用弹簧的弹力、磁铁的磁力、火药的爆炸力、风力等轮胎的摩擦力以外的力，是有效的。

与单体的车辆不同，通过刹车、加速、转向等，碰撞的避免是困难的时候，通过解除各车辆的结合，能实现充分利用多个车辆连接的特征的障碍物回避技术。

(2-6)第2实施方式的细节

第2实施方式的车辆连接多个能单独行驶的1人乘坐的车辆，构成合为一体的车辆，通过在各车辆间联系，一边维持给定的行驶形态，一边一体地行驶。

合为一体的车辆中1台成为主车辆，对其他从属车辆发送行驶信息，进行全体的操纵。

在第2实施方式中，把以主车辆为中心，多个车辆连接构成的车辆集合体称作合为一体车辆。

图12(a)例示以4台进行联系行驶时的主车辆和从属车辆的关系。

在图12的例子中，4台车辆1～4中附加斜线的车辆1成为主车辆，主车辆的乘员成为联系行驶的驾驶员。

另外，另外，主车辆限制为1台，但是可以是车辆1～4中的任意车辆，此外，在预先决定的行驶形态及其相似形的范围内能任意选择排列形态(行驶形态)，连接为选择的形态。

各车辆在前后左右的4处具有连接装置，通过结合这些连接装置，连接各车辆。在图12(a)中，模式地表示在各车辆的连接中使用的连接装置。

连接装置可以在各车辆中预先备置，或者可以后来安装在各车辆间。

另外，在本实施例的车辆中，通过使用连接装置，物理地连接各车辆，但是如专利文献1所示，也可以通过使用从主车辆对从属车辆发送的行驶信息，从属车辆一边维持连接形态(各车辆间的距离和位置关系)，一边通过行驶的软连接而进行连接。

在第2实施方式的连接装置中，在构造上固定车辆的位置关系。因此，为了进行合为一体车辆转向，各车辆把其车轴相对于包含搭乘部的车辆主体以转向方向转向的方式构成。

另外，连接装置使用具有通过使用由蛇腹管或铰链连接的棒构件，在给定的允许范围内能变形的构造的装置。

使用这样的能变形的连接装置时，可以固定车体和车轴，也可以如第2实施方式那样，相对于车体，车轴转向地构成。

图12(b)是用于说明主车辆和从属车辆之间收发的行驶信息的图。

主车辆1，按照与乘员进行的驾驶操作对应的速度/方向进行必要的驱动。

与此同时，主车辆1对从属车辆2～4指令，从而与本车同步(跟随)。即主车辆1为了与本车同步(联系关系的维持)，把速度、方向、与本车(主车辆1)的相对位置作为行驶信息(跟随指令)发送给其他从属车辆2～4。

另一方面，从属车辆2～4根据跟随命令行驶，作为本车信息，把由本车的速度、方向、本车位置构成的状态信息反馈给主车辆1。

主车辆1按照反馈的各状态信息、现在的本车辆的行驶形态、驾驶操作，生成行驶信息，对从属车辆2～4发送。

如此，一边重复来自主车辆的跟随命令、以及来自从属车辆的状态信息的反馈，一边行驶，对连接装置尽量不作用力，就能维持联系行驶。

特别是，连接装置具有可变形的构造时，通过并用物理的连接和使用反馈的软连接，能进行灵活的行驶。

如此，第2实施方式的车辆通过以多台联系行驶，从1人到多人，能以适合于乘员数的车体尺寸行驶。

此外，在联系行驶的状态下，无论谁(哪个车辆)在任何地方都能变为主车辆，操纵。此外，通过把主车辆的担当变为其他车辆，不用乘员变更座位，或者变更行驶位置，就能进行驾驶员的交替。

在连接状态下，变更车辆尺寸、行驶形态的自由度高，所以在窄的路面，能以纵1列行驶，因此，能行驶的地方扩大。

图13的各图表示在第2实施方式中，在合为一体车辆的前方存在障碍物时的回避方法。

图13(a)表示在合为一体车辆500的前进方向(行驶方向)正面存在障碍物300的情形。

障碍物300例如是放置在路上的粗大物等静止物、从正面向着合为一体车辆500而来的车等移动物。

更具体而言，作为障碍物300，例如是其他车辆、步行者、标志、信号灯、墙壁、树等。

合为一体车辆500用主车辆1或从属车辆2～4的传感器在行驶中探测合为一体车辆500周围的障碍物，把该信息集中到主车辆1。

主车辆1从合为一体车辆500和障碍物300的位置关系和运动状态(车速)，判断基于刹车的制动或者基于合为一体车辆500的转向的回避是否可能。

在判断为能回避的情况下，主车辆1选择基于这些方法的回避，但是这些方法的回避困难时，主车辆1解除各车辆间的结合，使各车辆相互排斥，分散。据此，各车辆的前进方向从障碍物300避开，能避免各车辆和障碍物300的正面碰撞或侧面碰撞。

图13(b)表示解除各车辆的连接，合为一体车辆500分解的状态。在图13(b)所示的例子中，在主车辆1和从属车辆2之间作用斥力，彼此把前进方向变为远离的方向。据此，主车辆1和从属车辆2都能避免与障碍物300的碰撞。

同样，在从属车辆3和从属车辆4之间也作用斥力，都避免与障碍物300的碰撞。

一般，在合为一体车辆500中，在与障碍物接近的方向垂直的方向产生斥力，能避免与障碍物300的正面碰撞。

另外，也能在主车辆1和从属车辆3之间或者从属车辆2和从属车辆之间产生斥力，但是根据作用反作用的法则，前进方向一侧的车辆(主车辆1、从属车辆2)在前进方向加速，所以在避免正面碰撞时，理想的是不产生前进方向一侧斥力。这时，在主车辆1和从属车辆3连接的状态、从属车辆2和从属车辆4连接的状态下，左右分割。

图14的各图表示从合为一体车辆的侧面(配置从属车辆2和从属车辆4的一侧)，障碍物接近时的回避方法。

图14(a)表示从合为一体车辆500的侧面正面，障碍物300接近。

障碍物300例如是从合为一体车辆的侧面向合为一体车辆方向行驶的车辆等移动体，考虑在通过十字路口时从侧面进入的车辆、在道口抛锚时接近而来的列车等。

能进行基于刹车等制动的回避、基于加速的回避、或者基于合为一体车辆500的转向的回避时，主车辆1使合为一体车辆500制动、加速、转向，避免与障碍物300的碰撞，但是在基于这些方法的回避困难时，主车辆1在解除各车辆间的结合的同时，使各车辆排斥，避免与障碍物300的碰撞。

图14(b)表示解除各车辆的连接，合为一体车辆500分解的状态。

在图示的例子中，在从属车辆2和从属车辆4之间作用斥力，向彼此远离的方向改变运动状态。据此，障碍物300通过从属车辆2和从属车辆4之间的间隙，都能避免与障碍物300的碰撞。

同样，在主车辆1和从属车辆3之间作用斥力，都能避免与障碍物300的碰撞。

另外，在主车辆1和从属车辆2之间、或者从属车辆3和从属车辆4之间也产生斥力，但是这时，从属车辆在障碍物方向具有运动成分。因此，避开侧面碰撞时，在主车辆1和从属车辆2连接的状态、从属车辆3和从属车辆连接的状态下，前后分割。

第2实施方式的车辆的外观结构如图2和第1实施方式的说明所述。

另外，虽然在图2中未图示，但是倒立振子车辆例如具有通过红外线、超声波、激光等检测周围的障碍物的障碍物检测传感器。据此，作为合为一体车辆500行驶时，能检测障碍物300。

此外，在图中虽然未图示，但是倒立振子车辆具有用于与前后左右的其它倒立振子车辆连接的连接装置、用于在紧急时排斥连接的车辆的排斥装置，或者随后安装。这些连接装置和排斥装置的具体形态如后所述。

图15表示倒立振子车辆的控制单元16的结构。

控制单元16，具有电池160、主控制装置161、陀螺传感器162、电机控制装置163、存储部164、车辆间通信系统165、分割指令部166、排斥指令部167。

电池160，对驱动电机12供给电力。此外，对主控制装置161也供给控制用的低电压的电源。

主控制装置161，具有主CPU，由具有不图示的存储各种程序或数据的ROM、作为作业区使用的RAM、外部存储装置、接口部的计算机系统构成。

保持倒立振子车辆的姿态的姿态控制程序、根据来自操纵装置15的各种指示信号控制行驶的行驶控制程序、执行用于与本第1实施方式的其他车辆协调并且进行联系行驶的各种联系行驶处理的程序、本实施例的紧急时用于回避障碍物的碰撞回避程序等各种程序，存储在ROM(或者存储部164)中，主控制装置161通过执行各种程序，进行对应的处理。

陀螺传感器162，作为感知搭乘部13的姿态的姿态感知传感器起作用。

陀螺传感器162，作为基于搭乘部13的倾斜的物理量，检测搭乘部13的角加速度和倾斜角度θ。

主控制装置161从由陀螺传感器162检测的倾斜角度，认识倾斜方向。

另外，在第2实施方式的陀螺传感器162中，检测角加速度和倾斜角度，对主控制装置161供给，但是也可以只检测角加速度。

这时，主控制装置161积蓄从陀螺传感器162供给的角速度，计算角加速度和角度，取得倾斜角。

此外，作为姿态感知传感器，除了陀螺传感器162以外，还能使用液体转子型角加速度计、涡流式的角加速度计等输出与搭乘部13倾斜时的角加速度对应的信号的各种传感器。

液体转子型角加速度计代替伺服型加速度计的振子，检测液体的移动，从通过伺服机构使该液体的移动平衡时的反馈电流测定角加速度。而利用涡流的角加速度计使用永磁铁构成磁路，在该磁路中配置圆筒形的铝制的转子，根据对应于该转子的转向速度的变化产生的磁电动势，检测角加速度。

电机控制装置163控制驱动电机12。

即按照从主控制装置161供给的驱动扭矩、速度、转向方向等各指示信号，控制驱动电机12。

主控制装置161在作为主车辆行驶时，根据来自操纵装置15的行驶要求，在作为从属车辆行驶时，根据从主车辆接收的行驶信息，把驱动扭矩、速度、转向方向等各指示信号提供给电机控制装置163。

电机控制装置163具有驱动电机12用的扭矩-电流映射。

按照该扭矩-电流映射，电机控制装置163，以把从主控制装置161供给的与驱动扭矩对应的电流，对驱动电机12输出地控制。另外，从主控制装置161供给的驱动扭矩在车辆停止时，是用于姿态控制的扭矩指令值T，在行驶中，是从驾驶员的驱动要求所对应的扭矩指令值加减用于姿态控制的扭矩指令值T的值。

在存储部164，作为联系行驶所必要的各种信息，存储本车辆的识别编号(本车辆ID)、从属车辆的识别编号(从属车辆ID)、行驶形态模式和配置变更条件、配置变更步骤、地图数据(道路数据)等各种数据。

能与本车辆ID(从属车辆ID)关联，登记各车辆的爱称(处理名)。把该处理名与从属车辆ID一起发送给主车辆。在主车辆中，例如在对已经决定的行驶形态的哪个位置配置哪个从属车辆进行确定时，在显示部172显示决定的行驶形态和接收的全部处理名，乘员选择处理名和显示的行驶形态的位置，能容易地决定车辆位置。

从属车辆ID存储把本车辆作为主车辆，能与本车辆一起进行联系行驶的其他车辆的识别编号，即根据来自输入部171的从属车辆登记操作而预先登记的识别编号。

主控制装置161对各从属车辆发送行驶信息，但是其内容因与已经决定的行驶形态的主车辆的位置关系而不同，所以对行驶信息附加从属车辆ID并发送，各从属车辆只采用附加自己的ID的行驶信息。

车辆间通信系统165在主车辆和在给定距离内存在的从属车辆之间收发行驶信息(跟随指令)或状态信息。

车辆间通信系统165，通过利用电波或红外线等的无线通信，进行信息的收发。

第2实施方式的车辆间通信系统165使用广播对多个在周边存在的各车辆发送通信数据，但是也可以通过多点传播等，对多个车辆发送通信数据。

输入部171配置在显示·操作部17(参照图2)，作为用于各种数据或进行指示、选择的输入机构工作。

输入部171由配置在显示部172上的触摸屏和专用的选择按钮构成。触摸屏部分检测与显示部172上显示的、与各种选择按钮对应由搭乘者按下(触摸)的位置，从该按下位置和显示内容取得选择内容。

显示部172配置在显示和操作部17。显示部172显示来自输入部171的选择或成为输入对象的按钮或说明。

作为显示部172上显示的选择按钮，例如显示行驶模式选择按钮、行驶形态选择按钮、从属车辆ID选择按钮(显示处理名)、行驶位置(位置关系)选择按钮等各种按钮。

此外，显示从途中参加到进行联系行驶的车辆群中的途中参加按钮。如果选择该途中参加按钮，就从车辆间通信系统165，作为表示参加申请的信息，发送本车辆ID和处理名(登记的时候)。

另一方面，如果进行联系行驶的主车辆收到本车辆ID和处理名，如果作为从属车辆ID，是在存储部164中已经登记的车辆，就在显示部172显示存在希望参加的车辆的意思，并且显示认可参加的允许按钮、拒否的拒绝按钮。

如果选择参加允许按钮，就在显示部172显示现状的行驶形态和位置关系(显示处理名)，并且显示新参加车辆的可能的配置位置。可能的配置位置是从存储部164读出维持现状的行驶形态的其他行驶形态，把空的位置作为可能的配置位置显示。在存在多个可能的配置位置时，通过主车辆的乘员的选择而进行决定。

现在位置检测装置18，用于检测车辆的现在位置(由纬度、精度构成的绝对坐标值)，使用利用人造卫星测定车辆的位置的GPS(G1obalPositioning System)接收装置、检测地磁并且求出车辆的方位的地磁传感器、陀螺传感器、车辆传感器等的1个或多个。

从由现在位置检测装置18检测的现在位置、存储部164的地图数据，通过地图比对，确定现在行驶的道路，取得道路宽度信息(道路宽度信息取得机构)，在判断行驶状态的是否需要变更的过程中使用。

另外，由地图信息、现在位置检测装置18和地图比对处理构成道路宽度信息取得机构，但是，也可以通过拍摄车辆两侧的摄像装置、拍摄图像的图像识别，检测道路宽度，构成道路宽度信息取得机构。

相对位置检测部19具有雷达和陀螺仪，检测对主车辆的相对的位置。由雷达检测到主车辆的距离，由陀螺仪检测移动量(方向)。

检测出的相对的位置关系与由不图示的车速检测传感器检测的车速一起作为状态信息反馈给主车辆。

对主控制装置161，从驱动电机(车轮电机)12、操纵装置15、陀螺传感器162、现在位置检测装置18、输入部171、相对位置检测部19，供给与各装置、仪器对应的信息，按照这些信息，进行姿态、行驶、制动的各控制、第2实施方式的联系行驶控制。

从驱动电机12供给表示扭矩和转子位置的信息，从操纵装置15供给加速指示信息、减速指示信息、表示转向方向的转向信息，从陀螺传感器162供给搭乘部的角速度，从现在位置检测装置18供给车辆的现在位置(纬度、经度)，从输入部171供给乘员对显示部172上显示的各种按钮的选择信息，从相对位置检测部19供给对主车辆的相对位置关系。

此外，对主控制装置161供给来自障碍物检测传感器20的检测信息。据此，主控制装置161能取得障碍物存在的位置、对于障碍物的相对车速。

障碍物检测传感器20配置在车辆的多个地方。具体而言，至少配置在车辆的前方、后方、左侧方、右侧方的4处，但是，更理想的是配置在4角的合计8个。

障碍物检测传感器20检测障碍物的有无，以及从本车位置到障碍物的相对距离。

在车辆为从属车辆时，由障碍物检测传感器20检测的障碍物信息(检测障碍物的障碍物检测装置的位置(前方、右前角等)、到障碍物的距离)，并通过车辆间通信系统165发送给主车辆。

另外，各障碍物检测传感器20中，由连接装置21的连接而预先决定的位置的障碍物检测传感器20变为断开状态，不检测合为一体车辆的内部方向。

例如，在图12中，从属车辆4中，配置在前方、左侧方、左前角的障碍物检测传感器变为断开状态。

即配置在由连接装置21连接的方向的障碍物检测传感器20变为断开状态。此外，配置多个连接装置20，该连接装置20彼此是直角方向时，配置在两个连接装置20、20之间的角部的障碍物检测传感器变为断开状态。

分割指令部166根据来自主控制装置161的分割指令信号，使连接装置21工作，分开它。

另外，连接装置21构成与其它车辆连接的连接机构，分割指令部166构成切离连接装置21的切离机构。

排斥指令部167根据来自主控制装置161的排斥指令信号，使排斥装置22工作，产生斥力。排斥装置22构成对连接的两车辆作用斥力的斥力发生机构。

另外，在图15中，只表示单数个连接装置21、排斥装置22，但是它们设置在倒立振子车辆的前后左右，分割指令部166、排斥指令部167使它们分别工作。

主控制装置161在本车辆是主车辆时，根据车速、本车辆的障碍物检测传感器20的检测信号、由从属车辆接收的障碍物信息，在判断为紧急时(用车辆的加速、减速、转向，无法避免碰撞时)，对分割指令部166供给分割指令信号，对排斥指令部167供给排斥指令信号，并且把分割指令信号和排斥信号通过车辆间通信系统165提供给从属车辆。

而本车辆是从属车辆时，主控制装置161把从主车辆收到的分割指令信号和排斥信号提供给分割指令部166和排斥指令部167。

图16(a)是表示连接装置和排斥装置的一个例子的平面图，表示从上侧(倒立振子车辆的倒立方向)观察结合部分。另外，以后说明的图17～图19也同样。

如图16(a)所示，连接装置21由以铰链可开关地固定在一方的车辆一侧并且在另一端的车辆一侧具有凸部的板状连接构件201、在其它车辆一侧构成并且具有将连接构件201的凸部嵌入的凹部的固定板202构成。

连接构件201和固定板202构成凸部和凹部嵌入的锁机构。

连接构件201在前后方向各设置1个，在其间收置排斥装置22。排斥装置22由压缩的弹簧构成。

在两车辆作用基于排斥装置22的弹力的斥力，但是通过基于连接装置21的结合，该斥力不解放地保持。

图16(b)表示在紧急时连接装置21和排斥装置22工作的状态。

在固定板202内置，电磁地把销突出，把连接装置21向打开方向移动，解除凸部和凹部的结合的解除装置203。在图中，通过分割指令部166(图15)的指令，解除装置203工作，连接装置21变为打开状态。如果连接装置21变为打开状态，排斥装置22的斥力就解放，把两车辆向远离的方向推。

如此在本例子中，分开机构由解除所述锁机构的解除机构构成。

另外，在本例子中，如果解除连接装置21的连接，排斥装置22的斥力就自动解放，作用斥力，所以不需要排斥指令部167。

图17(a)表示连接装置21和排斥装置22的其它例子。

连接装置21由在结合方向形成磁极的电磁铁构成。电磁铁构成磁力发生装置。

连接车辆时，在结合部分分别形成不同的磁极，用基于磁力的吸引力连接。在图的例子中，在一方的车辆一侧形成N极，在另一方的车辆一侧形成S极。

分割指令部166控制在连接装置21的电磁铁形成的磁极的种类、磁力的强度。

图17(b)表示紧急时排斥的状态。

在本例子中，通过把连接装置21的电磁铁中的一方的磁极颠倒，在电磁铁之间产生基于磁力的斥力，据此，分开两车辆，并且排斥。在图中，是S极的磁极反转为N极，但是也可以把N极一侧反转为S极。

更具体而言，分割指令部166通过停止一方的电磁铁产生的磁力，分开两车辆的连接，接着，把该电磁铁磁化为相反的极性，产生斥力。

如此，在本例子中，连接装置21同时具有排斥装置22的功能，所以在倒立振子车辆中不需要排斥指令部167和排斥装置22。

主车辆1决定使形成合为一体车辆500的连接装置21中的哪个电磁铁的磁极反转，把指令信号提供给从属车辆。

图18(a)表示连接装置21和排斥装置22的其它例子。

在该例中，在两车辆间平行地配置连接装置21和排斥装置22。

连接装置21，例如采用与列车的连接装置同样的结构，如图18(c)所示，与对方的凹部配合的凸部224a、与对方的凸部配合的凹部224b形成在顶端部。

此外，在连接装置21形成与对方的配合不脱开地保持的连接保持器225，用解放杆223的操作能进行保持和保持的解除。连接保持器225例如由转子构成。

解放杆223的操作基本上由手工作业进行，但是在紧急时，通过来自分割指令部166的指令，自动解除保持。

而排斥装置22如图18(a)所示，使用在轴向中央部分形成空洞部分的柱状构件221构成。

空洞部分构成药室，在内部设置火药222。在火药222设置不图示的起爆装置，通过来自排斥指令部167的指令，起爆装置使火药222爆炸。

柱状构件221从中央分割地构成，如果火药222爆炸，柱状构件221就分割，在由爆炸分割的柱状构件作用斥力。

图18(b)表示两车辆排斥的状态。

如图18(b)所示，连接装置21根据分割指令部166的指令而分开，排斥装置22根据排斥指令部167的指令而爆炸，通过爆炸的压力(爆炸力)，彼此作用斥力。

在本例子中，作为一个例子，通过火药222产生斥力，但是此外，也可以在柱状构件221的内部收容压缩空气，瞬间释放它，或者收容气囊，使它急速膨胀，产生斥力。

图19(a)连接装置21和排斥装置22的又一其它例子。

在本例子中，在两车辆之间形成连接装置21，在两车辆的外侧形成排斥装置22。

连接装置21是通过电磁铁吸引或机械地结合，通过分割指令部166，在紧急时能把连接分开。

另一方面，在排斥装置22中折叠收容翼构件，在紧急时，根据排斥指令部167的指令，翼构件在车两侧面方向扩展。

图19(b)表示两车辆在紧急时分开的状态。

在紧急时，根据分割指令部166的指令，连接装置21的连接分开，再根据排斥指令部167的指令，排斥装置22的翼构件扩展。

在翼构件，在与前进方向相反方向作用风力，所以在车辆产生扭矩，把车辆的前进路线向两车辆远离的方向变更。据此，两车辆彼此远离。此外，通过风压，车辆减速，所以安全性更提高。

下面，使用图20的程序流程图，说明主车辆1解除合为一体车辆500的连接，回避与障碍物300的碰撞的碰撞避免控制步骤。

主车辆1的主控制装置161按照碰撞回避程序，进行以下的处理。

首先，主控制装置161根据来自本车辆的障碍物检测传感器20或者从属车辆2～4的障碍物检测传感器20的信号，探测障碍物(步骤5)。

接着，主控制装置161使用障碍物300的位置和相对的移动速度等，判断合为一体车辆500用基于刹车的制动等能否在碰撞前停止(步骤10)。

能停止时(步骤10；Y)，主控制装置161以规定时间等待基于驾驶员的停止操作。

有来自驾驶员的停止操作时(步骤15；Y)，主控制装置161对从属车辆2～4指示停止(步骤20)，关于本车辆，进行刹车处理(步骤25)。

从属车辆2～4也根据来自主车辆1的停止指示，进行刹车处理，合为一体车辆500在与障碍物300碰撞之前停止。

在步骤15中，在给定时间内没有驾驶员的停止操作时(步骤15；N)，主控制装置161对从属车辆2～4指示刹车处理(步骤30)，自身自动进行刹车处理(步骤35)。

据此，即使驾驶员不进行停止操作，合为一体车辆500也能在与障碍物300碰撞之前停止。

另一方面，在步骤10，判断为合为一体车辆500用基于刹车的停止无法避免碰撞时(步骤10；N)，主控制装置161，再判断通过转向合为一体车辆500，改变前进方向，是否能避免与障碍物的碰撞(步骤40)。

判断基于转向的回避可能时(步骤40；Y)，主控制装置161以规定时间等待基于驾驶员的转向操作。

有来自驾驶员的转向操作时(步骤45；Y)，主控制装置161对从属车辆2～4指示转向(步骤50)，再与本车辆相关地进行转向车辆(步骤55)。

从属车辆2～4也根据来自主车辆1的转向指示，进行转向处理，合为一体车辆500能在与障碍物300碰撞之前转向而避免碰撞。

在步骤45中，在给定时间内没有驾驶员的转向操作时(步骤45；N)，主控制装置161对从属车辆2～4指示转向处理(步骤60)，本身自动进行转向处理(步骤65)。

据此，即使驾驶员不进行转向操作，合为一体车辆500也能在与障碍物300碰撞之前转向。

另一方面，在步骤40，判断为合为一体车辆500转向不能避免碰撞时(步骤40；N)，主控制装置161决定合为一体车辆500的分割(步骤70)。

根据合为一体车辆500具有的排斥装置22中使哪个工作，而决定分割模式，如图13和图14所示，主控制装置161，根据合为一体车辆500的前进方向和障碍物的位置等，判断各车辆与障碍物不碰撞的模式。

更详细地，主控制装置161在数据库中存储由合为一体车辆500的碰撞部位、碰撞方向、和相对于障碍物的车速构成的碰撞模式，以及与它对应的分割模式。然后，主控制装置161，使用从障碍物检测传感器20取得的障碍物的位置和对于障碍物的车速，预测碰撞部位、碰撞方向等，在数据库中对此进行对比，以决定分割模式。

主控制装置161决定分割模式后，对各从属车辆2～4指示分割和排斥(步骤75)。

关于分割，对各车辆指示以分开基于连接装置21的连接，关于排斥，对在分割模式中需要排斥的部位连接着的从属车辆，指示排斥。

主控制装置161指示分割和排斥后，解除本车辆的连接装置21，如果根据分割模式，有必要，就使本车辆的排斥装置22动作(步骤80)。

从属车辆2～4也按照来自车辆1的指示，解除连接装置21，如果有指示，就使排斥装置22动作。

通过以上说明的刹车处理(步骤25)、自动刹车处理(步骤35)、转向处理(步骤55)、自动转向处理(步骤65)、车辆分割(步骤80)的任意一个，主控制装置161能避免合为一体车辆500与障碍物300的碰撞。

下面，使用图21的各图说明合为一体车辆的队形的变形例。

图21(a)是把主车辆1和从属车辆2～4在前进方向排为1列而连接的例子。

通过如此把各车辆排为1列，在宽度窄的道路或拥挤的道路中都能容易通行。

在本例子中，连接部分在纵向有4处，主车辆1在障碍物从侧面前进时，对障碍物300碰撞的连接部分进行预测，使该部位的排斥装置22工作。

使排斥装置22工作的部位以外的连接装置21可以不分开，但是在分开时，使排斥装置22动作后再分开。据此，斥力对全部车辆传递。

图21(b)是在垂直于前进方向的方向把从属车辆配置为1列，在其前面配置主车辆1的例子。

在该队形中，从属车辆2～4的搭乘者彼此能采用通信，并且主车辆1的驾驶员能集中于驾驶。

这时，障碍物位于正面时，主车辆1使从属车辆2和从属车辆3或者从属车辆3和从属车辆4中，障碍物碰撞的可能性高的一方的排斥装置22工作。

另外，在排斥前，如果解除主车辆1和从属车辆3的连接，对主车辆1就不作用斥力，所以主车辆1对从属车辆3作用斥力后，分开主车辆1和属车辆3的连接。

另一方面，障碍物从侧面方向前进时，主车辆1在主车辆1和从属车辆3之间使排斥装置22动作。这时，在排斥前，如果解除从属车辆3和从属车辆2以及从属车辆3和从属车辆4的连接，就在从属车辆2和从属车辆4不作用斥力，所以主车辆1使排斥装置22工作后，分开从属车辆2或从属车辆4的连接。

图21(c)是在垂直于前进方向的方向把主车辆1和从属车辆2～4配置为1列的例子。

在该队形中，在主车辆1和从属车辆2～4的搭乘者之间能实现通信。

在本例子中，连接部分在垂直于前进方向的方向有4处，但是主车辆1在正面存在障碍物时，对障碍物碰撞的连接部分进行预测，使该部位的排斥装置22动作。

使排斥装置22工作的部位以外的连接装置21可以不分开，但是分开时，使排斥装置22动作后再分开。据此，斥力对全部车辆传递。

以上，说明了第2实施方式，但是这些碰撞回避方法在用软件把主车辆1以及从属车辆2～4关联时也能应用。

这时，例如在相邻的车辆之间使气囊膨胀，推彼此的气囊，能产生斥力。

根据以上说明的第2实施方式，能取得以下的效果。

(1)在障碍物的碰撞之前，通过分割和分散合为一体车辆，能避免车辆和障碍物的碰撞。

(2)用轮胎的摩擦力以外的方法分割和分散，能瞬时改变方向，回避碰撞。

(3)从障碍物的位置和障碍物的相对的车速，预测碰撞部位，有选择地使对避免碰撞有效的排斥装置工作。

(4)对斥力利用弹力、磁力、爆炸力、风力等在车辆相互间直接作用的力，能在发现障碍物的同时，瞬时分割、分散。

(5)用于在狭窄的道路上行驶的队形或用于采用通信的队形等，按照目的，能灵活设定和变更合为一体车辆的队形。

(3-1)下面，说明第3实施方式。

第3实施方式涉及车辆，涉及车辆的一部分脱开，单独行驶。

(3-2)第3实施方式的背景技术

伴随着拥有乘用车的家庭的增加，家属、亲戚、近处的住户等常常一起移动，5人乘坐的乘用车或7人乘坐的货车型乘用车等能容纳多人的车辆受到欢迎。

也开发驾驶员1人乘坐的1人用的车辆。特别是驾驶员搭乘在配置在一轴上的驱动轮上，一边如一轮车那样保持平衡，一边行驶的倒立振子车辆引人注目。这些倒立振子车辆例如使用车轮型倒立振子的原理，保持平衡，通过以下的专利文献3，描述该技术的一个例子。

专利文献1：特开2005-094898公报

以往的多人用车辆的时候，例如在上班时常常只有1人乘车。这时，为了1人，必须以接近2吨的重量移动，此外，伴随着多人的乘车空间，为了1人移动，从效率出发，浪费多。

此外，为了少人数的移动，除了多人数用的乘用车，拥有小型乘用车或1人用的倒立振子车辆时，从购入费、维持费、停车空间的观点出发，效率差。

因此，第3实施方式的目的能从多人乘坐的车辆分离驾驶席部分，独立行驶。

(3-3)为了解决所述的课题，在第3实施方式中采用以下的结构。

(a)一种车辆，由主体车辆、从所述主体车辆能脱离并且能单独行驶的单独车辆构成，所述单独车辆具有操纵机构、由所述操纵机构操纵的单独车辆驱动机构、与所述主体车辆连接的单独车辆一侧连接机构、在连接中对所述主体车辆发送基于所述操纵机构的行驶要求的行驶要求发送机构，所述主体车辆具有与所述单独车辆连接的主体车辆侧连接机构、在连接中接收所述发送的行驶要求的行驶要求接收机构、由所述接收的行驶要求操纵的主体车辆驱动机构。从而实现所述目的。

(b)在所述结构(a)的车辆中，其特征在于：所述单独车辆具有配置在一轴上的驱动轮、配置在所述驱动轮的上方的搭乘部，所述单独车辆驱动机构一边维持所述搭乘部的姿态，一边按照基于所述操作机构的行驶要求，驱动所述驱动轮。

(c)在所述结构(a)或(b)的车辆中，其特征在于：所述主体车辆侧连接机构通过机械的结合机构，进行连接和脱离。

(d)在所述结构(a)或(b)的车辆中，其特征在于：所述主体车辆一侧连接机构通过电磁的结合力，进行连接和脱离。

(e)一种单独车辆，能与使用行驶要求驱动的主体车辆连接和脱离，使单独车辆具有操纵机构、由所述操纵机构操纵的单独车辆驱动机构、与所述主体车辆连接的单独车辆一侧连接机构、在连接中对所述主体车辆发送基于所述操纵机构的行驶要求的行驶要求发送机构，实现所述目的。

(f)一种主体车辆，与发送行驶要求的单独车辆能连接和脱离，使主体车辆具有与所述单独车辆连接的主体车辆一侧连接机构、在连接中接收从所述单独车辆发送的行驶要求的行驶要求接收机构、由所述接收的行驶要求操纵的主体车辆驱动机构，实现所述目的。

(3-4)第3实施方式的效果

根据第3实施方式，能从多人乘坐的车辆分离驾驶席部分，独立行驶。

(3-5)第3实施方式的概要

用能从车辆主体分离连接的单独车辆构成驾驶席部分，驾驶席以外的主体车辆为与通常的乘用车辆相同的结构。单独车辆，由倒立振子车辆构成，从主体车辆分离，能单独行驶。

由驾驶员1人利用时，把单独车辆从主体车辆分开，单独行驶，由多人利用时，连接单独车辆和主体车辆，作为通常的乘用车辆利用。

单独车辆和主体车辆分别具有驱动机构和控制机构，单独车辆和主体车辆连接(合为一体)行驶时，主体车辆根据单独车辆发出的行驶要求，进行驱动、控制。

通过这样可分离、合为一体地构成车辆，能以1人乘坐的单独行驶和多人乘坐的连接行驶等2个使用方法运用1台车辆，能谋求运用成本的降低、使用能量的效率化。

(3-6)第3实施方式的细节

下面，参照图22～图28，详细说明第3实施方式的车辆。

图22表示第3实施方式的车辆的运用形态。

如图22(a)所示，车辆1由具有驾驶席的单独车辆2、具有副驾驶席、乘员席(后部座位)的主体车辆3构成。

在主体车辆3设置用于组入单独车辆2的收容空间4，单独车辆2被该收容空间4中，变为与主体车辆3合为一体。

单独车辆2在驾驶席后方具有连接装置5。

另一方面，主体车辆3在收容空间4内，在与单独车辆2的连接装置5对应的位置具有连接装置6。

这些连接装置5、6，彼此能连接和脱离，图22(a)表示连接的状态。

另外，连接装置5、6的设置位置是一个例子，可以设置在单独车辆2和收容空间4的侧面部位7，或者可以设置在驾驶席后方和侧面部位7的双方。

在单独车辆2和主体车辆3连接时，单独车辆2的驱动轮作为车辆1的前轮起作用。

图22(b)表示单独车辆2从主体车辆3分离的状态。

如图22(b)所示，通过分开连接装置5和连接装置6，单独车辆2从车辆1脱离，主体车辆3保持停车，只有单独车辆2单独行驶。

如此，从主体车辆3分离单独车辆2，能单独行驶地构成，在购物等驾驶员1人移动时，使单独车辆2从主体车辆3脱离而利用，以多个移动时，连接单独车辆2和主体车辆3(合为一体)，能作为车辆1利用。

作为第3实施方式的单独车辆的外观结构的一个例子，如图2和第1实施方式的说明所述。

另一方面，第3实施方式的驱动轴11a、11b的车轴，对于单独车辆2的车体，以倒立方向为中心轴，在左右方向转向，单独车辆2与主体车辆3连接时，在转向时，与主体车辆3的前轮同步，驱动轮11a、11b向转向方向转动。

另外，单独车辆2从主体车辆3脱离时，驱动轮11a、11b中转向方向一侧的驱动轮的转速比另一方一侧的驱动轮的转速小，从而不使驱动轮11a、11b的车轴转向，单独车辆2转向。此外，通过搭乘者的体重移动、使重心移动的机构的搭载，把车体在转向的方向倾斜而进行转向。

此外，与单独车辆2单独行驶时相比，与主体车辆3一起连接行驶时车重量增大，所以连接行驶时，动能增大。因此，设置在驱动轮11a、11b的刹车系统成为能承受与主体车辆3结合时的负荷的构造。

在搭乘部13的左肋配置操纵装置15。操纵装置15是根据驾驶员的操作，在单独行驶时，进行倒立振子车辆的加速、减速、转向、旋转、停止、制动等指示，在连接行驶时进行车辆1的操纵的操纵机构。

此外，虽然不图示，但是在单独车辆2的后方配置连接装置5。

在连接装置5附近配置用于连接把基于驾驶员的操纵的行驶要求传递给主体车辆3一侧的信号电缆的车辆间接口。另外，车辆间接口可以嵌入连接装置5中。

下面，说明连接装置5和连接装置6。

图23(a)表示连接装置5和连接装置6的一个例子。

该连接装置5、6成为与列车的连接中使用的连接装置同样的结构。

连接装置5和连接装置6通过机械的结合结构，构成进行连接和脱离的连接机构，连接装置5与单独车辆一侧连接机构对应，连接装置6与主体车辆一侧连接机构对应。

在连接装置5形成凹部50a和凸部51a以及转子52a。而在连接装置6形成凹部50b和凸部51b以及转子52b。

凹部50a和凸部51b、凸部51a和凹部50b分别相对，它们彼此配合，进行连接装置5和连接装置6的连接时的定位。

此外，在连接时，转子52a和转子52b的轴构件位于同心上，通过把解放杆53倒向关闭一侧，能固定它们。另一方面，如果解放杆53倒向打开一侧，就解除轴构件的固定，连接装置5和连接装置6分离。

另外，在第3实施方式中，使用解放杆53以手动进行转子52a和转子52b的固定和解放，但是，例如也能使用油压或电磁力等外力，自动开关解放杆53地构成。

此外，连接装置5和连接装置6也可以是其它结构，也可以采用具有把连接装置5和连接装置6定位的定位功能、在定位的位置把连接装置5和连接装置6锁住的锁机构的其他机械的连接机构。

图23(b)表示连接装置5和连接装置6的其他一个例子。

该连接装置5和连接装置6构成通过电磁的结合力，进行连接和脱离的连接机构，连接装置5与单独车辆一侧连接机构对应，连接装置6与主体车辆一侧连接机构对应。

连接装置5和连接装置6都是电磁铁，磁极相对。对连接装置5和连接装置6供给的电流都由单独车辆2的控制单元16控制。

连接单独车辆2和主体车辆3时，控制单元16在连接装置5和连接装置6形成不同的磁极，通过由此产生的吸引力，连接单独车辆2和主体车辆3。另外，虽然不图示，但是在单独车辆2和主体车辆3之间具有把连接装置5和连接装置6定位的机构，使连接装置5和连接装置6的磁极彼此相面对。

从主体车辆3分开单独车辆2时，单独车辆2的主控制装置停止对连接装置5和连接装置6中至少一方供给的电流，消除磁极间的吸引力。

另外，如果使连接装置5和连接装置6中一方的磁极颠倒地构成，在连接装置5和连接装置6之间就产生斥力，单独车辆2的脱离变得更容易。

此外，除了连接装置5和连接装置6，具有机械地假连接单独车辆2和主体车辆3的机构，在车辆1不起动时，停止对连接装置5和连接装置6供给的电流，用假连接装置连接单独车辆2和主体车辆3。这时，在车辆1不起动时，对连接装置5和连接装置6不供给电流，能抑制耗电。

图24是表示车辆1的电的控制系统的一个例子的系统图。

单独车辆2具有操纵装置15、主控制装置161、电机控制装置163、电池160和驱动电机12。

一方面，主体车辆3具有主控制装置161a、电机控制装置163a、电池160a、驱动电机12a。

操纵装置15和主控制装置161a在单独车辆2和主体车辆3连接时，由信号电缆60连接，在单独车辆2从主体车辆3脱离时，切断。

操纵装置15，配置为能与主控制装置161连接，并且与主控制装置161a连接。

如果驾驶员进行操纵操作，操纵装置15就把加速、减速、转向、转动、停止、制动等行驶要求(操纵信息)发送给主控制装置161或主控制装置161a(连接的时候)。

驾驶员使用操纵装置15，在单独车辆2从主体车辆3脱离时，进行单独车辆2的操纵，在单独车辆2和主体车辆3连接时，能进行车辆1全体的操纵。

主控制装置161具有单独车辆2单独行驶时的单独模式和与主体车辆3连接并且作为车辆1行驶时的连接模式。

单独模式的时候，主控制装置161进行用于把单独车辆2作为倒立振子车辆工作的控制；在连接模式的时候，进行与主控制装置161协作、单独车辆2作为车辆1的一部分工作的控制。

如果更具体地描述两模式下的主控制装置161的动作的不同，就如下所述。

在单独模式的时候，主控制装置161一边保持单独车辆2的平衡，一边行驶。而且，加减速时的扭矩控制也成为与单独车辆2的车重对应的控制。此外，在驱动轮11a和11b产生转速的差，进行转向。

另一方面，在连接模式的时候，主控制装置161没必要保持单独车辆2的平衡。此外，加减速时的扭矩控制也成为与单独车辆2和主体车辆3相加的车重对应的控制。此外，使驱动轮11a和11b与主体车辆3的前轮同步，向着转向方向，进行转向。

电机控制装置163，是从直流电流生成交流电流的装置，按照来自主控制装置161的指令，变换电池160供给的直流电流，作为输出给定的相数、频率、电压的交流的交流电源起作用。

驱动电机12由从电机控制装置163供给的电力驱动，驱动驱动轮11a和11b。

另一方面，主体车辆3的主控制装置161a在连接时按照通过信号电缆60从操纵装置15发送的行驶要求，控制电机控制装置163a。据此，控制驱动电机12a。

另外，虽然不图示，但是主控制装置161a除了电机控制装置163a的控制，还进行前轮的转向、各车轮的制动(刹车)、尾灯等显示灯的点亮和熄灭等车辆1在工作上在主体车辆3一侧必要的各种控制。

在第3实施方式中，驱动电机12a只配置在前轮，与单独车辆2合为一体，作为车辆1行驶时，成为前轮驱动车辆。

另外，通过在2个后轮也分别配置驱动电机12a，可以变为4轮驱动车辆。

这时，主控制装置161a进行关于后轮的驱动控制。此外，后轮也能转向，用主控制装置161a控制前轮(驱动轮)的角度、两后轮(驱动轮)的角度.

图25表示单独车辆2的主控制装置161的结构。

主控制装置161同时具有单独车辆2作为单独车辆行驶时进行倒立振子行驶的功能(单独行驶功能)、与主体车辆3连接时与主体车辆3协作并且作为车辆1行驶的功能(连接模式)。以下，说明构成主控制装置161的各构成要素。

控制单元16具有电池160、主控制装置161、陀螺传感器162、电机控制装置163、存储部164、车辆间通信系统165。

电池160对驱动电机12供给电力。此外，对主控制装置161也供给控制用的低电压的电源。

主控制装置161具有主CPU，由具有未图示的存储各种程序或数据的ROM、作为作业区使用的RAM、外部存储装置、接口部的计算机系统构成。

保持倒立振子车辆的姿态的姿态控制程序、根据来自操纵装置15的各种指示信号控制行驶的行驶控制程序等各种程序存储在ROM(或者存储部164)中，主控制装置161通过执行各种程序，进行对应的处理。

另外，姿态控制程序在单独模式时进行。此外，行驶控制程序具有单独模式用的控制算法和连接模式用的控制算法双方，在单独行驶时，执行单独模式用的控制算法，在连接行驶时，执行连接模式用的控制算法。

陀螺传感器162在单独模式时为了进行倒立振子行驶而使用，作为感知搭乘部13的姿态的姿态感知传感器起作用。

陀螺传感器162作为基于搭乘部13的倾斜的物理量，检测搭乘部13的角加速度和倾斜角度θ。

主控制装置161从由陀螺传感器162检测的倾斜角度，认知倾斜方向。

另外，在第3实施方式的陀螺传感器162中，检测角加速度和倾斜角，对主控制装置161供给，但是也可以只检测角加速度。

这时，主控制装置161积蓄从陀螺传感器162供给的角速度，计算角加速度和角度，取得倾斜角。

此外，作为姿态感知传感器，除了陀螺传感器162以外，还能使用液体转子型角加速度计、涡流式的角加速度计等输出与搭乘部13倾斜时的角加速度对应的信号的各种传感器。

液体转子型角加速度计代替伺服型加速度计的振子，检测液体的移动，从通过伺服机构使该液体的移动平衡时的反馈电流测定角加速度。而利用涡电流的角加速度计使用永磁铁构成磁路，在该磁路中配置圆筒形的铝制的转子，根据按照该转子的转向速度的变化，产生的磁电动势，检测角加速度。

电机控制装置163控制驱动电机12。

即按照从主控制装置161供给的驱动扭矩、速度、转向方向的各指示信号，控制驱动电机12。

主控制装置161根据来自操纵装置15的行驶要求而工作，在单独模式时，按照行驶要求，控制电机控制装置163，在连接模式时，按照行驶要求，控制电机控制装置163，此外，通过车辆间接口165把行驶要求发送给主体车辆3。主控制装置161和车辆间通信系统165构成行驶要求发送机构。

通过把驱动扭矩、速度、转向方向的各指示信号发送给电机控制装置163，进行电机控制装置163的控制。

电机控制装置163具有驱动电机12用的单独模式用的扭矩-电流映射和连接模式用的扭矩-电流映射。

电机控制装置163，按照与行驶模式对应的扭矩-电流映射对驱动电机12输出与从主控制装置161供给的驱动扭矩对应的电流的方式，进行控制。

另外，在单独模式时，从主控制装置161供给的驱动扭矩在车辆停止时，是用于姿态控制的扭矩指令值T，在行驶中，是从驾驶员的驱动要求所对应的扭矩指令值加减用于姿态控制的扭矩指令值T后的值。

在连接模式时，用于姿态控制的扭矩没必要，所以从主控制装置161供给与驾驶员的驱动要求对应的驱动扭矩。

另外，电机控制装置163和驱动电机12构成单独车辆驱动机构。

在存储部164，作为与主体车辆3的连接行驶所必要的各种信息，存储本车辆的识别编号即单独车辆ID、主体车辆的识别编号即主体车辆ID、地图数据(道路数据)等各种数据。

单独车辆ID是主体车辆3用于识别单独车辆2的编号。基于单独车辆ID的主体车辆3能识别连接的单独车辆2。

据此，主体车辆3能在不属于车辆1的其他单独车辆与车辆1连接的情况下，识别它，不受基于该单独车辆的控制地构成。同样，单独车辆2在与不属于车辆1的其他主体车辆连接时，能检测到它。

车辆间接口165是用于对主体车辆3发送行驶要求的接口。在车辆间接口165设置连接信号电缆60(参照图24)的连接器，与主体车辆3连接时，手动或自动地连接信号电缆60。

另外，主控制装置161不仅通过车辆间接口165对主体车辆3发送行驶要求，还能实时地从主体车辆3接收扭矩的发生状况或转向的角度等、用于把握主体车辆3的现在的状态的信息，进行发送与主体车辆3的状态对应的行驶要求等反馈控制。

另外，在第3实施方式中，通过使用信号电缆60的有线通信，进行行驶要求的发送，但是能通过使用电波或红外线的无线通信，进行行驶要求的发送地构成。

如果如此单独车辆2和主体车辆3进行无线通信地构成，在连接单独车辆2之前对主体车辆3发送指示，在连接前起动主体车辆3的远程操作成为可能。

输入部171配置在显示和操作部17(参照图2)，作为用于各种数据或进行指示、选择的输入机构工作。

输入部171由配置在显示部172上的触摸屏和专用的选择按钮构成。触摸屏部分检测与显示部172上显示的各种选择按钮对应、由搭乘者按下(触摸)的位置，从该按下位置和显示内容取得选择内容。

显示部172配置在显示和操作部17。显示部172对来自输入部171的选择或成为输入对象的按钮或说明进行显示。

作为显示部172上显示的选择按钮，例如显示行驶位置(位置关系)选择按钮等各种按钮。

现在位置检测装置18用于检测车辆的现在位置(由纬度、精度构成的绝对坐标值)，使用利用人造卫星测定车辆的位置的GPS(GlobalPositioning System)接收装置、检测地磁并且求出车辆的方位的地磁传感器、陀螺传感器、车辆传感器等的1个或多个。

从由现在位置检测装置18检测的现在位置、存储部164的地图数据，通过地图比对，确定现在行驶的道路，取得道路宽度信息(道路宽度信息取得机构)，在判断是否需要行驶状态的变更中使用。

相对位置检测部19检测与主体车辆3的相对位置，检测值在与主体车辆3连接时利用。主控制装置161使用该检测值，把单独车辆2诱导到主体车辆3的连接位置，能自动连接。

主体车辆检测传感器20是检测是否与主体车辆3连接的传感器。主控制装置161在由主体车辆检测传感器20确认了与主体车辆3的连接的时候，以连接模式工作，在没确认连接时，以单独模式工作。

对主控制装置161，从驱动电机(车轮电机)12、操纵装置15、陀螺传感器162、现在位置检测装置18、输入部171、相对位置检测部19供给与各装置、仪器对应的信息，按照这些信息，并进行姿态、行驶、制动的各控制，第3实施方式的单独行驶控制，以及连接行驶控制。

从驱动电机12供给表示扭矩和转子位置的信息，从操纵装置15供给加速指示信息、减速指示信息、表示转向方向的转向信息，从陀螺传感器162供给搭乘部的角速度，从现在位置检测装置18供给车辆的现在位置(纬度、经度)，从输入部171供给乘员对显示部172上显示的各种按钮的选择信息，从相对位置检测部19供给相对于主车辆的相对位置关系，从主体车辆检测传感器20供给与主体车辆3的连接的有无。

图26表示主体车辆3的主控制装置161a的结构。

主控制装置161a的结构大致是从单独车辆2的主控制装置161去掉倒立振子行驶用的系统，对于与主控制装置161对应的构成要素，在相同的符号附加英文字母a。此外，关于与主控制装置161同样的构成部分，适宜省略说明。

控制单元16a具有电池160a、主控制装置161a、电机控制装置163a、存储部164a、车辆间接口统165a。

电池160a、电机控制装置163a的功能分别与单独车辆2的电池160、电机控制装置163a相同。

存储部164a除了存储本身的ID编号即主体车辆ID，还存储单独车辆2的ID编号即单独车辆ID。

主控制装置161a与单独车辆2连接时，从单独车辆2取得单独车辆ID，确认它与存储部164a中存储的单独车辆ID相同，从而能确认单独车辆2是构成车辆1的单独车辆。

车辆间接口统165a是连接用于与单独车辆2通信的信号电缆60的接口。主控制装置161a能通过车辆间接口统165a从单独车辆2接收行驶要求。

主控制装置161a按照从单独车辆2发来的行驶要求，对电机控制装置163a发送控制信号，或者访问存储部164a。

此外，虽然未图示，但是主控制装置161a通过转向控制装置进行转向操作，通过刹车控制装置进行刹车操作。

主控制装置161a和车辆间接口统165a构成行驶要求接收机构，电机控制装置163a和驱动电机12a构成主体车辆驱动机构。

图27是表示单独车辆2和主体车辆3的动作的程序流程图。

主控制装置161控制单独车辆2的动作，主控制装置161a控制主体车辆一侧的动作。

如果驾驶员起动单独车辆2，主控制装置161就判断是单独行驶或者连接行驶(步骤105)。即主控制装置161通过主体车辆检测传感器20(图25)确认为未进行与主体车辆3的连接时，判断为单独行驶，确认到与主体车辆3的连接时，判断为连接行驶。

在判断为单独行驶时(步骤150；Y)，主控制装置161设定为单独行驶模式(步骤130)。

然后，主控制装置161按照驾驶员操作操纵装置15引起的行驶要求，进行倒立振子行驶(步骤135)。

接着，主控制装置161判断是否进行行驶(步骤140)。

该判断，例如，在驾驶员用操纵装置15指示单独车辆2的起动停止时，判断为不继续行驶，在没有进行起动停止的指示时，判断为继续行驶(步骤140)。

主控制装置161在判断为继续行驶时(步骤140；Y)，回到步骤135，继续倒立振子行驶，判断为不继续行驶时(步骤140；N)，结束动作。

另一方面，在步骤105中，主控制装置161判断为连接行驶时(步骤105；N)，主控制装置161设定为连接行驶模式(步骤110)。

主控制装置161从操纵装置15取得驾驶员操作操纵装置15引起的行驶要求，把它发送到主体车辆3的主控制装置161a(步骤115)，并且控制单独车辆2的连接行驶(步骤120)。

主控制装置161判断是否继续行驶(步骤125)。

主控制装置161在判断为继续行驶时(步骤125；Y)，回到步骤115，继续连接行驶，在判断为不继续行驶时(步骤125；N)，停止动作。

而在主体车辆3，单独车辆2进行连接行驶模式时，主控制装置161a从主控制装置161接收行驶要求(步骤205)，主控制装置161a按照该行驶要求，控制主体车辆3的连接行驶(步骤210)。

接着，主控制装置161a判断是否继续行驶(步骤215)，在判断为继续行驶时(步骤215；Y)，回到步骤205，继续连接行驶，在判断为不继续行驶时(步骤215；N)，停止动作。

主控制装置161在停止动作时，对主控制装置161a指示动作的停止，主控制装置161a根据该指示的有无，判断是否停止动作。

根据以上说明的第3实施方式，能取得如下的效果。

(1)除了连接单独车辆2和主体车辆3，作为通常的车辆使用，单独车辆2还能从主体车辆3脱离，作为1人利用的车辆使用。

(2)以单独车辆2单独行驶时，不伴随着主体车辆3，所以能降低运用成本，谋求使用能量的效率化。

(3)单独车辆2和主体车辆3能彼此确认对方的车辆ID，所以能防止在主体车辆3连接属于其他车辆的单独车辆。

在第3实施方式中，作为一个例子，由倒立振子车辆构成车辆1，但是它并不限定车辆1的形式，例如也可以由具有3轮车或4轮车等具有多个车轴的车辆构成。

此外，在第3实施方式中，驾驶席部分从主体车辆3脱离地构成，但是并不局限于此，也可以以驾驶席和副驾驶席能与后方的乘员席连接、脱离的方式构成，驾驶席和副驾驶席从后方的乘员席脱离，单独行驶。

下面，使用图28的各图说明单独车辆2和主体车辆3的变形例。

如图28(a)所示，单独车辆2a和主体车辆3a由连接装置5和连接装置6连接，构成车辆1a。

主体车辆3a，具有与具有2个前轮和2个后轮的一般车辆相同的车轮结构。驱动系统可以由前轮驱动、后轮驱动、或者4轮驱动的任意一种构成。

在主体车辆3a的前轮之间设置具有驾驶席的单独车辆2a的收容空间4，通过连接装置5和连接装置6连接单独车辆2a。

如此，在单独车辆2a与主体车辆3a连接时，车辆1a能与通常的车辆同样地驾驶。

单独车辆2的驱动轮，能与主体车辆3a的车轮联动驱动地构成。这时，在主体车辆3a的前轮转向时，与它们同步而转向。

此外，单独车辆2a的驱动轮，也可以在连接中被收容在单独车辆2a中所设置的收容空间4中，与地面不接触地构成。这时，单独车辆2a在主体车辆3a脱离时，单独车辆2a从收容空间取出驱动轮而接触地面。

图28(b)表示单独车辆2a从主体车辆3a脱离，进行倒立振子的单独行驶。

单独处理2a从主体车辆3a脱离，则进行基于倒立振子的单独行驶。

如此，通过与通常的车辆同样用4轮构成主体车辆3a，嵌入单独车辆2a，能取得以下的效果。

(1)主体车辆3a具有4轮，所以在单独车辆2脱离时，主体车辆3a的车体的平衡维持特性优异。

(2)主体车辆3a具有4轮，所以主体车辆3a能承受大的重量。因此，能用主体车辆3a构成巴士或卡车等大型车辆。

(3)对于以在连接时收容单独车辆2a的驱动轮的构成的情况，在连接行驶时，单独车辆2a没必要驱动。因此，单独车辆2a可以只进行倒立振子行驶，能简化单独车辆2a的控制系统。

(4-1)下面，说明第4实施方式。

第4实施方式涉及连接车辆、连接装置和车辆，例如涉及多个车辆连接行驶时的能量的供给。

(4-2)第4实施方式的背景技术

在以往的汽车等车辆中，无论乘车人数如何，都无法变更尺寸，所以以1人移动时，也必须伴随着没必要的空的位子或空间移动，重量和空间的浪费多，此外，燃料费对于乘员数的效率也变差。

因此，在第1实施方式中，提出组合多个能单独行驶的1人乘坐的车辆，通过在各车辆间联系，一边维持给定的行驶形态，一边一体地行驶的车辆。

在该技术中，按照乘车人数，增减车辆的结合数，最佳尺寸的移动成为可能。在多人的连接状态下，操纵者是主车辆的1人，此外作为从属车辆，根据从担当操纵的主车辆发送的行驶信息，协调控制。

根据该技术，连接的多个车辆能如1台的车辆那样一体地运用。

以单独的车辆行驶时，假定在近处去购物等近距离低速行驶的利用。而在连接行驶时，假定驾驶或旅行等远距离高速行驶的利用。

为了驱动车辆，例如需要电池或燃料电池等电源，但是，如果以近距离行驶为目的，在车辆搭载小型的电源，而在连接进行远距离行驶或高速行驶时，就存在能量不足，输出小，能行驶的距离也缩短的问题。

因此，如果为了能进行远距离行驶而在车辆搭载大型的电源，在单独行驶时，变为必要以上的电源的搭载，电源变得浪费，此外，必须搭载大型、重量大的电源，具有能量效率变差的问题。

因此，第4实施方式的目的在于，在能连接的车辆中，提供与必要对应的能源。

(4-3)为了解决所述的课题，第4实施方式采用以下的结构。

(a)使连接车辆具有：包括通过电力产生行驶用的驱动力的驱动机构和对所述驱动机构供给电力的电源装置的多个车辆；可装卸地连接所述多个车辆的连接机构；以及对所述连接的多个车辆的至少一台的驱动机构供给电力的外部电源装置，而实现所述的目的。

(b)在所述结构(a)的连接车辆中，其特征在于：所述连接的车辆中的至少1台具有在制动时把动能作为电能回收的再生机构、通过所述回收的电能或者所述外部电源装置供给的电力的至少一方对所述电源装置进行蓄电的蓄电机构。

(c)在所述结构(a)或(b)的连接车辆中，其特征在于：具有按照由所述连接的多个车辆产生的驱动力，分配所述外部电源装置供给的电力的电力分配机构。

(d)使连接装置具有连接通过电力产生行驶用的驱动力的多个车辆的连接机构、对所述连接的多个车辆中的至少1台供给电力的外部电源装置，实现所述的目的。

(e)使车辆具有通过电力产生行驶用的驱动力的驱动机构、可装卸地与其他车辆连接的连接机构、在基于所述连接机构的连接时连接在对所述驱动机构供给电力的外部电源装置上的连接机构，实现所述的目的。

(f)在所述结构(e)的车辆中，其特征在于，具有：在制动时把动能作为电能回收的再生机构、通过所述回收的电能或者所述外部电源装置供给的电力的至少一方对所述电源装置进行蓄电的蓄电机构。

(g)使车辆具有通过电力产生行驶用的驱动力的驱动机构、对所述驱动机构供给电力的电源装置、可装卸地与其他车辆连接的连接机构、在基于所述连接机构的连接时从所述电源装置对所述其他车辆的驱动机构供给电力的电力供给机构。

(4-4)第4实施方式的效果

根据第4实施方式，在可连接的车辆中，能使用与单独行驶、连接行驶的行驶状态对应的适当的电源。

(4-5)第4实施方式的概要

在各车辆配置轻量的电池(电源)，在用于连接各车辆的连接装置配置大型的电池(电源)。

各车辆单独行驶时，用各车辆具有的小型、轻量的电池行驶，连接各车辆而连接行驶时，用连接装置具有的大型的电池行驶。

单独行驶时，没必要伴随着行驶所必要以上的大型电池，能量效率提高。而连接行驶，远距离移动时，从大型的电池能接受足够行驶的能量的供给。

此外，在连接时，通过大型的电池和/或再生能量把小型的电池充电，无论何时切换为单独行驶，都能把小型电池的充电量维持在给定以上的状态。

如此在车辆连接时，通过使大型能量源合为一体，在连接行驶时、单独行驶时，能分别提供最效率的电源系统。

(4-5)第4实施方式的细节

第4实施方式的车辆连接多台能单独行驶的1人乘坐的车辆(合为一体)，构成连接车辆，各车辆的控制系统联系，一边维持给定的行驶形态，一边一体地行驶。

连接车辆中1台成为主车辆，对其他车辆(从属车辆)发送行驶信息，进行全体的操纵。

图29表示由1台的主车辆和3台的从属车辆构成的连接车辆的编成例。

连接装置5是在前进方向延伸的柱状构造物，在前进方向前方两侧和后方两侧具有连接机构7、7、7、7。连接机构7构成可装卸地对车辆进行连接的连接机构。

例如在由铁、不锈钢、铝合金等金属构成的框架上安装外装板，形成连接装置5，设计为在行驶中，即使从车辆1～4受到应力，也能承受它。

在设置在前方的连接机构7、7分别连接车辆1和车辆2，在后方的连接机构7、7分别连接车辆3和车辆4。

车辆1～4中的车辆1设定为主车辆，车辆2～4设定为从属车辆。

另外，虽然主车辆设定为1台，但是可以是车辆1～4中的任意一个。

选择了各车辆中设定的主选择按钮的车辆担任主车辆，从选择的车辆对其他车辆通知本车辆是主车辆。

由多个车辆选择了的时候，先选择的车辆成为主车辆。而从先选择的车辆接收通知后，在选择了主选择按钮的其他车辆中，对主车辆已经由其他车辆选择且主选择是无效的这一情况进行警告显示。

车辆1～4都是能独立行使的车辆，具有用于近距离行驶的小型的电池(以下，小电池)。

小电池构成对驱动车辆的驱动电机(驱动机构)供给电力的电源装置。

以下，不特别区别车辆1～4的小电池的时候，只记载为小电池，在区别的时候，对车辆1的小电池附加车辆的编号和小电池1而表示。

各车辆在两侧面具有连接机构，这些连接机构中面对着连接装置5的一侧的连接机构与连接装置5的连接机构结合而连接。例如，车辆1通过面向前进方向、左侧的连接机构与连接装置5连接，但是在车辆1配置在车辆2的位置时，通过面向前进方向、右侧的连接机构与连接装置5连接。

连接装置5，具有对车辆1～4供给电力的大型的大电池6、把大电池6的电流输送给车辆1～4的送电电缆，还具有连接车辆1～4的电子控制系统的信号电缆。

大电池6比小电池充电容量大很多，能对车辆1～4供给远距离行使所必要的电力。大电池6构成对连接的多个车辆的至少1台的驱动机构供给电力的外部电源装置。

另外，车辆1～4中搭载的小电池设计为以满充电状态开始单独行驶，以给定的定速V1(例如，30km/h)能行驶给定距离L1(例如30km)的容量。

另一方面，大电池在连接行驶时，各车辆不使用小电池，只使用大电池，设计为用满充电状态开始行驶，以给定速度V2(＞V1，V2＝80km/h)能行驶给定距离L2(＞L1，例如300km)的容量。

此外，在第4实施方式中，作为能量源，使用小电池1～4和大电池6，但是，例如也可以利用小型电容器和大型电容器等能进行能量的供给和回收(再生)的其他形态的能量源。

此外，作为大电池，可以使用燃料电池，作为小电池，可以使用电容器(再生充电用)和燃料电池。

送电电缆把大电池6的电力输送给车辆1～4的驱动电机，还从大电池6对各小电池送电，把它们充电，或者从某车辆的小电池对其他车辆的小电池送电等。

即连接车辆具有大电池6和小电池1～4的合计5个电源，但是送电电缆配置为能从任意一个选择用于驱动的电源。同样，布线为，能从大电池6和小电池1～4选择再生能量的再生目标。

送电电缆和信号电缆的连接器设置在连接机构7，如果把车辆1～4与连接装置5连接，就同时进行这些电的连接。送电电缆的连接器，构成与在连接时供给电力的外部电源装置连接的连接机构。

如上所述，连接装置5具有物理地连接车辆1～4的功能和电连接的功能。

在第4实施方式中，如上所述，物理地连接车辆1～4，但是如专利文献1所述，也可以通过使用主车辆发出的行驶信息，从属车辆维持队形地行驶的软连接而进行连接。这时，把送电电缆和信号电缆与车辆1～4连接。

这时，以无线收发信号地构成，也能省略信号电缆。

此外，连接装置5除了具有图29所示的刚性，固定各车辆的位置关系的构造，例如还能使用蛇腹管、铰链连接的棒构件、钢索等具有能在给定的允许范围内变形的构造的装置。

使用前者的具有刚性的连接装置时，为了连接车辆转向，而以车轴相对于车体向转向方向旋转的方式构成。

使用后者的可变形的连接装置时，可以固定车体和车轴，或者车轴相对于车体而转向地构成。在固定车体和车轴时，车辆通过调节左右轮的转速，能转向。

下面，说明通过信号电缆，在主车辆(车辆1)和从属车辆(车辆2～4)之间收发的行驶信息。

主车辆在与乘员进行的驾驶操作对应的速度/方向进行必要的驱动。

与此同时，主车辆对各从属车辆指令，从而与本车同步(跟随)。

即主车辆为了与本车同步(连接关系的维持)，把速度、方向、与本车(主车辆)的相对位置作为行驶信息(跟随指令)发送给其他从属车辆。

而各从属车辆根据跟随指令行驶，作为本车信息，把由本车的速度、方向构成的状态信息反馈给主车辆。

主车辆按照反馈的各状态信息、现在的本车辆的行驶状态、驾驶操作，生成行驶信息，对从属车辆发送。

如此，通过一边重复来自主车辆的跟随命令、来自从属车辆的状态信息的反馈，一边行驶，对连接装置尽量不作用负荷，进行连接行驶。

特别是，连接装置具有可变形的构造时，通过并用物理的连接和使用反馈的软连接，能一边使队形变化，一边行驶，进行灵活的行驶。

主车辆根据从各从属车辆发来的信号，监视包含本车的各车辆的小电池的充电量的充放电状态，并且根据来自大电池6中设置的传感器的信号，也监视包含大电池6的充电量的充放电状态。

然后，主车辆在连接车辆加速行驶时，对包含本车的各车辆指示从哪个电源使用多少电力，并且对包含本车的各车辆指示制动时的再生电力返回到哪个电源。

如此，在连接车辆中，在主车辆搭乘驾驶员，并且各从属车辆搭乘乘员，能与通常的乘用车同样地运用。

另外，在第4实施方式中，说明通过连接装置5，在前方配置2台车辆，在后方配置2台车辆的情形，但是车辆的连接形态并不局限于此，例如能提供如下那样的连接装置5：即在车辆3、4的后方各配置2台更多的车辆，更多人能乘车，或者各车辆在前进方向排为1列，在狭窄的道路中也能通行，或者在垂直于前进方向的方向把各车辆排为1列。

第4实施方式的车辆1～4的外观结构如图2和第1实施方式的说明所述。

另外，虽然在图2中未图示，但是第4实施方式的倒立振子车辆具有用于在左右与连接机构7连接的连接机构。

另外，在第4实施方式中，由倒立振子车辆构成车辆1～4，但是并不限定这些车辆的构造，例如也能使用单车、3轮车、4轮车、履带式车辆等具有多个车轴的车辆。也能使用具有1个球状的车轮的倒立振子车辆。

此外，也可以是车辆1为倒立振子车辆，车辆2为单车等，连接多种车辆，作为连接车辆。

下面，说明第4实施方式的连接机构7。

图30(a)是表示车辆一侧的连接机构7a和连接装置5一侧的连接机构7b的一个例子的图。该连接机构例如采用与列车的连接装置同样的结构。

连接机构7a和连接机构7b构成通过机械的结合机构，进行连接和脱离的连接机构，连接机构7a构成单体车辆一侧连接机构，连接机构7b构成主体车辆一侧连接机构。

在连接机构7a形成凹部50a和凸部51a以及转子52a。而在连接机构7b形成凹部50b和凸部51b以及转子52b。

凹部50a和凸部51b、凸部51a和凹部50b分别相对，它们彼此配合，进行连接机构7a和连接机构7b的连接时的定位。

此外，在连接时，转子52a和转子52b的轴构件位于同心上，通过把解放杆53倒向关闭一侧，能固定它们。而如果解放杆53倒向打开一侧，就解除轴构件的固定，连接机构7a和连接机构7b分离。

另外，在第4实施方式中，使用解放杆53以手动进行转子52a和转子52b的固定和解放，但是，例如也能使用油压或电磁力等外力，自动开关解放杆53地构成。

此外，连接机构7a和连接机构7b也可以是其它结构，也可以采用具有把连接机构7a和连接机构7b定位的定位功能以及在定位的位置把连接机构7a和连接机构7b锁住的锁机构的其他机械性连接机构。

图30(b)是表示连接机构7a和连接机构7b的其他一个例子的图。

本例子的连接机构7a和连接机构7b构成通过电磁的结合力进行连接和脱离的连接机构，连接机构7a构成单体车辆一侧连接机构，连接机构7b构成主体车辆一侧连接机构。

连接机构7a和连接机构7b都由电磁铁构成，磁极相对。对连接机构7a和连接机构7b供给的励磁电流都由主车辆的控制单元控制。

这时，连接装置5根据来自主车辆的指示，在有4处的各连接机构7b形成具有给定的极性(N极或者S极)的磁极。

另一方面，主车辆在自己的连接机构7a形成具有与连接机构7b上形成的磁极相反的极性的磁极，并且对各从属车辆指令分别在自己的连接机构7a形成与具有与连接机构7b上形成的磁极相反的极性的磁极。

这样，各车辆的连接机构7a和连接装置5的连接机构7b形成相反极性的磁极，通过在这些磁极间作用的吸引力，各车辆和连接装置5连接。

这里，在脱离时，如果使连接机构7a和连接机构7b中一方的磁极反转地构成，在连接机构7a和连接机构7b之间就产生斥力，各车辆从连接装置5的脱离变得更容易。

此外，除了连接机构7a和连接机构7b，还可以具有机械地假连接各车辆和连接装置5的机构，在主车辆不起动时，停止对连接机构7a和连接机构7b供给的电流，用假连接机构连接各车辆和连接装置5地构成。这时，在主车辆不起动时，对连接机构7a和连接机构7b不供给电流，能抑制耗电。

图31表示在车辆1(主车辆)上搭载的控制单元16的结构。另外，在车辆2～4搭载的控制单元16也具有同样的结构。

控制单元16，具有在车辆单独行驶时进行倒立振子行驶的功能(单独行驶功能)、车辆与连接装置5连接并且作为主车辆起作用的主模式、车辆与连接装置5连接并且作为从属车辆起作用的从属模式。以下，说明构成控制单元16的各构成要素。

控制单元16，具有主控制装置161、陀螺传感器162、电机控制装置163、存储部164、车辆间接口165。

主控制装置161，具有主CPU，由具有不图示的存储各种程序或数据的ROM、作为作业区使用的RAM、外部存储装置、以及接口部的计算机系统，而构成。

保持倒立振子车辆的姿态的姿态控制程序、根据来自操纵装置15的各种指示信号控制行驶的行驶控制程序等各种程序存储在ROM(或者存储部164)中，主控制装置161通过执行各种程序，进行对应的处理。

另外，姿态控制程序在单独行驶模式时能执行。此外，行驶控制程序具有用于单独行驶模式、主模式、从属模式的各控制算法，在单独行驶时，执行单独行驶模式用的控制算法，在作为主车辆连接行驶时，执行用于主模式的控制算法，在作为从属车辆连接行驶时，执行用于从属模式的控制算法。

陀螺传感器162在单独行驶模式时，为了进行倒立振子行驶而使用，作为感知搭乘部13的姿态的姿态感知传感器起作用。

陀螺传感器162作为基于搭乘部13的倾斜的物理量，检测搭乘部13的角加速度和倾斜角度θ。

主控制装置161从由陀螺传感器162检测的倾斜角度，认知倾斜方向。

另外，在本第4实施方式的陀螺传感器162中，检测角加速度和倾斜角，对主控制装置161供给，但是也可以只检测角加速度。

这时，主控制装置161积蓄从陀螺传感器162供给的角速度，计算角加速度和角度，取得倾斜角。

此外，作为姿态感知传感器，除了陀螺传感器162以外，还能使用液体转子型角加速度计、涡流式的角加速度计等输出与搭乘部13倾斜时的角加速度对应的信号的各种传感器。

液体转子型角加速度计代替伺服型加速度计的振子，检测液体的移动，根据通过伺服机构使该液体的移动平衡时的反馈电流测定角加速度。而利用涡电流的角加速度计使用永磁铁构成磁路，在该磁路中配置圆筒形的铝制的转子，根据对应于该转子的转向速度的变化而产生的磁电动势，检测角加速度。

变换器21把从小电池或大电池6供给的直流电流变换为交流电流，对驱动电机12供给，或者在驱动电机12的驱动时，把从驱动电机12再生的再生能量(交流电流)变换为直流，输送给小电池或大电池6，而蓄电。

如此在第4实施方式中，使变换器21具有进行再生能量的变换的功能，但是也可以具有由转换器构成的再生用的交流直流变换装置。

通过进行再生，能把由于制动而失去的动能变换为电能，在电源中蓄电，能提高能量的使用效率。

如此，连接车辆具有在制动时把动能作为电能回收的再生机构。

电机控制装置163控制变换器21，据此，控制驱动电机12。

即电机控制装置163按照从主控制装置161供给的驱动扭矩、速度、转向方向的各指示信号，控制变换器21，控制驱动电机12。

主控制装置161在作为主车辆行驶时，根据来自操纵装置15的行驶要求，作为从属车辆行驶时，根据从主车辆接收的行驶信息，把驱动扭矩、速度、转向方向的各指示信号提供给电机控制装置163。

电机控制装置163具有驱动电机12用的扭矩-电流映射。

按照该扭矩-电流映射，电机控制装置163，以生成与从主控制装置161供给的驱动扭矩对应的电流并对驱动电机12输出的方式，控制变换器21。这时，电机控制装置163对变换器21，指定基于来自主控制装置161的指令而使用的电源(大电池6或/和小电池)。此外，电机控制装置163对变换器21进行使用的电源的指定和再生能量的再生目标(大电池或小电池)的指定。

另外，从主控制装置161供给的驱动扭矩，在车辆停止时，是用于姿态控制的扭矩指令值T，在行驶中，是从与驾驶员的驱动要求相对应的扭矩指令值加减用于姿态控制的扭矩指令值T后的值。

这里，进一步详细说明电机控制装置163进行的电源指定。

对于车辆1的情况，作为变换器21接受电力的供给的电源，除了本车辆的小电池1，还有大电池6、连接的其他车辆的小电池2～4。

变换器21配置为能与这些任意的电源连接，如果从电机控制装置163有电源的指定，就与指定的电源连接。

例如，如果从电机控制装置163，作为电源，指定大电池6，变换器21就与大电池6连接，从大电池6取得驱动用的电力。此外，如果从电机控制装置163，作为再生目标，指定大电池6，变换器21就对大电池6输送再生电流。

以上的例子是对于车辆1的情况，但是主车辆的控制单元包含本车辆，对各车辆，能从大电池6、小电池1～4选择电源和再生目标。

如此，连接车辆具有通过由再生回收的电能、或者大电池6供给的电力的至少一方，对小电池进行蓄电的蓄电机构。

此外，电机控制装置163对于变换器21，能重复指定多个电源。

例如，如果电机控制装置163作为电源指定小电池1和大电池6，变换器21就与小电池1和大电池6连接，从两者同时接受电力的供给。同样，在小电池1和大电池6也能同时进行再生。

这样重复使用多个电源时，电机控制装置163，对变换器21能指定各电源的电力的供给比例(驱动的时候)、再生电流的送电比例(制动的时候)。

例如，如果电机控制装置163对于变换器21指定驱动变换器21的电流中70％从大电池6供给，剩下30％从小电池1供给，变换器21就以该比例从大电池6和小电池1取得电力。对于再生的情况，也是同样。

另外，以下，为了使说明变得简单，省略向多个电源的同时连接的情形。

主控制装置161能以单独行驶模式、主模式、从属模式进行动作。

在单独行驶模式时，主控制装置161根据来自操纵装置15的行驶要求而动作，进行用于车辆单独行使的信息处理。

在主模式的情况下，根据来自操纵装置15的行驶要求，控制本车辆，并且从车辆间接口165对各从属车辆发送驱动扭矩、速度、转向方向、电源指定等各指示信号，从而控制从属车辆。

在从属模式的时候，通过车辆间接口165，从主车辆接收驱动扭矩、速度、转向方向、电源指定等各指示信号，据此，控制本车辆。

在存储部164，存储姿态控制程序等程序，作为与其他车辆的连接行驶所必要的各种信息，存储作为本车辆的识别编号的车辆ID、作为其他车辆的识别编号的车辆ID等各种数据。其他车辆的车辆ID在连接时取得，控制单元16把它们存储到存储部164。

主车辆，能根据这些从属车辆的车辆ID，识别连接的各从属车辆，各从属车辆也能根据车辆ID，识别主车辆或连接的其他从属车辆。

车辆间接口165，是用于与由连接装置5连接的其他车辆之间收发各种信号的接口。主车辆的时候，通过车辆间接口165接收表示各从属车辆的状态的信号，并且对各从属车辆发送指示信号。

在车辆间接口165设置对连接装置5中内置的信号电缆进行连接的连接器，在与连接装置5的连接时，手动或自动连接信号电缆。

另外，在第4实施方式中，通过使用信号电缆的有线通信，进行各种信号的收发，但是例如也能通过使用电波或红外线的无线通信，进行信号的发送。

输入部171，配置在显示和操作部17(参照图2)，作为用于各种数据或进行指示、选择的输入机构工作。

输入部171由配置在显示部172上的触摸屏和专用的选择按钮构成。触摸屏部分检测与显示部172上显示的各种选择按钮对应、由搭乘者按下(触摸)的位置，从该按下位置和显示内容取得选择内容。

显示部172配置在显示·操作部17。显示部172显示来自输入部171的选择或成为输入对象的按钮或说明。

相对位置检测装置19检测连接装置5的位置，检测值在与连接装置5连接时利用。控制单元16使用该检测值，能够把本车辆诱导到连接装置5的连接位置而自动连接。

连接传感器20，是检测连接装置5和主体车辆3的传感器。未检测与连接装置5的连接时，控制单元16以单独行使模式工作，在检测到与连接装置5的连接时，控制单元16以主模式或者从属模式工作。驾驶员在输入部171按下选择按钮，选择主模式和从属模式。

对主控制装置161，从变换器21、操纵装置15、陀螺传感器162、输入部171、相对位置检测装置19、连接传感器20供给与各装置、仪器对应的信息，按照这些信息，进行姿态、行驶、制动的各控制、第4实施方式的单独行驶控制、连接行驶控制。

从驱动电机12供给表示扭矩和转子位置的信息，从操纵装置15供给加速指示信息、减速指示信息、表示转向方向的转向信息，从陀螺传感器162供给搭乘部的角速度，从输入部171供给驾驶员对显示部172上显示的各种按钮的选择信息，从相对位置检测装置19供给相对于连接装置5的相对的位置关系，从连接传感器20供给与连接装置5的连接的有无。

下面，使用图32说明连接车辆的电力的供给和再生。

主车辆的控制单元(例如车辆1的控制单元16)对各从属车辆指令，进行这些电流控制。另外，这里，假定以低速行驶，频繁重复加速和减速的城市街道中的行驶。

另外，以下，把车辆1～4中搭载的驱动电机12与小电池同样，分别记载为电机1～4。此外，在图32以下的图中，为了简单，省略变换器21。

连接车辆，作为电源，有大电池6、小电池1～4共计5个，作为再生电力的充电目标，也有大电池6、小电池1～4共计5个。因此，电源的供给源的选择、再生目标的选择有各种组合，可以使用任意一个。

在第4实施方式中，按照以下的基准，进行电源的选择、再生目标的选择。

(基准1)在连接时，基本上使用大电池6，辅助地使用小电池1～4。

首先，关于连接车辆驱动的时候，各车辆从大电池6接受电力的供给，使用它驱动电机1～4。在各大电池6的充电不充分的情况下，或者在放电而变为空的情况下，如后所述，急加速、高速行驶的时候，也使用小电池1～4。

(基准2)

在连接时，各车辆对小电池1～4优先地再生。

任意小电池都变为满充电时，各车辆对大电池6再生。

(基准3)

把小电池1～4极力总保持满充电状态。

主车辆的控制单元例如定期检测小电池1～4的充电状态，在不成为满充电的时候，使用大电池6的电流对它们充电。

此外，车辆在单独行驶后，与连接装置5连接时，主车辆检测该车辆的小电池的充电量，在不成为满充电的时候，通过大电池6对它充电。

在连接装置5，在连接时把小电池1～4极力总保持满充电地构成，从而任何时候都能从连接装置5分开车辆，进行单独行驶。

以上，说明电源和再生目标的选择基准，但是根据这些基准，各车辆单独行驶时，在极力满充电的状态下，能从连接装置5脱离。

此外，在这些基准中能有各种变形。例如，使主车辆具有学习能力，学习包含本车在内各车辆单独行驶的比例。能够构成为，与单独行驶的比例变为给定值以上的车辆相关地，与连接装置5的连接时使用大电池6而保持满充电，而其他车辆在充电率低于给定值时，使用大电池6充电。据此，能集中管理频繁单独行驶的车辆。

另外，作为其他例子，也考虑以下的情形。即选择小电池中的一个，把该小电池用于再生。这时，在对小电池的充电的过程中，不使用大电池6，而使用再生。而且，在该小电池中蓄电的电能比大电池6优先使用。通过这样构成，能够在每次驱动连接车辆时，把该小电池的残余量(充电量)下降到最低限度值，在制动时，能高效积蓄再生能量。

图33是用于说明主车辆的控制单元进行的电源选择步骤的程序流程图。

主车辆的控制单元首先从驾驶员的驾驶操作判断连接车辆要驱动，或者再生(制动)(步骤5)。

要驱动时(步骤5；N)，主车辆的控制单元检测大电池6的充电量(步骤10)。例如，大电池6完全放电，变为空的时候，充电量判断为不充分。

主车辆的控制单元，在检测到大电池6的充电量充分的时候(步骤10；Y)，用大电池6的电力驱动电机1～4(步骤20)，回到步骤5。

主车辆的控制单元对从属车辆的控制单元指示使用大电池6的电力，本车辆也如此使用大电池6的电力，从而进行该控制。

另一方面，在检测到大电池6的充电量不充分的时候(步骤10；N)，主车辆的控制单元使用小电池1～4的电力，驱动电机1～4(步骤15)，回到步骤5。

使用小电池1～4时，在各车辆，构成为使用本车辆的小电池，或者，在全部车辆使用小电池4，小电池4放电到残余量(充电量)的最低限度值后，使用小电池3，决定电池的使用顺序，也可以基于此而使用。

此外，大电池6的充电量是给定基准值，例如40％以下的时候，并用大电池6和小电池1～4地进行控制。

另外，在第4实施方式中，假定连接车辆以大电池6行驶，大电池6放电到给定最低限度值时，此后以小电池行驶。这时，主车辆的控制单元16点亮警告灯等，对驾驶员指示大电池6的充电。

接着，在步骤5中，判断连接车辆要再生时(步骤5；Y)，主车辆的控制单元16判断小电池1～4的充电是否充分(步骤25)。这里，控制单元16在小电池的充电量是80％以上时，判断充电充分。

在充电不充分的时候(步骤25；N)，主车辆的控制单元把向该小电池的再生优先(步骤30)，回到步骤5。

而检测到小电池1～4的充电充分的时候(步骤25；Y)，主车辆的控制单元向大电池6再生(步骤35)，返回到步骤5。

接着，说明连接车辆使用大电池6行驶时，把小电池1～4作为辅助使用的情形。作为辅助必要的情形，例如有急加速的情形和高速行驶的情形。

图34(a)表示急加速时的电力供给状态。

把连接车辆急加速时，有必要在后轮产生大的扭矩。因此，主车辆的控制单元把来自在通常行驶中对各车辆1～4供给电力的大电池6的电力优先分配给相当于后轮的车辆3、4，并且从小电池3、4也对电机3、4供给电力。

这时，对相当于前轮的车辆1、2的电机1、2，停止来自大电池6的电力供给，所以使用来自小电池1、2的电力。

向车辆3、4的电力供给量超过大电池6的电力供给能力的时候，如图所示，把大电池6的电力供给集中在电机3、4，并且从各车辆的小电池对电机1～4供给电力。用小电池补充基于大电池6的电力供给的不足部分，连接车辆能取得急加速时所必要的扭矩。

图34(b)是表示高速行驶时的电力供给的图。在高速行驶的时候，增大前轮的扭矩使连接车辆的行驶稳定，所以理想的是辅助前2轮的电力供给。

因此，主车辆的控制单元把大电池6的电力供给能力优先分配给前方的车辆即车辆1、2。

在向车辆1、2的电力供给量超过大电池6的电力供给能力的时候，如图所示，使大电池6的电力集中到电机1、2，并且从各车辆的小电池对电机1～4供给电力。通过用小电池补充基于大电池6的电力供给的不足部分，连接车辆能取得高速行驶时所必要的扭矩。

以上，如使用图34的各图说明的那样，连接车辆具有按照多个车辆中产生的驱动力，分配大电池6供给的电力的电力分配机构。

下面，说明把小电池1～4作为辅助使用的情形的变形例。

图35(a)是用于说明急加速时的变形例的图。在本例子中，与图32所示的城市街道中的行驶同样，从大电池6向车辆1～4供给通常行驶用的电力，并且关于车辆3、4，从各小电池对电机3、4供给辅助用的电力。据此，能取得急加速时所必要的扭矩。

图35(b)是用于说明高速行驶时的变形例的图。在本例子中，与图32所示的城市街道中的行驶同样，从大电池6向车辆1～4供给通常行驶用的电力，并且关于车辆1、2，从各小电池对电机1、2供给辅助用的电力。据此，连接车辆能取得高速行驶所必要的扭矩。

以上，使用图34、35的各图，说明急加速时、高速行驶时的电力供给，但是也可以采用以下的变形例。

在急加速的时候，在加速的第一阶段，如图35(a)所示，一边从大电池6对电机1～4供给通常的电力，一边用小电池3、4辅助电机3、4。

然后，在第一阶段实现给定的加速度后，在需要大电力的加速的第二阶段，如图34(a)所示，在电机3、4集中大电池6的电力，实现作为目标的加速度。

这时，图35(a)的状态成为从图32的状态向图34(a)的状态转变的中间状态。

而在高速行驶时，在高速行驶的第一阶段，如图35(b)所示，一边从大电池6对电机1～4供给通常的电力，一边用小电池1、2辅助电机1、2。

然后，在第一阶段，高速行驶稳定后，在需要大电力的高速行驶的第二阶段，如图34(b)所示，在电机1、2集中大电池6的电力，维持高速行驶状态。

这时，图35(b)的状态成为从图32的状态向图34(b)的状态过渡的中间状态。

如这些变形例那样，经过中间状态转变为最终的电力供给形态，从而能避免电力供给形态的急剧变化，能减轻向电力供给系统的负担，并能够在使行驶稳定的情况下，快速地从电力供给形态的初始状态转变到最终状态。

在以上说明的第4实施方式中，在连接装置5搭载大电池6，但是也能构成为在任意的车辆上搭载。

例如，如图9所示，可以在车辆4上搭载大电池6。在该连接车辆中，通过车辆4供给的电力而行驶。而且，单独行驶的时候，各车辆从自己的小电池接受电力的供给而行驶。这时，车辆4从大电池6接受电力的供给，单独行驶。

图36所示的车辆4，具有在连接时，从大电池6对其他车辆的驱动电机12供给电力的电力供给机构。另外，车辆1～3具有在连接时把本车辆的小电池的电力对其他车辆供给的电力供给机构。

如此，在任意的车辆搭载大电池的情况下，能简化连接装置5的结构，降低连接装置5的制造成本。电源变为大电池6和小电池1～3这4个，与在连接装置5搭载大电池6时相比，电源减少1个，所以能简化电力的送电系统和送电控制系统。

例如，车辆1～4中，在以频繁单独行驶的车辆是车辆1而其他车辆不在单独行驶中利用的方式限制进行单独行驶的车辆的情况下，理想的是在不进行单独行驶的车辆中搭载大电池6。

另外，在第4实施方式中，作为电源、再生目标，采用大电池6和小电池1～4，但是，如果如电容器那样，是具有蓄电功能和放电功能的装置，就能代替大电池6和小电池而1～4使用。

使用电容器时，代替大电池6，使用大型的电容器，代替小电池1～4，使用小型的电容器。

以上，说明连接车辆的第4实施方式，但是据此，能取得以下的效果。

(1)在单独行驶的时候，使用小型的电池，连接行驶的时候，能使用大型的电池。据此，在连接行驶时，通过大型的能量源，能实现持续行驶距离的延长和输出的提高，所以在单独行驶中，能特别化为低速下的近处的移动，在连接行驶中，能特别化为高速下的长距离移动。

(2)在单独行驶的时候，没必要搭载重量大的大型的电池，所以能提高单独行驶时的能量效率。即在单独行驶时，搭载必要的最小限度的能量源，就可以。

(3)连接车辆具有多个能量源，能量源之间的能量交换成为可能。据此，例如在连接时，使用再生能量和大电池6，能把各小电池充电，所以总能从连接装置5脱离，单独行驶。

(4)单独行驶的车辆能始终轻量小型化，并且搭载必要的最小限度的能量源，就可以。

(5)在单独车辆时，能量使用量是必要的最小限度就可以，所以作为用于移动的工具，能经济地使用，在连接时(合为一体)，与以往的汽车同样，能作为舒适的多人乘坐的汽车使用。

下面，使用图37，说明作为大型的电池，使用燃料电池的情形。

在本例子中，在连接装置5搭载燃料电池31和电容器32。

燃料电池31是通过把氢和氧结合，产生电力的发电机。燃料电池31的燃料直接使用氢，或者主要使用乙醇类或汽油类等液体，所以在燃料补给时，对燃料容器供给这些就可以，与对大电池6充电时相比，能快速进行燃料的供给。

另一方面，电容器32具有存储电荷的性质。因此，电容器32放出积蓄的电荷，能对连接车辆供给行驶用的电力，此外，能把再生能量作为电荷积蓄。

如此，燃料电池31和电容器32能对车辆1～4供给电力，电容器32能回收车辆1～4的再生能量。因此，燃料电池31和电容器32的组合能与第4实施方式中说明的大电池6同样使用。

这样，通常在燃料电池31中，不进行再生能量的回收，所以为了再生能量的回收，设置电容器32，实现与大电池6同样的电力供给功能和再生能量回收功能。

另外，并用燃料电池31和电容器32时，如果以电容器32中积蓄的电荷比燃料电池31优先放电的方式构成，则能使电容器32频繁放电，能确保电容器32具有用于再生的空容量。

图38是表示连接车辆的燃料电池31、电容器32和小电池1～4的使用状况的分情况的一个例子的表。另外，在连接车辆中，电容器32中积蓄的能量最优先在驱动中使用，在以下的分情况中，都成为电容器32放电的状态。

情形1是燃料电池31的燃料充分，小电池1～4的充电量也充分，但是，电容器32为空的状态的情况。

这时，燃料电池31对车辆1～4供给驱动电力，再生能量由电容器32回收。

情形2是燃料电池31的燃料充分，但是小电池1～4和电容器32为空的时候。另外，在图38中，小电池的空表示充电的残余量为给定的最低限度的时候(以下，在图38的说明中相同)。

这时，燃料电池31对车辆1～4供给驱动电力，并且也供给用于对小电池1～4进行充电的电力。再生能量由电容器32回收。

此外，作为类似于情形2的情形，小电池中的一部分为空的时候，燃料电池31对该小电池供给充电用的电力。

情形3是燃料电池31的燃料不充分，小电池1～4的充电量充分，但是电容器32为空的情况。

这时，小电池4对车辆1～4供给行驶用的电力，再生能量由电容器32回收。情形3相当于燃料变没有的紧急事态，但是这时，首先以小电池4行驶，点亮警告灯，对驾驶员指示燃料补给。

情形4是由于在情形3行驶，小电池4变空的时候。这时，小电池3对车辆1～4供给行驶用的电力。再生能量由电容器32回收。

情形5是由于在情形4行驶，小电池3变空的时候。这时，小电池2对车辆1～4供给行驶用的电力。再生能量由电容器32回收。

另外，小电池1在连接行驶中不使用，用于车辆1单独行驶。

如此，连接车辆在燃料电池31的燃料不充分的时候，以给定顺序使用小电池1～4。即作为电源的使用顺序成为电容器32、燃料电池31、小电池4、小电池3、小电池2的顺序。

在以上的说明中，无论什么时候，都用电容器32回收再生能力，但是电容器32变为满充电时，连接车辆对小电池1～4中有充电能量的小电池进行再生。可是，电容器32中积蓄的能量最优先使用，所以电容器32很少会通过再生，变为满充电。

以上，说明用燃料电池31供给电力，用电容器32回收再生能量的情形，但是也能以不具有电容器32的方式构成。这时，代替电容器32，使用小电池1～4中的任意一个。

图39是表示这时的连接车辆的燃料电池31、小电池1～4的使用状况的分情况的一个例子的表。

在本例子中，代替电容器32，使用小电池4。即作为电源，优先使用小电池4，再生的时候，用小电池4回收再生能量。

情形1是燃料电池31的燃料充分，小电池1～3的充电量充分，小电池4为空的时候。即，使用完小电池4的电力后的状态。

这时，燃料电池31对车辆1～4供给驱动用的电力，用小电池4回收再生能量。

情形2是在情形1，通过再生，小电池4变为满充电的时候。即燃料电池31充分，小电池1～4的充电量也充分的时候。

这时，小电池4对车辆1～4供给驱动用的电力，并且也进行再生能量的回收。

如此，连接车辆在通常状态下，一边交替重复情形1和情形2，一边行驶。即连接车辆在小电池4满充电的时候，使用它行驶，如果小电池4变为空，就使用燃料电池31继续行驶。再生用小电池4进行，据此，如果小电池充电，连接车辆就再用小电池4行驶。

如此，小电池1～4都变为满充电的时候，与燃料电池31相比，优先使用任意的小电池(这里，小电池4)，在该小电池中能确保回收再生能量的容量。

情形3是燃料电池31的燃料不充分，小电池1～3的充电量充分，小电池4为空的时候。这时，相当于燃料电池31用完燃料后的紧急事态。

这时，小电池3对车辆1～4供给驱动电力，此外，也进行再生。

情形4是作为以情形3行驶的结果，小电池3变为空的时候。这时，小电池2对车辆1～4供给驱动电力，并且也进行再生能量的回收。

另外，小电池1在连接行驶中不使用，用于车辆1单独行驶。

如上那样，作为电源的使用顺序成为小电池4、燃料电池31、小电池3、小电池2的顺序。

以上，在第4实施方式中，说明使用燃料电池31的例子，但是，燃料电池31和电容器32也可以不在连接装置5，而搭载在任意的车辆(例如车辆4)。

如此，作为连接车辆的电源，使用燃料电池31，能取得如下的效果。

(1)在连接行驶时，通过燃料电池31，能接受电力的供给。

(2)例如能使用液体燃料，所以能迅速进行燃料补给。

(3)燃料使用后变为水，所以伴随着使用燃料，车重量减轻。因此，燃料费提高。

(4)通过搭载电容器32，能高效进行再生能量的回收、回收的再生能量的使用。

Claims (8)

1.一种车辆，执行：使用主导车辆的行驶信息进行从属车辆维持连接形态的行驶的联合行驶，以及以本车辆单独行驶的单独行驶，其特征在于，

包括：

驾驶操作机构，其进行驾驶操作；

行驶信息发送机构，其在联合行驶时将基于由所述驾驶操作产生的行驶要求的行驶信息，对从属车辆发送；

驱动机构，其根据基于所述驾驶操作的行驶要求，驱动本车辆。

2.一种车辆，执行：使用主导车辆的行驶信息进行从属车辆维持连接形态的行驶的联合行驶，以及以本车辆单独行驶的单独行驶，其特征在于，

包括：

驾驶操作机构，其进行驾驶操作；

行驶信息接收机构，其接收从所述主导车辆发送的行驶信息；

驱动机构，其在联合行驶时基于所述接收到的行驶信息而在单独行驶时基于由所述驾驶操作产生的行驶要求，驱动本车辆。

3.一种车辆，其特征在于，

包括：

行驶选择机构，其选择与其他车辆联系并且一体地行驶的联系行驶中的作为主导车辆的主导行驶、联系行驶中的作为从属车辆的从属行驶中的任意一种；

驾驶操作机构，其进行驾驶操作；

行驶信息收发机构，其在主导行驶时，把基于由所述驾驶操作产生的行驶要求的行驶信息对从属车辆发送，在从属行驶时，接收从主导车辆发送的行驶信息；

驱动机构，其在主导行驶时基于由所述驾驶操作产生的行驶要求，而在从属行驶时基于所述接收的行驶信息，驱动本车辆。

4.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，包括：

行驶形态决定机构，其决定联系行驶的行驶形态、以及主导车辆和从属车辆的位置关系；

行驶信息生成机构，其在主导行驶时，基于由所述驾驶操作产生的行驶要求和所述决定的各从属车辆的位置关系，生成各从属车辆的行驶信息；

所述行驶信息收发机构，把由行驶信息生成机构生成的行驶信息对各从属车辆发送。

5.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，

还包括：

行驶形态决定机构，其决定联系行驶的行驶形态，以及主导车辆和从属车辆的位置关系；

行驶形态收发机构，其在主导行驶时把所述已经决定的行驶形态和位置关系，对各从属车辆发送，在从属行驶时接收从主导车辆发送的行驶形态和位置关系；

行驶检测机构，其检测本车辆的车速和行驶方向；

在主导行驶时，所述行驶形态收发机构把所述检测的本车辆的车速和行驶方向作为行驶信息，对从属车辆发送，

在从属行驶时，所述驱动机构根据行驶形态和本车的位置关系，以及主导车辆的车速和行驶方向，控制本车辆的驱动。

6.根据权利要求3或5所述的车辆，其特征在于，

包括：

移动步骤存储机构，其在从特定的行驶形态变更为其他行驶形态时存储各车辆移动的移动步骤；

行驶形态变更机构，其判断从现在行驶中的行驶形态向其他行驶形态的变更的必要性，决定变更后的行驶形态；

在主导行驶时，行驶形态收发机构按照，用于从现在的行驶形态变更为变更后的行驶形态的所述移动步骤，对各从属车辆依次发送变更后的位置关系；

在从属行驶时，驱动机构驱动本车辆，移动到从主导车辆接收的变更后的位置关系。

7.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于：

还具有取得道路宽度信息的道路宽度信息取得机构，

所述行驶形态变更机构根据本车辆的车速和所述取得的道路宽度信息的至少其中之一，判断是否需要行驶形态变更和变更后的行驶形态。

8.根据权利要求3～7中的任意一项所述的车辆，其特征在于，

包括：

由所述驱动机构驱动，配置在一轴上的1或者多个驱动轮；

搭乘部，其配置在所述驱动轮的上方；

姿态感知传感器，其感知所述搭乘部的姿态；

姿态控制机构，其按照所述已经感知得到的搭乘部的姿态，以所述驱动轮的驱动方向保持前后方向的平衡的方式进行所述搭乘部的姿态控制。

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