JP7251490B2

JP7251490B2 - 車両

Info

Publication number: JP7251490B2
Application number: JP2020012735A
Authority: JP
Inventors: 雅樹浅野
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2020-01-29
Filing date: 2020-01-29
Publication date: 2023-04-04
Anticipated expiration: 2040-01-29
Also published as: JP2021116921A

Description

本開示は、車両に関する。

内燃機関と電動発電機とランキンサイクルシステムの膨張機との各装置の間で動力伝達する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１―２２７６１６号公報

上記の特許文献１の技術では、内燃機関と電動発電機と膨張機とのそれぞれの間の動力伝達する機構として、遊星歯車機構とベルト式無断変速機と三つのクラッチとを備えている。それ故、その機構が重厚長大化し、車両への搭載性が悪化するとともに燃費が悪化する。

また、特許文献１の技術は、各装置間の動力伝達系から内燃機関、電動発電機、膨張機のいずれか一つを外して、他の二つの間で動力を伝達させる、あるいは、膨張機から内燃機関と電動発電機とに動力を伝達させる構成である。それ故、排熱を利用できる頻度が減り、排熱を有効利用できていない。

本開示の目的は、内燃機関と電動発電機とランキンサイクルシステムの膨張機の間で動力伝達をする機構を軽薄短小化しつつ、排熱から取り出した動力の利用頻度を高め、燃費を向上する車両を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の態様の車両は、内燃機関と、電動発電機と、前記内燃機関から排出される排気の排熱を回収するランキンサイクルシステムと、前記内燃機関の動力が伝達されるプロペラシャフトと、前記電動発電機、前記ランキンサイクルシステムが有する膨張機、および、前記プロペラシャフトの間で動力を伝達する動力伝達機構と、この動力伝達機構を制御する制御装置と、を備えて構成される車両において、前記動力伝達機構は、前記プロペラシャフトに対して動力の入出力を行う動力入出力装置と、第一駆動軸、第二駆動軸、および、第三駆動軸のいずれか一つの駆動軸に入力された動力を他の二つの駆動軸に分配する状態またはいずれか二つの駆動軸に入力された動力を合わせて他の一つの駆動軸に出力する状態になる動力分配装置と、前記膨張機の駆動軸および前記第一駆動軸の間に介在する第一クラッチと、前記電動発電機の駆動軸および前記第二駆動軸の間に介在する第二クラッチと、前記動力入出力装置の駆動軸および前記第三駆動軸の間に介在する第三クラッチと、を有し、前記第一クラッチ、前記第二クラッチ、および、前記第三クラッチのそれぞれが、ツウウェイクラッチで構成され、前記制御装置により前記第一クラッチ、前記第二クラッチ、および、前記第三クラッチのそれぞれを制御して、前記プロペラシャフトを前記動力伝達機構における動力伝達系から独立させて前記膨張機および前記電動発電機の間で動力を伝達させる状態と、前記膨張機を前記動力伝達系から独立させて前記プロペラシャフトおよび前記電動発電機の間で動力を伝達させる状態と、前記電動発電機を前記動力伝達系から独立させて前記膨張機および前記プロペラシャフトの間で動力を伝達させる状態と、前記膨張機、前記電動発電機、および前記プロペラシャフトのうちの一つから他の二つへ動力を伝達させる状態と、前記膨張機、前記電動発電機、および前記プロペラシャフトのうちの二つから他の一つへ動力を伝達させる状態と、前記膨張機、前記電動発電機、および前記プロペラシャフトの間での動力の伝達を切断する状態と、のいずれかの状態にすることを特徴とする。

本開示によれば、内燃機関と電動発電機とランキンサイクルシステムの膨張機の間で動力伝達をする機構を軽薄短小化しつつ、排熱から取り出した動力の利用頻度を高め、燃費を向上する。

本実施形態の車両の構成を例示する図である。制御装置に対する制御信号の入出力を例示する図である。第１～３クラッチの断接状態に対応した車両の動作内容を例示する図である。

以下、本開示の実施形態の車両について、図面を参照しながら説明する。なお、図１では、Ｘ方向を車長方向、Ｙ方向を車幅方向と規定している。

図１に例示するように、本実施形態の車両１は、エンジン（内燃機関）２と、モータージェネレータ（電動発電機）３と、ランキンサイクルシステム４と、プロペラシャフト５と、動力伝達機構６と、制御装置７と、を備えて構成される。

エンジン２は、各気筒２ａで燃料噴射弁２ｂより噴射された燃料と新気との混合気を燃焼することにより車両の走行用の動力を得ている。エンジン２の排気通路８には、エンジン２から排出される排気Ｇの流れ方向に関して上流側より順に、ターボ式過給システムのタービン（図示しない）、排気後処理装置９、ランキンサイクルシステム４の蒸発器１６が配置されている。排気後処理装置９は、その内部に各種触媒が配置されて、この各種触媒により排気Ｇに含まれる浄化対象物質（例えば、窒素酸化物や微粒子状物質等）を浄化処理する装置である。

排気通路８には、蒸発器１６をバイパスするバイパス通路１０が接続されている。排気通路８からバイパス通路１０への分岐点には、三方弁（バイパス弁）１１が配置されている。三方弁１１の開閉状態により、排気Ｇは蒸発器１６またはバイパス通路１０のいずれか一方に流れる。

モータージェネレータ３は、動力伝達機構６を介してランキンサイクルシステムの膨張機１７やプロペラシャフト５に接続されるとともに、インバータ１２を介してバッテリ１３に接続されている。

モータージェネレータ３は、バッテリ１３に充電された電力が供給されることで駆動する。この駆動力は動力伝達機構６を介してプロペラシャフト５に伝達されることで車両の走行用の動力となる。また、この駆動力は動力伝達機構６を介して膨張機１７に伝達されることで膨張機１７を始動させる。

モータージェネレータ３は、プロペラシャフト５の慣性力や膨張機１７の駆動力が動力伝達機構６を介して伝達されることで発電する。この発電により得た電力はインバータ１２を介してバッテリ１３に充電される。

ランキンサイクルシステム４は、このシステム４の作動流体（例えば冷却水）Ｗと排気Ｇを熱交換させることで排気Ｇの排熱を回収するシステムである。ランキンサイクルシステム４は、作動流体Ｗが循環する流路１４に作動流体Ｗの流通方向より順にポンプ（駆動装置）１５、蒸発器１６、膨張機１７、凝縮器１８およびタンク（作動流体の貯留装置）１９を有する。

ポンプ１５は、作動流体Ｗを圧送する装置である。蒸発器１６は、作動流体Ｗと排気Ｇを熱交換することで作動流体Ｗに排気Ｇの排熱を回収する装置である。膨張機１７は、作動流体Ｗの熱量を駆動力に変換して出力する装置である。凝縮器１８は、作動流体Ｗと冷却媒体（例えば冷却水）を熱交換して作動流体Ｗを冷却する装置である。タンク１９は、作動流体Ｗを貯留する装置である。

プロペラシャフト５は、エンジン２にエンジンクラッチ２０、変速機２１を介して接続されるとともに、デファレンシャルギアやドライブシャフト（いずれも図示しない）を介して駆動輪（図示しない）に接続されている。また、プロペラシャフト５は、動力伝達機構６を介してモータージェネレータ３や膨張機１７に接続されている。

エンジンクラッチ２０は、プロペラシャフト５へのエンジン２の動力の伝達可否を切り替える装置である。エンジンクラッチ２０の接状態時には、変速機２１がニュートラル状態ではない限り、エンジン２と変速機２１およびプロペラシャフト５が接続されて、エンジン２の動力がプロペラシャフト５に伝達される。エンジンクラッチ２０の断状態時には、エンジン２と変速機２１及びプロペラシャフト５が切り離されて、エンジン２の動力がプロペラシャフト５に伝達されない。

変速機２１は、エンジン２の回転数やトルクを変速してプロペラシャフト５に動力伝達する装置である。なお、車輪２２は、受動輪である。

動力伝達機構６は、モータージェネレータ３、膨張機１７、および、プロペラシャフト５の間で動力を伝達する機構である。動力伝達機構６は、動力入出力装置２３と、第一クラッチ２４と、第二クラッチ２５と、第三クラッチ２６と、動力分配装置２７と、を有する。

動力入出力装置２３は、プロペラシャフト５に対して動力の入出力を行う装置である。動力入出力装置２３は、駆動軸２８を有し、プロペラシャフト５の中途位置に直結された歯車２９と駆動軸２８に配置された歯車３０とが外周どうしで噛み合っている。駆動軸２８には、プロペラシャフト５から出力される動力が歯車２９、３０を介して伝達される。駆動軸２８には、プロペラシャフト５に入力される動力（膨張機１７の動力またはモータージェネレータ３の動力）が伝達される。

第一クラッチ２４は、膨張機１７の駆動軸および動力分配装置２７の第一駆動軸３１の間に介在する装置である。第一クラッチ２４が接状態の場合に、膨張機１７の駆動軸と第一駆動軸３１の間で双方向に動力が伝達される。第二クラッチ２５は、モータージェネレータ３の駆動軸および動力分配装置２７の第二駆動軸３２の間に介在する装置である。第二クラッチ２５が接状態の場合に、モータージェネレータ３の駆動軸と第二駆動軸３２の間で双方向に動力が伝達される。第三クラッチ２６は、動力入出力装置２３の駆動軸２８および動力分配装置２７の第三駆動軸３３の間に介在する装置である。第三クラッチ２６が接状態の場合に、駆動軸２８と第三駆動軸３３の間で双方向に動力が伝達される。

第一クラッチ２４、第二クラッチ２５、および、第三クラッチ２６のそれぞれがツウウェイクラッチで構成されている。ツウウェイクラッチは、電力の通電により接状態と断状態とを切り換え可能に構成されている。通電時には、ツウウェイクラッチは接状態となる。通電が停止されたときには、ツウウェイクラッチは断状態となる。ツウウェイクラッチの接状態時には、一方の駆動軸から他方の駆動軸への動力伝達と、他方の駆動軸から一方の駆動軸への動力伝達の両方の動力伝達がツウウェイクラッチを介して行われる。ツウウェイクラッチの断状態時には、各駆動軸間の動力伝達がツウウェイクラッチにより切断される。すなわち、ツウウェイクラッチは、その断接状態により、一方の駆動軸から他方の駆動軸への動力伝達と、他方の駆動軸から一方の駆動軸への動力伝達と、動力伝達の切断とを切り換え可能なクラッチである。ツウウェイクラッチは、噛み合い式のクラッチであるため、摩擦クラッチと比較して強度および耐久性が高い。

動力分配装置２７は、第一駆動軸３１と、第二駆動軸３２と、第三駆動軸３３と、第一歯車３４と、第二歯車３５と、を有する。第一駆動軸３１と第三駆動軸３３とが第一歯車３４を介して直結されて第一歯車３４の軸となっている。図１に例示するように、本実施形態では、第一歯車３４の軸を、第一駆動軸３１と第三駆動軸３３の間の中途位置にカップリング（軸継手）が介在してなる単一の駆動軸としている。第二駆動軸３２が第二歯車３５に直結されて第二歯車３５の軸となっている。第一歯車３４と第二歯車３５とが外周どうしで噛み合っている。

なお、動力分配装置２７の構成は、本実施形態の構成に限定されず、例えば、第二駆動軸３２と第三駆動軸３３とが第一歯車３４を介して直結されて第一歯車３４の軸となり、第一駆動軸３１が第二歯車３５に直結されて第二歯車３５の軸となる構成でもよい。また、第一歯車３４と第二歯車３５の間に別の歯車を配置して、第一歯車３４と第二歯車３５とが別の歯車を介して外周側で噛み合う構成でもよい。

すなわち、第三駆動軸３３と第一駆動軸３１および第二駆動軸３２のどちらか一方の駆動軸が第一歯車３４を介して直結されて第一歯車３４の軸となり、一方の駆動軸と異なる他方の駆動軸が第二歯車３５に直結されて第二歯車３５の軸となり、第一歯車３４と第二歯車３５とが外周どうしまたは外周側で噛み合って構成されていればよい。

動力分配装置２７は、第一駆動軸３１、第二駆動軸３２、および、第三駆動軸３３のいずれか一つの駆動軸に入力された動力を他の二つの駆動軸に分配する状態またはいずれか二つの駆動軸に入力された動力を合わせて他の一つの駆動軸に出力する状態になる装置である。なお、いずれの駆動軸にも動力が入力されない場合は、第一歯車３４および第二歯車３５が回転しない状態となる。本実施形態の動力分配装置２７は、第一駆動軸３１、第二駆動軸３２、および、第三駆動軸３３に、第一歯車３４と第二歯車３５が組み合わされることで、第一クラッチ２４、第二クラッチ２５、第三クラッチ２６の各クラッチの断接状態を制御して動力の伝達状態が受動的に変化する構成となっている。

いずれか一つの駆動軸に入力された動力を他の二つの駆動軸に分配する状態としては、例えば、第三駆動軸３３に入力されたプロペラシャフト５の動力を第一駆動軸３１および第二駆動軸３２に分配する状態や、第一駆動軸３１に入力された膨張機１７の動力を第二駆動軸３２および第三駆動軸３３に分配する状態がある。いずれか二つの駆動軸に入力された動力を合わせて他の一つの駆動軸に出力する状態とは、例えば、第一駆動軸３１および第二駆動軸３２に入力された動力を合わせて第三駆動軸３３に出力する状態がある。

本実施形態では、膨張機１７の駆動軸が外周に外歯が形成されたスプライン軸で構成され、その外歯と第一クラッチ２４に形成された内歯とが噛み合うスプラインによって直結されている。モータージェネレータ３の駆動軸が外周に外歯が形成されたスプライン軸で構成され、その外歯と第二クラッチ２５に形成された内歯とが噛み合うスプラインによって直結されている。

モータージェネレータ３、膨張機１７、動力分配装置２７、第一クラッチ２４、および第二クラッチ２５が一体化してなる第一ユニット３６が形成されている。また、膨張機１７を除くランキンサイクルシステム４が一体化してなる第二ユニット３７が形成されている。第一ユニット３６は第一ブラケット３９を介して、第二ユニット３７は第二ブラケット４０を介して、それぞれ、車体フレーム３８に固定されている。なお、本開示で「一体化してなるユニット」とは、車体フレーム３８に固定される前に一体化されたユニットである。

第一ユニット３６は、動力分配装置２７を介したＸ方向前方側とＸ方向後方側のどちらか一方に膨張機１７、他方にモータージェネレータ３を配置することが望ましく、Ｘ方向前方側に膨張機１７を配置し、Ｘ方向後方側にモータージェネレータ３を配置することがより望ましい。このように膨張機１７あるいはモータージェネレータ３の駆動軸をスプライン軸とし、それぞれのクラッチ２４、２５にスプラインで直結することで、動力分配装置２７に膨張機１７、モータージェネレータ３を直結した状態をコンパクトにできる。

本実施形態では、第一ユニット３６は、エンジン２より後方の第一ブラケット３９を介して、車体フレーム３８の車幅方向内側に固定されている。第二ユニット３７は、エンジン２より後方、かつ、排気後処理装置９より後方の第二ブラケット４０を介して車体フレーム３８の車幅方向外側に固定されている。第１ブラケット３９は、第一ユニット３６の筐体と膨張機１７とモータージェネレータ３に直結した構造である。第２ブラケット４０は、第２ユニット３７の筐体に直結した構造である。

第一ユニット３６および第二ユニット３７は車幅方向に隣接して配置されることが好ましい。これらのユニット３６、３７が隣接して配置されることで、第一ユニット３６に組み込んだ膨張機１７を第二ユニット３７に近接させて保温性を高めることができる。

第一ユニット３６および第二ユニット３７を車幅方向に隣接して配置した上で、排気後処理装置９を一つのユニットとして、このユニットと第二ユニット３７を車長方向または車幅方向に隣接して配置すると好ましい。このようにすることで、排気Ｇが排気後処理装置９を通過後に直ぐに蒸発器１６に流入するので、蒸発器１６での作動流体Ｗと排気Ｇの熱交換効率を向上させることができる。なお、インバータ１２およびバッテリ１３の配置位置は本実施形態の配置位置に特に限定されるものではない。

図２に例示するように、制御装置７は、各種情報処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。制御装置７は、各種装置３、１１、２０、２１、２４～２６、後述する各種センサ４１～４５と電気的に接続されている。

本実施形態の車両１には、第一回転数センサ４１と、第二回転数センサ４２と、温度センサ４３と、圧力センサ４４と、エンジン回転数センサ４５と、が備わる。第一回転数センサ４１は、膨張機１７の回転数を取得するセンサである。第二回転数センサ４２は、モータージェネレータ３の回転数を取得するセンサである。温度センサ４３は、作動流体Ｗの温度を取得するセンサである。圧力センサ４４は、作動流体Ｗの圧力を取得するセンサである。エンジン回転数センサ４５は、エンジン２の回転数を取得するセンサである。なお、各センサ４１～４５は、対応するパラメータの値を取得する手段の一例であり、これらのパラメータの値の取得手段は各センサ４１～４５に限定されない。

図３に例示するように、本実施形態の車両１では、制御装置７により第一クラッチ２４、第二クラッチ２５、および、第三クラッチ２６のそれぞれが制御される。制御装置７が、第一クラッチ２４と第二クラッチ２５と第三クラッチ２６を全て断状態にすると、膨張機１７、モータージェネレータ３、およびプロペラシャフト５の間での動力の伝達を切断する状態になる。この状態は、例えば、ＡＢＳやＡＳＲを作動させる場合に行われる。ＡＢＳ（Anti-lock Brake System、アンチロック・ブレーキシステム）は、急ブレーキ時に車輪２２のロックを防止するための制御である。ＡＳＲ（Anti-slip regulator）は、急発進または急加速時の車輪２２のスリップを防止するための制御である。これらのＡＢＳやＡＳＲが作動した場合はそれぞれの間の動力の伝達を切断することでプロペラシャフト５に余計なトルクの入出力を回避している。

制御装置７が、第一クラッチ２４と第三クラッチ２６を接状態にし、第二クラッチ２５を断状態にすると、モータージェネレータ３を動力伝達機構６における動力伝達系から独立させて、膨張機１７およびプロペラシャフト５の間で動力を伝達させる状態になる。この状態は、例えば、エンジン２の動力に膨張機１７の動力をアシストして車両を走行させる場合やエンジン２の動力により膨張機１７を始動させる場合に行われる。膨張機１７の動力をアシストすることで、エンジン２の負荷を低減して、燃費を向上させることができる。エンジン２の動力により膨張機１７を始動させることで、膨張機１７の始動専用の駆動装置を設ける必要がなく、省スペース化および低コスト化することができる。

制御装置７が、第一クラッチ２４と第二クラッチ２５を接状態にし、第三クラッチ２６を断状態にすると、プロペラシャフト５を動力伝達機構６における動力伝達系から独立させて、膨張機１７およびモータージェネレータ３の間で動力を伝達させる状態になる。この状態は、例えば、膨張機１７の動力によりモータージェネレータ３を発電させる場合や、モータージェネレータ３の動力により膨張機１７を始動させる場合や、車両を後進させる場合に行われる。このようにすることで、車両の走行状態に影響を与えることなく、膨張機１７の動力を有効利用してモータージェネレータ３を発電させることができる。また、膨張機１７の始動専用の駆動装置を設ける必要がなく、省スペース化および低コスト化することができる。

制御装置７が、第二クラッチ２５と第三クラッチ２６を接状態にし、第一クラッチ２４を断状態にすると、膨張機１７を動力伝達機構６における動力伝達系から独立させて、プロペラシャフト５およびモータージェネレータ３の間で動力を伝達させる状態になる。この状態は、例えば、モータージェネレータ３の動力によりエンジン２の動力をアシストして車両を走行させる場合や、車両の制動時にプロペラシャフト５の制動力を用いてモータージェネレータ３を発電させる場合に行われる。モータージェネレータ３の動力をアシストし、また、エンジン２の動力によりモータージェネレータ３を発電させることで、エンジン２の負荷を低減して燃費を向上させることができる。

制御装置７が、第一クラッチ２４と第二クラッチ２５と第三クラッチ２６を全て接状態にすると、膨張機１７、モータージェネレータ３、およびプロペラシャフト５のうちの二つから他の一つへと動力を伝達させる状態、または、これらの装置３、５、１７のうちの一つから他の二つへと動力を伝達させる状態のいずれかの状態になる。この状態は、例えば、膨張機１７の動力とモータージェネレータ３の動力の２つの動力を用いてエンジン２の動力をアシストして車両を走行させる場合や、膨張機１７の動力を用いてモータージェネレータ３を発電し、かつエンジン２の動力をアシストする場合に行われる。

制御装置７は、第一クラッチ２４と第二クラッチ２５と第三クラッチ２６の断接状態を切り換えることで、動力伝達機構６における動力伝達系での動力の伝達または切断を選択可能にし、また、動力伝達系での動力の伝達状態を上述した各種状態に選択可能に構成されている。

本実施形態の車両１はエンジン２、モータージェネレータ３、膨張機１７の間で動力を伝達する動力伝達機構において、第一クラッチ２４、第二クラッチ２５、および、第三クラッチ２６のそれぞれがツウウェイクラッチで構成される。それ故、それらのクラッチが摩擦式クラッチで構成される機構に比して動力伝達機構６を軽薄短小化することができる。更に、動力分配装置２７の動力の伝達状態がそれぞれのクラッチ２４、２５、２６の断接により変化するように構成される。つまり、動力伝達機構６の構造をそれぞれのクラッチ２４、２５、２６の断接のみで動力の伝達状態を受動的に変化させるように簡易化することで、動力伝達機構６を軽薄短小化することができる。

更に、本実施形態の車両１は、動力伝達機構６における動力の伝達状態が、図３に例示するように五つある。それ故、車両１の走行状態やエンジン２の運転状態に応じてそれらの動力の伝達状態から最適な状態を選択することが可能となる。これにより、エンジン２の排熱からランキンサイクルシステム４により取り出した動力を利用できる頻度を高めることができる。

以上のように本実施形態の車両１は、動力伝達機構６を軽薄短小化することと、排熱より取り出した動力の利用頻度を高めることの二つの効果により、燃費を向上することができる。

クラッチ２４、２５、２６をツウウェイクラッチで構成した上で、動力分配装置２７を第一歯車３４と第二歯車３５とを有した構成にする。このようにすることで、遊星歯車機構やベルト式無断変速機を用いることなく動力伝達機構６を構成することができるので、動力伝達機構６を増々軽薄短小化させることができる。

動力伝達機構６の少なくとも一部を第一ユニット３６として、ランキンサイクルシステム４の少なくとも一部を第二ユニット３７として形成する。このようにすることで、ユニット単位で製造および車両への組み付けを行うことができ、製造効率や組付け作業効率を向上させることができる。

第一ユニット３６や第二ユニット３７を車体フレーム３８に固定する。このようにすることで、これらのユニット３６、３７をエンジン２に固定する場合と比較して、車両の重量が車体全体で均一化されるので、車両の走行安定性を向上させることができる。

１車両
２エンジン（内燃機関）
２ａ気筒
２ｂ燃料噴射弁
３モータージェネレータ（電動発電機）
４ランキンサイクルシステム
５プロペラシャフト
６動力伝達機構
７制御装置
８排気通路
９排気後処理装置
１０バイパス通路
１１三方弁（バイパス弁）
１２インバータ
１３バッテリ
１４作動流体が循環する流路
１５ポンプ（駆動装置）
１６蒸発器
１７膨張機
１８凝縮器
１９タンク（作動流体の貯留装置）
２０エンジンクラッチ
２１変速機
２２車輪
２３動力入出力装置
２４第一クラッチ
２５第二クラッチ
２６第三クラッチ
２７動力分配装置
２８駆動軸
２９歯車
３０歯車
３１第一駆動軸
３２第二駆動軸
３３第三駆動軸
３４第一歯車
３５第二歯車
３６第一ユニット
３７第二ユニット
３８車体フレーム
３９第一ブラケット
４０第二ブラケット
４１第一回転数センサ
４２第二回転数センサ
４３温度センサ
４４圧力センサ
４５エンジン回転数センサ

Claims

内燃機関と、電動発電機と、前記内燃機関から排出される排気の排熱を回収するランキンサイクルシステムと、前記内燃機関の動力が伝達されるプロペラシャフトと、前記電動発電機、前記ランキンサイクルシステムが有する膨張機、および、前記プロペラシャフトの間で動力を伝達する動力伝達機構と、この動力伝達機構を制御する制御装置と、を備えて構成される車両において、
前記動力伝達機構は、前記プロペラシャフトに対して動力の入出力を行う動力入出力装置と、第一駆動軸、第二駆動軸、および、第三駆動軸のいずれか一つの駆動軸に入力された動力を他の二つの駆動軸に分配する状態またはいずれか二つの駆動軸に入力された動力を合わせて他の一つの駆動軸に出力する状態になる動力分配装置と、前記膨張機の駆動軸および前記第一駆動軸の間に介在する第一クラッチと、前記電動発電機の駆動軸および前記第二駆動軸の間に介在する第二クラッチと、前記動力入出力装置の駆動軸および前記第三駆動軸の間に介在する第三クラッチと、を有し、
前記第一クラッチ、前記第二クラッチ、および、前記第三クラッチのそれぞれが、ツウウェイクラッチで構成され、
前記制御装置により前記第一クラッチ、前記第二クラッチ、および、前記第三クラッチのそれぞれを制御して、前記プロペラシャフトを前記動力伝達機構における動力伝達系から独立させて前記膨張機および前記電動発電機の間で動力を伝達させる状態と、前記膨張機を前記動力伝達系から独立させて前記プロペラシャフトおよび前記電動発電機の間で動力を伝達させる状態と、前記電動発電機を前記動力伝達系から独立させて前記膨張機および前記プロペラシャフトの間で動力を伝達させる状態と、前記膨張機、前記電動発電機、および前記プロペラシャフトのうちの一つから他の二つへ動力を伝達させる状態と、前記膨張機、前記電動発電機、および前記プロペラシャフトのうちの二つから他の一つへ動力を伝達させる状態と、前記膨張機、前記電動発電機、および前記プロペラシャフトの間での動力の伝達を切断する状態と、のいずれかの状態にすることを特徴とする車両。
前記動力分配装置は第一歯車と第二歯車とを有し、前記第三駆動軸と前記第一駆動軸および前記第二駆動軸のどちらか一方の駆動軸が前記第一歯車を介して直結されて前記第一歯車の軸となり、前記一方の駆動軸と異なる他方の駆動軸が前記第二歯車に直結されて前記第二歯車の軸となり、前記第一歯車と前記第二歯車とが外周どうしで噛み合って構成される請求項１に記載の車両。
前記膨張機の駆動軸と前記第一クラッチとが直結され、前記電動発電機の駆動軸と前記第二クラッチとが直結され、前記電動発電機、前記膨張機、前記動力分配装置、前記第一クラッチ、および前記第二クラッチが一体化してなる第一ユニットが形成され、車体フレームに前記第一ユニットが固定される請求項２に記載の車両。
前記膨張機を除く前記ランキンサイクルシステムが一体化してなる第二ユニットが形成され、前記車体フレームに前記第二ユニットが固定される請求項３に記載の車両。