CN102648469A - 车辆驱动器的数值分析方法 - Google Patents

Abstract

第一分析步骤（104）为在马达转子正在旋转的状态下进行对流场的数值分析但不进行对温度场的数值分析的步骤。第二分析步骤（106）为在所述第一分析步骤（104）结束之后既进行对所述流场的数值分析也进行对所述温度场的数值分析的步骤。因此，在一起进行对流场的数值分析和对温度场的数值分析之前，在对温度场进行数值分析之前首先在第一分析步骤（104）中对流场进行数值分析。结果，与从一开始就执行第二分析步骤（106）而不进行第一分析步骤（104）时相比，可以减小电子计算器上的数值分析的计算载荷，这能够缩短进行数值分析所花费的时间。

Description

车辆驱动器的数值分析方法

技术领域

本发明涉及对车辆驱动单元中的流体的流场和温度场进行数值分析的方法。更具体而言，本发明涉及用于迅速进行数值分析的技术。

背景技术

日本专利申请公开No.4-15761(JP-A-4-15761)、国际公开WO2004/061723A1以及日本专利申请公开2002-117018(JP-A-2002-117018)等等描述了与本发明相关的现有技术。其中，JP-A-4-15761描述了使用CAE/CAD/CAM系统的分析方法，该方法基于其中热通量和模具温度每时每刻改变的冷循环结构的三维分析模型来对热通量进行积分并获得该冷循环结构的温度改变。例如，上述分析方法可被应用于注模的冷循环的CAE分析等等。

在JP-A-4-15761中描述的分析方法考虑了热传递和自由表面这两个因素，自由表面是熔融树脂等等相对于空气的表面边界。这里，可以对包括冷却介质和在壳体内部运动的运动体的车辆驱动单元进行CAE分析（数值分析），该冷却介质是填充所述壳体内部的一部分并接触所述运动体的至少一部分的流体。对于该车辆驱动单元，由于冷却介质没有填充满整个壳体内部，因而具有不受壳体的内壁限制的自由表面。通过运动体的运动，冷却介质被搅动等等。因此，当对其中来自运动体的热被耗散到壳体外部的车辆驱动单元中的冷却介质的流动和热传递进行数值分析时，需要考虑三个要素，即，自由表面、热传递以及运动体的运动（例如，齿轮的旋转移动）。因此，正如在JP-A-4-15761中描述的仅仅考虑自由表面和热传递这两个要素的分析方法一样，不能进行数值分析。结果，在车辆驱动单元中，电子计算器上的数值分析的计算载荷变得巨大，因此执行数值分析所需的时间变得极长。认为这是因为：通过运动体的运动而被搅动等的冷却介质的流动在该系统的短的经过时间内达到稳态，但冷却介质的温度却要花费很长时间达到稳定状态，即，二者的时标（time scale）彼此极其不同。

并且，如图8中的最后一行所示，通常已经对驱动系统中的油流动进行了CAE分析（数值分析）。然而，虽然CAE确实考虑了自由表面和旋转移动，但却没有考虑热传递。同样，作为在其他技术领域常规进行的CAE分析，存在对车辆风流动的CAE分析，该分析用于评估例如对车辆车轮制动的制动器的冷却性能。然而，如图8中的第一行所示，对于对车辆风流动的CAE分析，虽然考虑了车轮和制动盘的热传递和旋转移动，但却不需要考虑流体的自由表面。也就是，如图8所示，相关的CAE分析没有将流体的自由表面、热传递以及运动体的旋转移动这三个要素都考虑为要分析的现象。并且，假设当填充中空管内部的一部分的液体从该中空管的一端流动到另一端时对该液体的温度改变进行CAE分析，考虑自由表面、热传递以及流速这三个要素。然而，虽然在中空管内部的液体的流速此时没有随时间改变，即使在车辆驱动单元中冷却介质的自由表面是稳定的，冷却介质内的流速也会因运动体的运动而随时间改变，因此对中空管的CAE分析不能应用于车辆驱动单元。

因此，当对车辆驱动单元中的冷却介质流或热传递进行CAE分析时，发明人提出了一种未公开的CAE分析方法（即，数值分析方法），通过该方法，可以与对冷却介质的温度场的数值分析分离地进行对冷却介质的流场的数值分析，以缩短进行CAE分析所需的时间。例如，使用会通过导电产生热并且围绕轴旋转的电动机的转子作为运动物体，并使用接触转子的一部分的冷却油作为冷却介质，该数值分析方法与考虑热传递的温度场分离地对考虑冷却油的自由表面和转子的旋转移动的流场进行数值分析，如图9所示。在图9中，在步骤[1]，即，第一步骤中，进行仅对流场的数值分析，直到流场变为准稳定。然后，在步骤[2]，即，第二步骤中，保持在步骤[1]结束后的流场并且进行仅对温度场的数值分析，直到温度场达到热平衡。最终，在步骤[3]，即，第三步骤中，共同进行对流场的数值分析和对温度场的数值分析。这里，上述术语“准稳定”表示这样的事实：在微观层面，冷却介质的流在被搅动时不是稳定的而是随时间改变，但在宏观层面，液体表面是稳定的并且基本上不随时间改变。

一旦根据图9中的步骤执行数值分析，在步骤[2]中，随着数值分析的计算循环次数的增加（即，随着数值分析中设定时间的经过），温度场中耗散的总热量相对于产生的热的量变大，如图10所示，因此在步骤[2]中温度场不能达到热平衡。认为这归因于以下事实：即使在流场和温度场之间存在相关性，在数值分析中也单独分析流场和温度场。也就是，冷却油的温度的改变将导致冷却油的粘度的改变，而冷却油的粘度的改变将导致冷却油的流动的改变，冷却油的流动的改变将改变热在冷却油与壳体或转子之间传递的容易性。结果，在简单地单独进行对流场的数值分析和对温度场的数值分析时，不能获得恰当的结果。

发明内容

鉴于这些问题，本发明提供了一种车辆驱动单元的数值分析方法，与从开始就同时对流场和温度场进行数值分析时相比，该数值分析方法在对车辆驱动单元中的流场和温度场进行数值分析时能够缩短进行数值分析所花费的时间。

本发明的第一方面涉及一种车辆驱动单元的数值分析方法，所述车辆驱动单元具有冷却介质和在壳体内部运动的运动体，所述冷却介质是填充所述壳体内部的一部分并接触所述运动体的至少一部分的流体，并且其中所述流体介质的温度随所述运动体持续运动而升高，所述数值分析方法对所述冷却介质的温度场和所述冷却介质的流场进行数值分析。该车辆驱动单元的数值分析方法包括：第一分析步骤：在所述运动体正在运动的运动状态下，进行对所述流场的数值分析但不进行对所述温度场的数值分析；以及第二分析步骤：在所述第一分析步骤结束之后，在所述运动状态下既进行对所述流场的数值分析也进行对所述温度场的数值分析。

因此，在车辆驱动单元中，温度场的收敛性高于流场的收敛性，而温度场的稳定性低于流场的稳定性。然而，在一起进行流场的数值分析和温度场的数值分析二者之前，在对温度场进行数值分析之前在第一分析步骤中对流场进行数值分析。结果，与从开始就一起进行流场的数值分析和温度场的数值分析时相比，可以减小数值分析的计算载荷，因此能够缩短进行数值分析所花费的时间。也就是，在获得考虑了流场和温度场之间的相关性的适当分析结果的同时，可以适当地计算车辆驱动单元的流场和温度场。

这里，车辆驱动单元的数值分析方法还可包括第三分析步骤：在所述第二分析步骤结束之后，在所述运动状态下进行对所述温度场的数值分析但不进行对所述流场的数值分析；以及第四分析步骤：在所述第三分析步骤结束之后，在所述运动状态下既进行对所述流场的数值分析也进行对所述温度场的数值分析。因此，在第三分析步骤结束之后能够使流场的收敛性和温度场的收敛性更彼此接近。因此，与不提供第三分析步骤以及对流场和温度场二者一起都进行数值分析时相比，可以减小数值分析的计算载荷，这能够缩短进行数值分析所花费的时间。

此外，可以以预设的运算比率交替执行所述第一分析步骤和所述第二分析步骤，在所述预设的运算比率下，所述第一分析步骤的运算次数大于所述第二分析步骤的运算次数。此外，当在所述第一分析步骤或所述第二分析步骤中所述流场到达稳定状态时，所述第一分析步骤或所述第二分析步骤可以结束且所述第三分析步骤可以开始。因此，与在第三分析步骤开始之前总是一起进行流场的数值分析和温度场的数值分析二者时相比，减小了在第三分析步骤开始之前使流场达到稳定状态的计算载荷，从而可以缩短进行数值分析所需的时间。并且，温度场随时间的改变是渐变的，因而即使以运算比率交替执行第一分析步骤和第二分析步骤，与总是一起进行流场的数值分析和温度场的数值分析时相比，即，与仅仅执行第二分析步骤时相比，分析结果也不会存在大的差异。

此外，可以基于所述车辆驱动单元的结构而设定所述运算比率。因此，即使作为数值分析对象的车辆驱动单元的结构不同，仍能充分缩短进行数值分析所需的时间。

此外，当在所述第三分析步骤中所述温度场到达稳定状态时，所述第三分析步骤可以结束且所述第四分析步骤可以开始。可以在第四分析步骤的开始点便提供与在第四分析步骤中最终获得的温度场的解充分接近的解，因此可以减小从第四分析步骤开始到第四分析步骤结束所需的计算载荷，这能够缩短进行数值分析所花费的时间。

此外，所述车辆驱动单元的数值分析方法还可以包括初始温度分析步骤：在假设所述运动体静止的状态下，进行对所述温度场的数值分析但不进行对所述流场的数值分析。此外，在所述初始温度分析步骤结束之后所述第一分析步骤开始。因此，在是静态（其中假设在初始温度分析步骤中运动体静止）的简化状态下温度场的解变为在某种程度上较接近最终获得的解之后，基于该温度场开始第一分析步骤。因此，与不提供初始温度分析步骤时相比，可以减小此后数值分析的运算载荷，因此可以缩短进行数值分析所花费的时间。此外，在初始温度分析步骤中，假设运动体处于静态，所以仅进行对温度场的数值分析。因此，初始温度分析步骤将不会显著增加运算载荷。

此外，当在所述初始温度分析步骤中所述温度场的解已经收敛时，所述初始温度分析步骤可以结束且所述第一分析步骤可以开始。因此，与在温度场的解已经在初始温度分析步骤中收敛之前开始第一分析步骤时相比，可进一步减小在第一分析步骤中和此后的数值分析的计算载荷，因而可以更大地缩短进行数值分析所花费的时间。

此外，所述冷却介质可以为冷却油。因此在通过冷却油冷却在车辆驱动单元内部运动的运动体时，可以使用本发明来对流场和温度场进行数值分析。

此外，所述运动体可以为产生热并围绕轴旋转的旋转部件。因此，可以在具有旋转部件的车辆驱动单元中使用本发明来对流场和温度场进行数值分析。顺便而言，旋转部件的一个实例为电动机的具有电磁线圈的转子。

此外，所述运动体可以为相互啮合的一对齿轮中的一个。因此，可以在具有齿轮对的车辆驱动单元中使用本发明来对流场和温度场进行数值分析。顺便而言，通过齿轮对，通过相互啮合的齿之间的摩擦接触产生热，并且该热例如通过冷却介质而被耗散到壳体外部。

附图说明

将参考附图在对本发明的示例性实施例的以下详细描述中描述本发明的特征、优点以及技术和工业重要性，其中，相似的标号表示相似的要素，其中：

图1为优选执行根据本发明的数值分析方法的电子计算器的电气结构的实例的框图；

图2是作为根据由图1中示出的电子计算器执行的数值分析方法的数值分析（CAE分析）对象的车辆驱动单元（即，电动机）的主要部分的截面的实例的视图；

图3是作为根据由图1中示出的电子计算器执行的数值分析方法的数值分析对象的与在图2中示出的车辆驱动单元不同的车辆驱动单元（即，差动齿轮单元）的主要部分的截面的实例的视图；

图4为示例了在图1中的电子计算器中提供的控制功能的主要部分的功能方块线图；

图5为在其中由图2中示出的车辆驱动单元作为数值分析对象的实例中由图1的电子计算器进行的数值分析的流程的示意图；

图6为当在由图1中的电子计算器进行的数值分析中导出温度场的控制方程式（governing equation）时用于解释目的的表示温度场的封闭空间的视图；

图7为示例了图1中的电子计算器的控制操作（即，执行图5中示出的对流场和温度场的数值分析的控制操作）的主要部分的流程图；

图8为设置在图表中的在各技术领域中常规执行的CAE分析中所考虑的现象的图；

图9为在发明人得到在本申请中描述的本发明的构思之前进行的对车辆驱动单元的流场和温度场的CAE分析的流程的示意图；以及

图10为在图9示出的步骤[2]中比较产生的热量与耗散的总热量的图。

具体实施方式

下文中将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。

图1为很好地执行根据本发明的数值分析方法的电子计算器10的电气结构的实例的框图。如图1所示，电子计算器10为计算机，该计算机包括CPU（中央处理单元）12、RAM 14、ROM 16、读-写装置18、调解这些装置的组成部件之间的数据发送和接收的总线20、用于显示CPU 12的计算结果等等的诸如液晶显示器的显示单元22、以及诸如键盘和鼠标等等的输入装置24，其中读-写装置18从诸如CD-ROM或磁盘的记录介质读取数据和程序等等或者将数据和程序等等写入到记录介质上。

CPU 12是所谓的计算机控制部，其在使用RAM 14的临时存储功能的同时基于在ROM 16等等的一部分中预先存储的程序而处理并控制电子信息。例如，CPU 1根据预先存储的数值分析程序而执行所谓的CAE（计算机辅助工程），从输入装置24接收初始条件的输入（例如，CAE分析的初始解），并在显示单元22上显示CAE分析的初始解。此外，可以通过读-写装置18从其上记录有程序的诸如CD-ROM的记录介质预先写入并存储诸如数值分析程序的程序。

图2是作为根据本发明的数值分析方法的数值分析（CAE分析）对象的车辆驱动单元30的主要部分的截面的实例的视图。该车辆驱动单元30为被连接到混合动力车辆的驱动轮的电动机（即，马达）。如图2所示，车辆驱动单元30包括被固定到车体的壳体32、作为在壳体32内部运动的运动体的马达转子34、以及作为冷却介质的冷却油36，该冷却介质是填充壳体32的内部的一部分并接触马达转子34的至少一部分的流体。冷却油36为用作用于抑制马达转子34的温度升高的冷却介质的液体。该冷却油36没有填满壳体32的整个内部，因此冷却油36具有不受壳体32的内壁38限制的自由表面40。马达转子34为旋转部件，其具有电磁线圈并由此通过被通电而产生热，并如图2的箭头AR01所示围绕轴旋转。该马达转子34的一部分被浸入冷却油36中，因此马达转子34的旋转搅动冷却油36。此外，对于车辆驱动单元30，当马达转子34被通电以便将旋转（即，操作）时，冷却油36的温度因马达转子34产生的热而升高。换言之，冷却油36的温度随马达转子34持续旋转（即，操作）而升高。

图3是作为根据本发明的数值分析方法的数值分析对象的车辆驱动单元50的主要部分的截面的实例的视图，该车辆驱动单元50不同于在图2中示出的车辆驱动单元30。车辆驱动单元50为设置在车辆的传动轴（propeller shaft）和驱动轮之间的差动齿轮单元。如图3所示，车辆驱动单元50包括被固定到车体的壳体52、作为在壳体52内部运动的运动体的差分环形齿轮54、与差分环形齿轮54啮合的差分驱动副齿轮（pinion）56、以及作为冷却介质的冷却油58，该冷却介质是填充壳体52的内部的一部分并接触差分环形齿轮54的至少一部分的流体。差分环形齿轮54被耦合到驱动轮，差分驱动副齿轮56被耦合到传动轴。差分环形齿轮54和驱动副齿轮56一起形成彼此啮合的齿轮对。当这些齿轮以其齿表面彼此摩擦接触的方式旋转时，这些齿轮发热。例如，如果差分驱动副齿轮56沿图3的箭头AR02的方向旋转，差分环形齿轮54将沿箭头AR03的方向旋转。由于差分环形齿轮54的一部分被浸入冷却油58，差分环形齿轮54的旋转将搅动冷却油58。冷却油58为用作用于抑制差分环形齿轮54和差分驱动副齿轮56的温度升高的冷却介质的液体。该冷却油58还用作差分环形齿轮54和差分驱动副齿轮56的润滑油。冷却油58没有填满壳体52的整个内部，因此冷却油58具有不受壳体52的内壁60限制的自由表面62。并且，在车辆驱动单元50中，当差分环形齿轮54和差分驱动副齿轮56在彼此啮合的同时都旋转时，冷却油58的温度因在齿表面处的摩擦产生的热而升高。

图4为示例了在电子计算器10中提供的控制功能的主要部分的功能块线图，图5为在其中由图2中示出的车辆驱动单元30作为数值分析对象的实例中由电子计算器10进行的数值分析的流程的示意图。下文中，在车辆驱动单元30中，将描述对车辆驱动单元30中的温度场FLT（或更具体而言，冷却油36的温度场FLT）和冷却油（即，冷却介质）36的流场FLF，进行数值分析的控制。初始地，车辆控制单元30为用于描述图4中示出的控制功能的一个实例。然而，除车辆驱动单元30之外的另一车辆驱动单元（例如，车辆驱动单元50）同样可作为数值分析的对象。

如图4所示，电子计算器10（或更具体而言，CPU 12）包括初始温度分析装置80、第一分析装置84、第二分析装置86、第三分析装置88以及第三分析装置90。

初始温度分析装置80执行本发明的初始温度分析步骤100，即，进行对温度场FLT的数值分析而不进行对流场FLF的数值分析。在该情况下，对于图5示出的数值分析，最终执行其中马达转子34（即，运动体）正在旋转的状态下的数值分析。然而，初始温度分析装置80假设马达转子34是静止的，并由此进行其中假设马达转子34静止的状态（即，静态）下的温度场FLT的数值分析。图5中的步骤I对应于由初始温度分析装置80执行的初始温度分析步骤100。在图5的步骤I中，假设马达转子34静止而进行数值分析，但在将在稍后描述的步骤II到IV中，解除该假设，并假设马达转子34正在旋转的状态（即，处于动态）而进行数值分析。

该温度场FLT的控制方程式是由下式（1）表达的通常公知的能量转换方程式，但将通过恒定的假设加以简化。存在如下三种恒定的假设。假设（1）：通过单一且均匀的物性（physicality）考虑作为温度场FLT的整个系统。假设（2）：系统内的温度为不具有分布的质量系统。假设（3）：忽略由流速引起的内能的平流（advection）。顺便而言，在下式（1）中，“t”为系统内的时间，即，数值分析的设定时间，“e_tot”为每单位体积的内能（例如，单位为J/m³），“矢量v”为流速，“p”为系统内的压力，“k_eff”为有效热导率，“T”为温度，例如，图2中的冷却油36的温度，“h”为焓，“矢量j”为位置矢量，“张量τ_eff”为剪切张量，“q_h”为每单位体积产生的热量（例如，单位为W/m³）。

[式1]

$\frac{\∂e_{\mathrm{tot}}}{\∂t}+\▿\·\left[\stackrel{\→}{v}(e_{\mathrm{tot}}+p)\right]=\▿\·(k_{\mathrm{eff}}\▿T-\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{h}_j{\stackrel{\→}{j}}_j+{\stackrel{\→}{\mathrm{\τ}}}_{\mathrm{eff}}\·\stackrel{\→}{v})+q_h...\left(1\right)$

从假设（1）和（2），形成该系统的流体为单相、未压缩且均匀的物性，因此式（1）可被重写为下式（2）。然后，在式（2）中，对整个系统进行体积积分，将式（2）变换为总能量的随时间改变方程式。更具体而言，如图6的视图所示，在系统为其中系统是封闭的并且表面形状不随时间改变的封闭空间的假设下，对整个系统进行体积积分。也就是，如果对式（2）的左侧进行体积积分，并且结果由下式（3）表达，则式（2）可变换为式（4）。于是，在封闭空间的表面处，例如，在冷却油36的接触图2中的内壁38的表面处，流速v等于零（即，流速v=0），因此在式（4）右侧的第二项为零，如下式（5）所示，且可以从式（4）得到作为总能量的随时间改变方程的式（6）。顺便而言，在式（2）到（6）中，“E_tot”为在对e_tot进行体积积分之后获得的结果，即，总能量（例如，单位为“J”），“V”为图6中的封闭空间的体积，例如，图2中的冷却油36的体积，“S”为封闭空间的表面积，例如，图2中的冷却油36的表面积，“Q_h”为在对q_h进行体积积分之后获得的结果，例如，产生的总热量（例如，单位为“W”），例如，就图2而言，由马达转子34产生的热量。例如，由马达转子34产生的热量可以给出为约302W的恒定值。

[式2]

$\frac{\∂e_{\mathrm{tot}}}{\∂t}=\▿\·(k_{\mathrm{eff}}\▿T+{\stackrel{\↔}{\mathrm{\τ}}}_{\mathrm{eff}}\·\stackrel{\→}{v}-(e_{\mathrm{tot}}+p)\stackrel{\→}{v})+q_h...\left(2\right)$

[式3]

$\∫\frac{\∂e_{\mathrm{tot}}}{\∂t}\mathrm{dV}=\frac{\∂E_{\mathrm{tot}}}{\∂t}...\left(3\right)$

[式4]

[式5]

[式6]

这里，在式（6）中示出的总能量E_tot为热能和动能的和。如果因假设（3）而能够忽略该动能的随时间改变，则对于上式（6）的左侧，获得下式（7）。并且，在式（6）的右侧的第一项为从边界表面的热耗散的项，因此可以通过表示表面热通量qflux的下式（8）和（9）导出下式（10）。结果，式（6）可以通过下式（7）和（10）而变换为下式（11）。如上所述，在该示例性实施例中的温度场FLT的控制方程式可通过引入上述假设（1）到（3）而从式（1）变换为式（11）。作为常微分方程式的式（11）的解为下式（12）。顺便而言，在下式（7）到（12）中，“E_the”为热能，“E_kin”为动能，“ρ”为形成系统的流体的密度，例如，冷却油36的密度，“c_p”为流体的比热，例如，冷却油36的比热，“T₀”为温度T的初始值，即，当t=0时的温度T，“h_out”为热传递系数且是指示就图2而言热能够从冷却油36传递到壳体32的容易性的参数，例如，“T_out”为在图6中示出的封闭空间外部的外部温度，即，例如，就图2而言的壳体32的温度，以及“T_wall”为该封闭空间的表面温度并且是根据假设（2）具有与温度T相同的值。

[式7]

$\frac{{\mathrm{dE}}_{\mathrm{tot}}}{\mathrm{dt}}=\frac{{\mathrm{dE}}_{\mathrm{the}}}{\mathrm{dt}}+\frac{{\mathrm{dE}}_{\mathrm{kin}}}{\mathrm{dt}}$

$=\frac{d}{\mathrm{dt}}\∫\mathrm{\ρ}{c}_p(T-T_0)\mathrm{dV}+\frac{d}{\mathrm{dt}}\∫\frac{\mathrm{\ρ}}{2}{v}^2\mathrm{dV}$

$\≈\frac{d}{\mathrm{dt}}\∫\mathrm{\ρ}{c}_p(T-T_0)\mathrm{dV}$

$=\mathrm{\ρ}{c}_{p}V\frac{\mathrm{dV}}{\mathrm{dt}}...\left(7\right)$

[式8]

${\stackrel{\→}{q}}_{\mathrm{flux}}=k_{\mathrm{eff}}\▿T...\left(8\right)$

[式9]

${\stackrel{\→}{q}}_{\mathrm{flux}}=h_{\mathrm{out}}(T_{\mathrm{out}}-T_{\mathrm{wall}})...\left(9\right)$

[式10]

[式11]

$\mathrm{\ρ}{c}_{p}V\frac{\mathrm{dT}}{\mathrm{dt}}=h_{\mathrm{out}}S(T_{\mathrm{out}}-T)+Q_h...\left(11\right)$

[式12]

$T\left(t\right)=(T_{\mathrm{out}}+\frac{Q_h}{h_{\mathrm{out}}S})+(T_0-(T_{\mathrm{out}}+\frac{Q_h}{h_{\mathrm{out}}S}))\exp (-\frac{h_{\mathrm{out}}S}{c_p\mathrm{\ρV}}t)...\left(12\right)$

现在返回图4，初始温度分析装置80进行对温度场FLT的数值分析但不进行对流场的FLF的数值分析，如上所述。然而，在对温度场FLT的数值分析中，首先，给出该温度场FLT的初始条件，例如，冷却油36的温度T（即，冷却油温度T）的初始温度T₀等等。对于作为开始点的该温度场FLT的初始条件，该初始温度分析装置80使温度场FLT的设定时间t每一个时间阶段（every one time step）前进（advance）预定时间t_x，并通过在由计算机进行的数值分析中典型地使用的方法对作为温度场FLT的控制方程式的式（11）求解，即，通过计算作为式（11）的解的式（12），来在每一个时间阶段依次计算确定温度场FLT的诸如冷却油温度T等等的每个参数，即，计算随时间推移的每个参数。初始温度分析装置80进行对该温度场FLT的数值分析，直到冷却油温度T（即，温度场FLT的解（参见图5））收敛。换言之，判断温度场FLT的解是否已经收敛，并且如果温度场FLT的解已经收敛，该温度场FLT的数值分析结束。这里，当说到解收敛时，意味着解随着设定时间t的经过而稳定化。例如，当相对于设定时间t的经过时间的解的变化宽度在预先根据经验确定的用于判断解是否已经收敛的范围内时，初始温度分析装置80判定温度场FLT的解已经收敛。预定时间t_x为这样的时长，该时长极短但又足够长而能够判断：随着设定时间t的经过，温度场FLT的数值分析结果是恒定的。对于稍后将描述的由第一分析装置84、第二分析装置86、第三分析装置88和第四分析装置90进行的数值分析，对于每个时间阶段使温度场FLT和流场FLF中的一个或两个的设定时间t前进预定时间t_x，并通过在由计算机进行的数值分析中典型地使用的方法来在每一个时间阶段依次计算数值分析结果，正如由上述初始温度分析装置80进行的数值分析那样。

第一分析装置84执行本发明的第一分析步骤104。也就是，第一分析装置84在马达转子34正在旋转的状态下，即，在运动体正在运动的运动状态（动态）下，进行对流场FLF的数值分析而不进行对温度场FLT的数值分析。在对流场FLF的数值分析的开始，给出诸如流场FLF的初始解的初始条件。然后，当温度场FLT的解已经在由初始温度分析装置80进行的温度场FLT的数值分析中收敛时，第一分析装置84开始数值分析，即，开始执行第一分析步骤104。此时，第一分析装置84不进行对温度场FLT的数值分析，因此假设维持由正好在第一分析步骤104开始之前的数值分析获得的温度场FLT，或更具体而言，假设维持当图5中的步骤I结束时的温度场FLT，或者如果在将在稍后描述的第二分析步骤106之后再次执行第一分析步骤104，则维持在第二分析步骤106结束时的温度场FLT，且第一分析装置84仅进行对流场FLF的数值分析。顺便而言，例如，流场FLF的解（参见图5）为冷却油36的压力或流速。

接下来，将描述流场FLF的控制方程式。流场FLF的控制方程式为下式（13）（该式为通常公知的Navier-Stokes方程式）、下式（14）（该式是连续方程）以及边界表面（即，自由表面）的平流方程式。顺便而言，在式（13）和（14）中，“p”为系统内的压力，例如，图2中的冷却油36的压力，“Re”为雷诺（Reynolds）数，例如图2中的冷却油36的雷诺数，“u”为冷却油36的速度，“x”为位置，“f”为外力项（即，旋转移动（rotationaltransfer）项），例如，就图2而言，由马达转子34的旋转确定的值，并且，在下式（13）和（14）中的u、x和f的下标“i=1，2，3”和“j=1，2，3”各自为在笛卡尔坐标系统（即，正交坐标系统）中的方向分量。此外，式（13）中的“t”为系统内的时间，即，数值分析的设定时间，正如在上述式（11）中一样。

[式13]

$\frac{{\∂u}_i}{\∂t}+\frac{\∂\left(u_i{u}_j\right)}{\∂x_j}=-\frac{\∂p}{\∂x_i}+\frac{1}{\mathrm{Re}}\frac{{\∂}^2{u}_i}{{\∂x}_j{\∂x}_j}+f_i...\left(13\right)$

[式14]

$\frac{{\∂u}_i}{{\∂x}_i}=0...\left(14\right)$

第二分析装置86执行本发明的第二分析步骤106。也就是，在马达转子34正在旋转的状态下，即，在运动体正在运动的运动状态（动态）下，第二分析装置86既进行对流场FLF的数值分析也进行对温度场FLT的数值分析。在第一分析装置84的数值分析之后，第二分析装置86开始进行对流场FLF和温度场FLT二者的数值分析，即，开始执行第二分析步骤106。然而，此时，数值分析从直前的（immediately prior）流场FLF和温度场FLT开始，即，从正好在第二分析步骤106开始之前的流场FLF和温度场FLT开始。进行对流场FLF和温度场FLT二者的数值分析意味着进行对流场FLF和温度场FLT二者的数值分析以便同时满足流场FLF的控制方程式和温度场FLT的控制方程式。

现在将描述通过第一分析装置84和第二分析装置86进行数值分析的顺序。在由第一分析装置84进行的数值分析结束之后，由第二分析装置86进行的数值分析开始，如上所述，但在用于进行这些数值分析的各种模式也是可能的。例如，一种可能的模式包括：在第一分析步骤104中第一分析装置84进行数值分析，直到设定时间t已经前进了预先根据经验设定的时长，然后在第二分析步骤104中第二分析装置86进行数值分析，直到流场FLF达到稳定状态。然而，在该示例性实施例中，采用不同的模式。更具体而言，第一分析装置84和第二分析装置86二者以预设的运算比率RT_OP交替进行数值分析，即，以运算比率RT_OP交替地反复执行第一分析步骤104和第二分析步骤106。该运算比率RT_OP为执行第一分析步骤104的时间阶段数与执行第二分析步骤106的时间阶段数的比率，并且预先基于车辆驱动单元30的结构等等根据经验确定，以便第一分析步骤104的时间阶段数（即，运算或计算的次数）大于第二分析步骤106的时间阶段数。

第一分析装置84和第二分析装置86中的每一个判断在第一分析步骤104或第二分析步骤106中流场FLF是否处于稳定状态，并且如果流场FLF处于稳定状态，则第一分析步骤104或第二分析步骤106结束。换言之，当流场FLF在第一分析步骤104或第二分析步骤106中达到稳定状态时，结束以运算比率RT_OP对第一分析步骤104和第二分析步骤106的反复执行。在描述稳定状态时，从流场FLF的控制方程式导出的用于数值分析的运算式包括随设定时间t的经过而持续振荡的非稳定状态项和随设定时间t的经过而不振荡或不持续振荡的稳定状态项。流场FLF的稳定状态为其中所有稳定状态项随设定时间t的经过不改变或基本上停止改变的状态。例如，当稳定状态项相对于设定时间t的经过时间的变化宽度在为判定稳定状态而预先根据经验设定的范围内时，判定该流场FLF处于稳定状态。也就是，当非稳定状态项和稳定状态项二者都被考虑时，流场FLF的稳定状态可以说是这样的状态：其中，流场FLF的解的波动范围随设定时间t的经过而持续保持在固定范围内。图5中的步骤II对应于由第一分析装置84执行的第一分析步骤和由第二分析装置86执行的第二分析步骤106。例如，在图5的步骤II中，当预先设定了其中每次以一个时间阶段执行第二分析步骤106而以100个时间阶段执行第一分析步骤104的运算比率RT_OP时，在第一分析步骤104被执行100个时间阶段之后执行第二分析步骤106一个时间阶段，然后再次执行第一分析步骤104，并且重复该序列，直到流场FLF达到稳定状态。

第三分析装置88执行本发明的第三分析步骤108。也就是，在第二分析步骤106已经结束后，在马达转子34正在旋转的状态下，即，在运动状态（动态）下，第三分析装置88进行对温度场FLT的数值分析但不进行对流场FLF的数值分析。这里，用语“在第二分析步骤106已经结束后”意味着以下两种情况：紧接在第二分析步骤106已经结束之后，以及当在第二分析步骤106已经结束后执行第一分析步骤104时该第一分析步骤104已经结束后，这是因为在图5的步骤II中以运算比率RT_OP交替重复执行第一分析步骤104和第二分析步骤106，如上所述。当第一分析装置84判定在第一分析步骤104中流场FLF处于稳定状态或者第二分析装置86判定在第二分析步骤106中流场FLF处于稳定状态时，即，当由于流场FLF已经达到稳定状态而图5中的步骤II已经结束时，第三分析装置88开始执行第三分析步骤108。此时，第三分析装置88不进行对流场FLF的数值分析。因此，假设维持正好在该第三分析步骤108开始之前由数值分析获得的流场FLF，即，维持当图5中的步骤II结束时的流场FLF，第三分析装置88仅进行对温度场FLT的数值分析。

在第三分析步骤108中，第三分析装置88判断温度场FLT是否已经达到稳定状态。当温度场FLT达到稳定状态时，第三分析步骤108结束。温度场FLT的温度状态与上述流场FLT的稳定状态相似。也就是，该稳定状态是其中从温度场FLT的控制方程式导出的在数值分析中使用的运算式的所有稳定状态项随设定时间t的经过不改变或基本上停止改变的状态。此外，用于判断温度场FLT是否处于稳定状态的方法与用于判断流场FLF是否处于稳定状态的方法可以相同。图5中的步骤III对应于由第三分析装置88执行的第三分析步骤108。

第四分析装置90执行本发明的第四分析步骤110。也就是，在第三分析步骤108结束之后，在马达转子34正在旋转的状态下，即，在运动状态（动态）下，第四分析装置90既进行对流场FLF的数值分析也进行对温度场FLT的数值分析。如果第三分析装置88已经在第三分析步骤108中判定温度场FLT处于稳定状态，即，如果由于温度场FLT已经达到稳定状态而图5中的步骤III已经结束，第四分析装置90开始执行第四分析步骤110。在图5中的作为前一步骤的步骤III中，不进行对流场FLF的数值分析，因此第四分析装置90从在图5中的步骤II的结束时的流场FLF开始对流场FLF的数值分析。

然后，第四分析装置90执行第四分析步骤110，直到满足第四分析步骤110的预设结束条件。当判定满足作为该结束条件的结束分析条件时，第四分析装置90结束第四分析步骤110。当第四分析装置90结束第四分析步骤110时，获得流场FLF和温度场FLT的最终收敛解。当在同时满足流场FLF的控制方程式和温度场FLT的控制方程式并且热平衡（其是温度场FLT的产生的总热量Q_h和从冷却油36耗散的总热量之间的差）在预设的容许热平衡范围内时，满足结束分析条件。根据经验预先确定该容许热平衡范围，以便当热平衡在该范围内时可以确定温度场FLT的产生的总热量Q_h和从冷却油36耗散的总热量相等。同样，在其中产生热的总量Q_h等于耗散热的总量的温度场FLT的热平衡状态下，冷却油温度T收敛，因此温度场FLT的热平衡在容许热平衡范围内的结束分析条件可被这样的条件替代：温度场FLT的冷却油温度T收敛。例如，冷却油温度T相对于设定时间t的经过时间的变化宽度在预先根据经验设定的用于判断冷却油温度T的收敛的范围内时，可以判定冷却油温度T已经收敛。顺便而言，图5中的步骤IV对应于由第四分析装置90执行的第四分析步骤110。

在图5中，在图的上部中示出了作为车辆驱动单元30的数值分析的步骤的步骤I到IV。在该图的中部和下部中示意性图示了流场FLF的解的变化和温度场FLT的解的变化。图5为示出了流场FLF和温度场FLT从步骤I向步骤IV的设定时间t的经过的图。

在图5的步骤I中，仅仅进行对温度场FLT的数值分析，因此示出了这样的点，在该点处，温度场FLT的解（其是冷却油温度T）随设定时间t的经过而从例如初始解（例如，冷却油温度T的初始值T0）逼近收敛解。

在步骤II中，除了对温度场FLT的数值分析之外，对流场FLF的数值分析也开始进行，因此示出了这样的点，在该点处，流场FLF的解（其为冷却油36的压力和流速）随设定时间t的经过而从初始解逼近收敛解。此外，在步骤II中，既进行对流场FLF的数值分析也进行对温度场FLT的数值分析，因此，示出了这样的点，在该点处，流场FLF的解和温度场FLT的解都逼近其相应的收敛解。

在步骤III中，仅进行对温度场FLT的数值分析；不进行对流场FLF的数值分析。因此，示出了这样的点，在该点处，温度场FLT的解随设定时间t的经过而从步骤II结束时的解逼近收敛解，同时保持步骤II结束时的流场FLF的解。

在步骤IV中，进行对流场FLF和温度场FLT二者的数值分析，因此示出了这样的点，在该点处，流场FLF的解和温度场FLT的解从步骤III结束时的解逼近其相应的收敛解。此外，示出了这样的点，在该点处，在步骤IV结束时的流场FLF的解和温度场FLT的解到达其相应的收敛解。

在图5中，从随设定时间t经过的流场FLF和温度场FLT的解的变化很明显地，温度场FLT的解的收敛性优于流场FLF的解的收敛性，但是流场FLF的解的稳定性（steadiness）优于温度场FLT的解的稳定性。这里，收敛性由直到解关于图5中的作为时间轴的水平轴变得稳定为止的倾斜度表示。也就是，例如，随设定时间t的经过，由可比较的无量纲解的变化量表示收敛性。倾斜度变得越大，收敛性变得越好。此外，由图5中的解收敛所花费的设定时间t的经过时间表示稳定性。随着经过的时间变短，稳定性变好。考虑到流场FLF和温度场FLT的解的这种收敛性和稳定性之间的差异，提供图5中的从步骤I到步骤IV的所有步骤。

图7为示例了电子计算器10的控制操作（即，执行图5中示出的对流场和温度场的数值分析的控制操作）的主要部分的流程图。顺便而言，图7中的步骤SA2和SA3对应于图5中的步骤I，图7中的步骤SA4到SA10对应于图5中的步骤II，图7中的步骤SA11和SA12对应于图5中的步骤III，图7中的步骤SA13和SA14对应于图5中的步骤IV。同样，图7中示出的流程图还可以应用于除车辆驱动单元30之外的车辆控制单元的数值分析。然而，在图7的描述中，为了易于理解，将描述其中将该流程图应用于车辆驱动单元30的流场FLF和温度场FLT的数值分析，正如上面对图4和5的描述一样。

首先，在步骤SA1，设定初始条件，例如，车辆驱动单元30的流场FLF和温度场FLT的初始解。在步骤SA1之后，过程进行到步骤SA2。

在步骤SA2，假设马达转子34静止，并且在马达转子34静止的状态下，即，在静态下，仅进行对温度场FLT的数值分析。在步骤SA2之后，过程进行到步骤SA3。

在步骤SA3，判断温度场FLT的解是否已经收敛。如果在步骤SA3中的判断为是，即，如果温度场FLT的解已经收敛，则过程进行到步骤SA4。另一方面，如果步骤SA3中的判断为否，过程返回到步骤SA2，即，步骤SA2中的数值分析继续，直到温度场FLT的解收敛。顺便而言，步骤SA2和SA3对应于初始温度分析装置80和初始温度分析步骤100。

在步骤SA4，将计数器N1设定到零的初始值，该计数器N1指示在作为下一步骤的步骤SA5中对流场FLF的数值分析已进行的时间阶段数。在步骤SA4之后，过程进行到步骤SA5。

在步骤SA5，在马达转子34正在旋转的状态下（即，在动态下），仅进行对流场FLF的数值分析。在步骤SA5之后，过程进行到步骤SA6。

在步骤SA6，使计数器N1增加，增加的数目为在步骤SA5中对流场FLF的数值分析已进行的时间阶段数。更具体而言，通过执行步骤SA5一次，进行数值分析持续一个时间阶段，因此计数器N1增加1。在步骤SA6之后，过程进行到步骤SA7。

在步骤SA7，判断流场FLF是否已经达到稳定状态。如果步骤SA7中的判断为是，即，如果流场FLF已经达到稳定状态，过程向前跳转到步骤SA11。另一方面，如果步骤SA7中的判断为否，过程进行到步骤SA8。

在步骤SA8，判断步骤SA5中对流场FLF的数值分析是否已经持续执行了预定的时间阶段数NX1。更具体而言，判断计数器N1是否已经变为等于或大于预定的时间阶段数NX1。在步骤SA8中使用的预定的时间阶段数NX1为当以在图5的步骤II中预设的第一分析步骤104和第二分析步骤106的运算比率RT_OP执行了仅仅一个时间阶段的第二分析步骤106时第一分析步骤104被执行的时间阶段数。例如，如果在图5的步骤II中预设的运算比率RT_OP使得每次第一分析步骤104被执行100个时间阶段则以一个时间阶段执行第二分析步骤106。如果作为数值分析对象的车辆驱动单元是不同的，则运算比率RT_OP不总是必须具有相同的值。例如，每个车辆驱动单元的特性是不同的，因此可以根据需要为每个车辆驱动单元设定不同的值，例如，可以基于车辆驱动单元的结构而设定运算比率RT_OP。如果步骤SA8中的判断为是，即，如果计数器N1等于或大于预定的时间阶段数NX1，过程继续到步骤SA9。另一方面，如果步骤SA8中的判定为否，过程返回到步骤SA5。顺便而言，步骤SA4到SA8对应于第一分析装置84和第一分析步骤104。

在步骤SA9中，在马达转子34正在旋转的状态下（即，在动态下），同时进行对流场FLF的数值分析和对温度场FLT的数值分析。更具体而言，进行该数值分析一个时间阶段。在步骤SA9之后，过程继续到步骤SA10。

在步骤SA10中，判断流场FLF是否已经到达稳定状态。如果在步骤SA10中的判断为是，即，如果流场FLF已经达到稳定状态，过程进行到步骤SA11。另一方面，如果在步骤SA10中的判断为否，过程返回到步骤SA4。顺便而言，步骤SA9和SA10对应于第二分析装置86和第二分析步骤106。

在步骤SA1中，在马达转子34正在旋转的状态下（即，在动态下），仅进行对温度场FLT的数值分析。在步骤SA11之后，过程进行到步骤SA12。

在步骤SA12，判断温度场FLT是否已经达到稳定状态。如果步骤SA12中的判断为是，即，如果温度场FLT已经达到稳定状态，则过程进行到步骤SA13。另一方面，如果步骤SA12中的判断为否，过程返回到步骤SA11，即，继续步骤SA11中的数值分析，直到温度场FLT达到稳定状态。顺便而言，步骤SA11和SA12对应于第三分析装置88和第三分析步骤108。

在步骤SA13，在马达转子34正在旋转的状态下（即，在动态下），同时进行对流场FLF的数值分析和对温度场FLT的数值分析。在步骤SA13之后，过程进行到步骤SA14。

在步骤SA14，判断是否满足在第四分析步骤110中预设的结束条件（即，结束分析条件）。当同时满足流场FLF的控制方程式和温度场FLT的控制方程式并且温度场FLT的热平衡在预设容许热平衡范围内时，则满足该结束分析条件。如果步骤SA14的判断为是，即，如果满足结束分析条件，流程图中的该程序循环结束。于是可以获得流场FLF和温度场FLT的收敛解。另一方面，如果步骤SA14中的判断为否，过程返回到步骤SA13，即，持续步骤SA13中的数值分析，直到满足结束分析条件。顺便而言，步骤SA13和SA14对应于第四分析装置90和第四分析步骤110。

如上所述，根据该示例性实施例的数值分析方法，由第一分析装置84执行的第一分析步骤104是这样的步骤：在运动体正在运动的运动状态下，例如，在马达转子34正在旋转的状态下，进行对流场FLT的数值分析但不进行对温度场FLT的数值分析。由第二分析装置86执行的第二分析步骤106是这样的步骤：在第一分析步骤104已经结束后，在运动状态下，既进行对流场FLT的数值分析也进行对温度场FLT的数值分析。相应地，在车辆驱动单元30和50中，温度场FLT的收敛性高于流场FLF的收敛性，而温度场FLT的稳定性低于流场FLF的稳定性。然而，在既进行对流场FLF的数值分析也进行对温度场FLT的数值分析之前，在对温度场FLT进行数值分析之前首先在第一分析步骤104中对流场FLF进行数值分析。结果，与从一开始就一起进行对流场FLF的数值分析和对温度场FLT的数值分析而非首先进行第一分析步骤104时相比，电子计算器10上的数值分析的计算载荷较小，因此能够缩短电子计算器10进行CAE分析所花费的时间。也就是，可以适当地计算车辆驱动单元30和50的流场FLF和温度场FLT。

此外，根据该示例性实施例的数值分析方法，由第三分析装置88执行的第三分析步骤108为这样的步骤：在第二分析步骤106已经结束之后，在运动状态下进行对温度场FLT的数值分析但不进行对流场FLF的数值分析。此外，由第四分析装置90执行的第四分析步骤110为这样的步骤：在第三分析步骤108已经结束之后，在运动状态下既进行对流场FLF的数值分析也进行对温度场FLT的数值分析。因此，可以在第三分析步骤108结束之后使流场FLF的收敛性和温度场FLT的收敛性彼此更接近。结果，与不提供第三分析步骤108且在第四分析步骤110中既进行对流场FLF的数值分析也进行对温度场FLT的数值分析时相比，电子计算器10上的数值分析的计算载荷较小，因此可以缩短进行数值分析所花费的时间。

此外，根据该示例性实施例的数值分析方法，以预设的运算比率RT_OP交替执行第一分析步骤104和第二分析步骤106，在该预设的运算比率RT_OP下，第一分析步骤104的运算次数（即，时间阶段数）大于第二分析步骤106的运算次数。此外，根据该示例性实施例的数值分析方法，当在第一分析步骤104或第二分析步骤106中流场FLF达到稳定状态时，该第一分析步骤104或该第二分析步骤106结束，即，图5中的步骤II结束，并且第三分析步骤108开始。因此，与在第三分析步骤108开始前总是一起进行对流场FLF的数值分析和对温度场FLT的数值分析相比，减小了在第三分析步骤108之前使流场FLF达到稳定状态的计算载荷，因此可以缩短进行数值分析所需的时间。此外，随设定时间t的经过的温度场FLT的变化是渐变的，因此在图5的步骤II中，即使以运算比率RT_OP交替执行第一分析步骤104和第二分析步骤106，与总是一起进行对流场FLF的数值分析和对温度场FLT的数值分析时相比，即，与当仅仅执行第二分析步骤106时相比，在步骤II结束时诸如流场FLF和温度场FLT的解的分析结果中也不会存在大的差异。此外，在图5的步骤II中，通过仅执行第一分析步骤104，不能使流场FLF达到稳定状态。替代地，根据需要间歇地执行第二分析步骤106，从而在适当地保持流场FLF与温度场FLT之间的相关性的同时使流场FLF到达稳定状态。

此外，根据该示例性实施例的数值分析方法，例如，基于车辆驱动单元30的结构而确定运算比率RT_OP。因此，即使作为数值分析对象的车辆驱动单元的结构不同于车辆驱动单元30的结构，仍能够充分缩短进行数值分析所需的时间。

此外，根据该示例性实施例的数值分析方法，当在第三分析步骤108中温度场FLT达到稳定状态时，该第三分析步骤108结束并且第四分析步骤110开始。因此，可以在第四分析步骤110的开始点便提供与在第四分析步骤110中最终获得的温度场FLT的解（即，收敛解）充分接近的解，因此可以减小从第四分析步骤110的开始到第四分析步骤110的结束所需的计算负载，这能够缩短进行数值分析所花费的时间。

此外，根据该示例性实施例的数值分析方法，由初始温度分析装置80执行的初始温度分析步骤100为这样的步骤：在假设马达转子34（即，运动体）静止的静态下，进行对温度场FLT的数值分析但不进行对流场FLF的数值分析。此外，根据该示例性实施例的数值分析方法，在初始温度分析步骤100结束之后开始第一分析步骤104。因此，在温度场FLT的解变为与温度场FLT的初始值相比在某种程度上更接近最终获得的收敛解之后，第一分析步骤基于该温度场FLT而开始。结果，与不提供初始温度分析步骤100时相比，可以减小此后数值分析的运算载荷，因此可以缩短进行数值分析所花费的时间。此外，在初始温度分析步骤100中，假设状态为其中运动体静止的静态，所以仅进行对温度场FLT的数值分析。因此，初始温度分析步骤100将不会显著增加电子计算器10上的运算载荷。

此外，根据该示例性实施例的数值分析方法，当在初始温度分析步骤100中温度场FLT的解收敛时，初始温度分析步骤100结束并且第一分析步骤104开始。因此，与在初始温度分析步骤100中温度场FLT的解已经收敛之前开始第一分析步骤104，即，开始图5中的步骤II时相比，可进一步减小第一分析步骤104中的数值分析的计算载荷及其后的步骤（即，步骤II中及其后的步骤）中的数值分析的计算载荷，因而可以更大地缩短进行数值分析所花费的时间。

此外，根据该示例性实施例的数值分析，形成流场FLF和温度场FLT的冷却介质为例如冷却油36和58，因此在通过冷却油36和58冷却在车辆驱动单元30和50内部运动的运动体（即，差动齿轮54和马达转子34）时，可以使用该示例性实施例的数值分析方法来对流场FLF和温度场FLT进行数值分析。

此外，根据该示例性实施例的数值分析方法，具有例如马达转子34和冷却油36的车辆驱动单元30是数值分析对象，其中马达转子34产生热并围绕轴旋转，冷却油36填充壳体32的内部的一部分并接触马达转子34的至少一部分，因此可以在该类型的车辆驱动单元30中使用该示例性实施例的数值分析方法来对流场FLF和温度场FLT进行数值分析。

同样，根据该示例性实施例的数值分析方法，具有例如差动环形齿轮54和冷却油58的车辆驱动单元50是数值分析对象，其中差动环形齿轮54是啮合的一对齿轮中的一个，冷却油58填充壳体52内部的一部分并接触差动齿轮54的至少一部分，因此可以在该类型的车辆驱动单元50中使用该示例性实施例的数值分析方法来对流场FLF和温度场FLT进行数值分析。

此外，根据该示例性实施例的数值分析方法，从步骤I到步骤IV依次进行数值分析，如图5所示。因此，与从开始到结束同时对流场FLF和温度场FLT进行数值分析时相比，可以获得同等精度的数值分析结果。此外，例如，如果从开始到结束同时对流场FLF和温度场FLT进行数值分析时电子计算器10进行数值分析所花费的时间为约一年，则用相同的处理能力，该时间可被缩短为约360小时。同样，还可以想到通过对电子计算器10并行化来缩短进行数值分析所花费的时间。然而，这需要较大的设备且会增加成本，因此即使利用电子计算器10的并行化也存在效率方面的限制。同样从这一点来看，该示例性实施例的数值分析方法也是有利的。

虽然已经参考附图详细描述了本发明的优选示例性实施例，但本发明决不限于该示例性实施例。也就是，还可以以其他模式实施本发明。

例如，在上述示例性实施例中，给出作为恒定值的由马达转子34产生的热量Q_h。然而，当产生的热量Q_h随设定时间t改变时，同样可以进行数值分析。

同样，在上述示例性实施例的图5中，从步骤I到步骤IV依次进行数值分析。然而，数值分析方法也可以从步骤II开始，而非从步骤I开始（即，其中消除步骤I）。此外，数值分析方法还可以从步骤II进行到步骤IV而非从步骤III进行到步骤IV（即，其中消除步骤III）。同样，取决于所需的数值分析结果精度等等，还可以在数值分析进行到中间时结束数值分析，并可以获得在该时刻的流场FLF和温度场FLT的解。例如，可以在步骤III的结束时结束数值分析。

此外，其中消除在图5中的步骤III和步骤IV并通过继续步骤II来获得流场FLF和温度场FLT的最终收敛解的数值分析也是可以的。在该情况下，在步骤I中，例如，可以以运算比率RT_OP交替重复执行第一分析步骤104和第二分析步骤106，或者可以首先仅以凭经验预设的时间阶段数进行第一分析步骤104中的分析，然后进行第二分析步骤106，直到获得流场FLF和温度场FLT的最终收敛的解。

同样，在上述示例性实施例的图5中，当温度场FLT的解已经收敛时结束步骤I，即，初始温度分析步骤100。然而，替代地，可以为用于执行初始温度分析步骤100的时间阶段数设置上限等等，以及可以在温度场FLT的解已经收敛之前停止初始温度分析步骤100且执行接下来的步骤。

同样，在上述示例性实施例的图5中，当流场FLF达到稳定状态时步骤II结束，以及当温度场FLT达到稳定状态时步骤III结束。然而，替代地，这些结束条件可以为除了流场FLF和温度场FLT已经达到稳定状态之外的条件。

同样，在上述示例性实施例的图5中，作为运动体的图2中的马达转子34和图3中的差动环形齿轮54二者均旋转。然而，替代地，运动体还可以为往复运动的活塞等等。

此外，在上述示例性实施例的车辆驱动单元30和50中，用作冷却介质的流体为冷却油36和58，但其也可以是除油之外的流体。

虽然未在本文中描述，但在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以通过各种改变、修改或改进来具体化本发明。

Claims (10)

1.一种车辆驱动单元的数值分析方法，所述车辆驱动单元具有冷却介质和在壳体内部运动的运动体，所述冷却介质是填充所述壳体内部的一部分并接触所述运动体的至少一部分的流体，并且其中所述流体介质的温度随所述运动体持续运动而升高，所述数值分析方法对所述冷却介质的温度场和所述冷却介质的流场进行数值分析，所述车辆驱动单元的数值分析方法的特征在于，包括：

第一分析步骤（104）：在所述运动体正在运动的运动状态下，进行对所述流场的数值分析但不进行对所述温度场的数值分析；以及

第二分析步骤（106）：在所述第一分析步骤（104）结束之后，在所述运动状态下既进行对所述流场的数值分析也进行对所述温度场的数值分析。

2.根据权利要求1的车辆驱动单元的数值分析方法，其特征在于，还包括：

第三分析步骤（108）：在所述第二分析步骤（106）结束之后，在所述运动状态下进行对所述温度场的数值分析但不进行对所述流场的数值分析；以及

第四分析步骤（110）：在所述第三分析步骤（108）结束之后，在所述运动状态下既进行对所述流场的数值分析也进行对所述温度场的数值分析。

3.根据权利要求2的车辆驱动单元的数值分析方法，其特征在于，以预设的运算比率交替执行所述第一分析步骤（104）和所述第二分析步骤（106），在所述预设的运算比率下，所述第一分析步骤（104）的运算次数大于所述第二分析步骤（106）的运算次数；并且，

当在所述第一分析步骤（104）或所述第二分析步骤（106）中所述流场到达稳定状态时，所述第一分析步骤（104）或所述第二分析步骤（106）结束且所述第三分析步骤（108）开始。

4.根据权利要求3的车辆驱动单元的数值分析方法，其特征在于，基于所述车辆驱动单元（30，50）的结构而设定所述运算比率。

5.根据权利要求2到4中任一项的车辆驱动单元的数值分析方法，其特征在于，当在所述第三分析步骤（108）中所述温度场到达稳定状态时，所述第三分析步骤（108）结束且所述第四分析步骤（110）开始。

6.根据权利要求1到5中任一项的车辆驱动单元的数值分析方法，其特征在于，还包括：初始温度分析步骤（100）：在假设所述运动体静止的状态下，进行对所述温度场的数值分析但不进行对所述流场的数值分析，其中，在所述初始温度分析步骤（100）结束之后所述第一分析步骤（104）开始。

7.根据权利要求6的车辆驱动单元的数值分析方法，其特征在于，当在所述初始温度分析步骤（100）中所述温度场的解已经收敛时，所述初始温度分析步骤（100）结束且所述第一分析步骤（104）开始。

8.根据权利要求1到7中任一项的车辆驱动单元的数值分析方法，其特征在于，所述冷却介质为冷却油（36，58）。

9.根据权利要求1到8中任一项的车辆驱动单元的数值分析方法，其特征在于，所述运动体为产生热并围绕轴旋转的旋转部件（34）。

10.根据权利要求1到8中任一项的车辆驱动单元的数值分析方法，其特征在于，所述运动体为相互啮合的一对齿轮（54，56）中的一个。

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