CN106256077A - 旋转电机的磁铁温度推断装置以及旋转电机的磁铁温度推断方法 - Google Patents

Abstract

旋转电机的磁铁温度推断装置具备：旋转电机，其包括具有磁铁的转子以及具有线圈的定子；制冷剂供给部，其供给从所述定子流向所述转子的制冷剂；以及磁铁温度计算部，其使用从所述线圈受热后的所述制冷剂的温度来计算所述磁铁的温度。

Description

旋转电机的磁铁温度推断装置以及旋转电机的磁铁温度推断 方法

技术领域

本发明涉及旋转电机的磁铁温度推断装置以及旋转电机的磁铁温度推断方法。

本申请基于2014年5月9日申请的日本特愿2014-098125号要求优先权，在此援引其内容。

背景技术

以往，已知基于马达运转时的定子线圈温度、冷却液的液体温度、发热比及热阻比而计算磁铁温度的马达控制装置(例如，参照专利文献1)。该马达控制装置预先取得冷却液以及定子线圈间的热阻和定子线圈以及永磁铁间的热阻之比作为热阻比，取得定子线圈的发热与永磁铁的发热之比作为发热比。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4572907号公报

发明要解决的课题

然而，根据上述现有技术所涉及的马达控制装置，只是在马达的外部检测从马达的内部向外部流出的冷却液的液体温度，根据预先进行的实验的结果来取得热阻比。因此，担心因马达的内部的冷却液的流通路线以及冷却状态等而使磁铁温度的计算误差增大。

发明内容

本发明的方式是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够提高旋转电机的磁铁温度的推断精度的旋转电机的磁铁温度推断装置以及旋转电机的磁铁温度推断方法。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题而实现所述的目的，本发明采用以下方式。

(1)本发明的一方式所涉及的旋转电机的磁铁温度推断装置具备：旋转电机，其包括具有磁铁的转子以及具有线圈的定子；制冷剂供给部，其供给从所述定子流向所述转子的制冷剂；以及磁铁温度计算部，其使用从所述线圈受热后的所述制冷剂的温度来计算所述磁铁的温度。

(2)在所述(1)的方式的基础上，也可以是，所述磁铁温度计算部计算所述磁铁与从所述线圈受热后的所述制冷剂之间的至少一部分处的热阻，使用所述热阻与从所述线圈受热后的所述制冷剂的温度，计算来自所述磁铁的排热量，使用来自所述磁铁的排热量来计算所述磁铁的温度。

(3)在所述(2)的方式的基础上，也可以是，所述磁铁温度计算部根据所述制冷剂的流量以及所述旋转电机的转速来计算所述热阻。

(4)在所述(2)或者(3)的方式的基础上，也可以是，所述旋转电机的磁铁温度推断装置具备发热量计算部，该发热量计算部用于计算所述磁铁的损失所带来的发热量，所述磁铁温度计算部使用所述磁铁的损失所带来的发热量与来自所述磁铁的排热量，计算所述磁铁的温度。

(5)在所述(1)至(4)中的任一方式的基础上，也可以是，所述旋转电机的磁铁温度推断装置具备制冷剂温度计算部，该制冷剂温度计算部用于计算从所述线圈受热后的所述制冷剂的温度，所述制冷剂温度计算部根据所述制冷剂的流量来取得从所述线圈受热后的所述制冷剂的受热量以及所述制冷剂的热容量，使用从所述线圈受热后的所述制冷剂的受热量以及所述制冷剂的热容量，计算从所述线圈受热后的所述制冷剂的温度。

(6)在所述(5)的方式的基础上，也可以是，所述旋转电机的磁铁温度推断装置具备冷却部，该冷却部用于冷却所述制冷剂，所述制冷剂温度计算部根据所述制冷剂的流量来取得从所述线圈受热后的所述制冷剂与所述线圈之间的热阻，使用从所述线圈受热后的所述制冷剂与所述线圈之间的热阻、所述线圈的温度、以及被所述冷却部冷却后的所述制冷剂的温度，计算从所述线圈受热后的所述制冷剂的受热量。

(7)本发明的一方式所涉及的旋转电机的磁铁温度推断方法中，控制装置对包括具有磁铁的转子以及具有线圈的定子的旋转电机、以及供给从所述定子流向所述转子的制冷剂的制冷剂供给部执行所述旋转电机的磁铁温度推断方法，包括如下步骤：所述控制装置使用从所述线圈受热后的所述制冷剂的温度来计算所述磁铁的温度。

发明效果

所述(1)记载的方式所涉及的旋转电机的磁铁温度推断装置具备磁铁温度计算部，该磁铁温度计算部使用从定子流向转子的制冷剂从线圈受热后的制冷剂的温度来计算磁铁的温度。因此，能够提高磁铁的温度的计算精度。另外，所述(1)记载的方式所涉及的旋转电机的磁铁温度推断装置具备磁铁温度计算部，该磁铁温度计算部使用从线圈受热后的制冷剂冷却磁铁的热模型。因此，能够根据旋转电机中的制冷剂的冷却路线、以及制冷剂所造成的线圈以及磁铁的冷却状态，高精度地计算磁铁的温度。

此外，在所述(2)的方式中，也可以是，具备磁铁温度计算部，该磁铁温度计算部计算从线圈受热后的制冷剂与磁铁之间的至少一部分处的热阻，使用该热阻来计算来自磁铁的排热量。因此，能够高精度地计算制冷剂所带来的来自磁铁的散热量。

此外，在所述(3)的方式中，也可以是，具备磁铁温度计算部，该磁铁温度计算部根据制冷剂的流量以及旋转电机的转速来计算从线圈受热后的制冷剂与磁铁之间的至少一部分处的热阻。因此，能够根据转子处的制冷剂的状态而高精度地计算热阻。

此外，在所述(4)的方式中，也可以是，具备磁铁温度计算部，该磁铁温度计算部使用磁铁的损失所带来的发热量与来自磁铁的排热量，计算磁铁的温度。因此，能够根据发热量与排热量之差而高精度地计算磁铁的温度变化。

此外，在所述(5)的方式中，也可以是，具备制冷剂温度计算部，该制冷剂温度计算部根据制冷剂的流量来取得从线圈受热后的制冷剂的受热量以及制冷剂的热容量。因此，能够根据从线圈受热后的制冷剂的转子处的状态(接触状态等)，高精度地计算制冷剂的温度。

此外，在所述(6)的方式中，也可以是，具备制冷剂温度计算部，该制冷剂温度计算部根据制冷剂的流量来取得从线圈受热后的制冷剂与线圈之间的热阻。因此，能够根据线圈处的制冷剂的状态而高精度地计算热阻。

在所述(7)记载的方式所涉及的旋转电机的磁铁温度推断方法中，具备磁铁温度计算部，该磁铁温度计算部使用从定子流向转子的制冷剂从线圈受热后的制冷剂的温度来计算磁铁的温度。因此，能够提高磁铁的温度的计算精度。另外，所述(7)记载的方式所涉及的旋转电机的磁铁温度推断方法中，具备磁铁温度计算部，该磁铁温度计算部使用从线圈受热后的制冷剂冷却磁铁的热模型。因此，能够根据旋转电机中的制冷剂的冷却路线以及制冷剂所造成的线圈以及磁铁进行的冷却状态，高精度地计算磁铁的温度。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的旋转电机的磁铁温度推断装置的结构图。

图2是示出本发明的实施方式所涉及的旋转电机的磁铁温度推断装置的驱动用马达的一部分结构的剖视图。

图3是示意性示出本发明的实施方式所涉及的旋转电机的磁铁温度推断装置的热模型的图。

图4是示出本发明的实施方式所涉及的旋转电机的磁铁温度推断装置的驱动用马达中的外加电压、转速、转矩以及转子磁轭的铁损之间的相互关系的图。

图5是示出本发明的实施方式所涉及的旋转电机的磁铁温度推断装置的驱动用马达中的外加电压、转速、转矩以及磁铁的涡流损耗之间的相互关系的图。

图6是示出本发明的实施方式所涉及的旋转电机的磁铁温度推断装置的发电用马达的转速以及制冷剂的流量的相互关系的图。

图7是示出本发明的实施方式所涉及的旋转电机的磁铁温度推断装置的驱动用马达中的滴落制冷剂与三相线圈之间的热阻以及制冷剂的流量的相互关系的图。

图8是示出本发明的实施方式所涉及的旋转电机的磁铁温度推断装置的驱动用马达中的滴落制冷剂与端面板之间的热阻、制冷剂的流量以及转速的相互关系的图。

图9是示出本发明的实施方式所涉及的旋转电机的磁铁温度推断装置的动作的流程图。

图10是示出图9所示的发热量计算处理之一的流程图。

图11是示出另一种图9所示的发热量计算处理的流程图。

图12是示出图9所示的滴落制冷剂温度计算处理的流程图。

图13是示出图9所示的热阻计算处理的流程图。

图14是示出图9所示的磁铁温度计算处理的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的一实施方式所涉及的旋转电机的磁铁温度推断装置以及旋转电机的磁铁温度推断方法。

本实施方式的旋转电机的磁铁温度推断装置10例如搭载于混合动力车辆或者电动汽车等车辆1。如图1所示，车辆1具备驱动用马达(M)11(旋转电机)、发电用马达(G)12、变速器(T/M)13、制冷剂循环部14(制冷剂供给部)、电力转换部15、蓄电池16以及控制装置17。

驱动用马达11以及发电用马达12均是例如三相交流的无刷DC马达等。驱动用马达11以及发电用马达12均具备与变速器13连接的旋转轴。发电用马达12的旋转轴与后述的制冷剂循环部14的机械泵连结。

如图2所示，驱动用马达11具备具有线圈21的定子22、以及具有磁铁23的转子24。驱动用马达11是内转子型，在圆筒状的定子22的内部具备转子24。

线圈21例如是SC(扇形线芯、segment conductor)绕组等。线圈21装配在形成于定子芯22a的齿之间的狭缝。线圈21与后述的电力转换部15连接。磁铁23例如是永磁铁等。

磁铁23保持在转子磁轭24a的内部，以便不与从旋转轴24c的轴向的两侧夹住转子磁轭24a的一对端面板24b直接接触。

发电用马达12例如具备与驱动用马达11相同的结构。

变速器13例如是AT(自动变速器)等。变速器13与驱动用马达11及发电用马达12这两者以及驱动轮W连接。变速器13根据从后述的控制装置17输出的控制信号，控制驱动用马达11及发电用马达12这两者与驱动轮W之间的动力传递。

制冷剂循环部14具备供制冷剂循环的制冷剂流路14a、以及冷却制冷剂的冷却器14b(冷却部)。制冷剂循环部14例如将在AT(Automatic Transmission)变速器13中进行润滑以及动力传递等的工作油用作制冷剂。

制冷剂流路14a与变速器13的内部的工作油的流路、以及驱动用马达11及发电用马达12这两者的内部连接。制冷剂流路14a具备分别向驱动用马达11以及发电用马达12喷出制冷剂的喷出口(省略图示)、以及吸入分别在驱动用马达11以及发电用马达12的内部流通的制冷剂的吸入口(省略图示)。

制冷剂流路14a的喷出口配置在驱动用马达11以及发电用马达12各自的铅垂方向上方。制冷剂流路14a的吸入口配置于在驱动用马达11以及发电用马达12各自的铅垂方向下方设置的制冷剂贮存部(省略图示)。

冷却器14b设置于制冷剂流路14a，具备与发电用马达12的旋转轴连结的机械泵。机械泵通过发电用马达12的驱动而产生吸引力，从制冷剂流路14a的吸入口吸引制冷剂并使制冷剂流路14a内的制冷剂朝向喷出口流动。冷却器14b对在制冷剂流路14a内流通的制冷剂进行冷却。

制冷剂循环部14伴随着冷却器14b的机械泵的工作，相对于驱动用马达11从制冷剂流路14a的喷出口朝向线圈21的线圈端(从定子芯22a的狭缝向轴向外侧突出的部位)喷出制冷剂。

制冷剂在重力的作用下朝铅垂方向下方流动到线圈21的线圈端以及定子芯22a的表面上。制冷剂在重力的作用下以经由定子22与转子24之间的空隙从线圈21的线圈端或者定子芯22a向端面板24b滴落的方式朝铅垂方向下方流动。滴落到端面板24b的表面的制冷剂(滴落制冷剂)在重力以及转子24的旋转所带来的离心力的作用下朝向端面板24b的外部流动到端面板24b的表面上。滴落制冷剂在重力的作用下从端面板24b的外部向制冷剂贮存部流动。

制冷剂循环部14通过机械泵的吸引从吸入口向制冷剂流路14a吸入贮存在制冷剂贮存部的制冷剂，通过冷却器14b进行冷却。由此，如图3所示，制冷剂循环部14利用制冷剂对线圈21以及定子芯22a进行冷却。制冷剂循环部14利用滴落制冷剂直接冷却端面板24b，并且利用滴落制冷剂经由端面板24b间接地依次冷却转子磁轭24a与磁铁23。

电力转换部15具备对蓄电池16的输出电压进行升压的升压器31、控制驱动用马达11的通电的第二电力传动单元(PDU2)33、以及控制发电用马达12的通电的第一电力传动单元(PDU1)32。

升压器31例如具备DC-DC换流器等。升压器31与蓄电池16以及第一电力传动单元32、第二电力传动单元33之间连接。

升压器31根据从后述的控制装置17输出的控制信号对蓄电池16的输出电压进行升压，由此生成朝向第一电力传动单元32、第二电力传动单元33的外加电压。升压器31将通过蓄电池16的输出电压的升压而生成的外加电压向第一电力传动单元32、第二电力传动单元33输出。

第一电力传动单元32、第二电力传动单元33例如具备逆变器装置等。第一电力传动单元32、第二电力传动单元33例如具备使用多个开关元件(例如MOSFET等)进行桥接而成的桥电路与滤波电容器作为逆变器装置。第一电力传动单元32、第二电力传动单元33根据从后述的控制装置17输出的控制信号将升压器31的直流输出电力转换为三相交流电。第一电力传动单元32以使向发电用马达12进行的通电依次换流的方式将三相交流电流向三相线圈21通电。另外，第二电力传动单元33以使向驱动用马达11进行的通电依次换流的方式将三相交流电流向三相线圈21通电。

控制装置17包括CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)等各种存储介质、以及计时器等电路。控制装置17输出用于控制变速器13以及电力转换部15的控制信号。控制装置17与电压传感器41、第一电流传感器42、第二电流传感器43、第一转速传感器44、第二转速传感器45、转矩传感器46、制冷剂温度传感器47以及线圈温度传感器48连接。

电压传感器41检测从升压器31分别向第一电力传动单元32、第二电力传动单元33施加的外加电压。第一电流传感器42检测在第一电力传动单元32与发电用马达12的各线圈21之间流动的交流电流(相电流)。第二电流传感器43检测在第二电力传动单元33与驱动用马达11的各线圈21之间流动的交流电流(相电流)。

第一转速传感器44通过逐次检测驱动用马达11的旋转轴的旋转角度而检测驱动用马达11的转速。第二转速传感器45通过逐次检测发电用马达12的旋转轴的旋转角度而检测发电用马达12的转速。

转矩传感器46检测驱动用马达11的转矩。制冷剂温度传感器47检测在制冷剂流路14a中从冷却器14b输出的制冷剂的温度(通过冷却器后的制冷剂温度)。

线圈温度传感器48例如是热敏电阻等，检测驱动用马达11的线圈21的温度(线圈温度)。

如图1所示，控制装置17具备发热量计算部51、滴落制冷剂温度计算部52、磁铁温度计算部53、马达控制部54以及存储部55。

发热量计算部51分别在驱动用马达11以及发电用马达12中计算各部分的损失所带来的发热量。发热量计算部51例如在驱动用马达11中计算三相线圈21的铜损、转子磁轭24a的铁损以及磁铁23的涡流损耗各自的发热量。

发热量计算部51根据由第二电流传感器43检测出的驱动用马达11的三相电流与预先存储于存储部55的三相线圈21的电阻值来计算三相线圈21的铜损。

发热量计算部51根据由电压传感器41检测出的外加电压、由第一转速传感器44检测出的驱动用马达11的转速、以及由转矩传感器46检测出的驱动用马达11的转矩，计算转子磁轭24a的铁损W_YOKE。如图4所示，发热量计算部51将示出外加电压、转速、转矩以及转子磁轭24a的铁损W_YOKE之间的相互关系的映射等数据预先存储于存储部55。发热量计算部51使用由各传感器41、44、46检测出的外加电压、转速以及转矩，参照预先存储于存储部55的数据而计算转子磁轭24a的铁损W_YOKE。发热量计算部51例如使用相对于多组不同的外加电压(Va＜Vb)以及转速(N1＜N2＜N3)的组合示出转矩以及铁损W_YOKE的相互关系的映射，进行针对外加电压以及转速的线性内插等，并计算铁损W_YOKE。

发热量计算部51根据由电压传感器41检测出的外加电压、由第一转速传感器44检测出的驱动用马达11的转速、以及由转矩传感器46检测出的驱动用马达11的转矩，计算磁铁23的涡流损耗W_MAG。如图5所示，发热量计算部51将示出外加电压、转速、转矩以及磁铁23的涡流损耗W_MAG之间的相互关系的映射等数据预先存储于存储部55。发热量计算部51使用由各传感器41、44、46检测出的外加电压、转速以及转矩，参照预先存储于存储部55的数据而计算磁铁23的涡流损耗W_MAG。发热量计算部51例如使用相对于多组不同的外加电压(Va＜Vb)以及转速(N1＜N2＜N3)的组合示出转矩以及涡流损耗W_MAG的相互关系的映射，进行针对外加电压以及转速的线性内插等，并计算涡流损耗W_MAG。

滴落制冷剂温度计算部52根据由制冷剂温度传感器47检测出的通过冷却器后的制冷剂温度、由第二转速传感器45检测出的发电用马达12的转速、以及由线圈温度传感器48检测出的线圈温度，计算滴落制冷剂的温度T_DATF。

滴落制冷剂温度计算部52根据由第二转速传感器45检测出的发电用马达12的转速，取得在制冷剂循环部14中循环的制冷剂的流量。如图6所示，滴落制冷剂温度计算部52将示出发电用马达12的转速以及制冷剂的流量的相互关系的映射等数据预先存储于存储部55。滴落制冷剂温度计算部52使用由第二转速传感器45检测出的转速，参照预先存储于存储部55的数据而计算制冷剂的流量。

滴落制冷剂温度计算部52根据由制冷剂温度传感器47检测出的通过冷却器后的制冷剂温度、由线圈温度传感器48检测出的线圈温度、以及制冷剂的流量，计算滴落制冷剂从三相线圈21接受的受热量Q_co-atf。

如图7所示，滴落制冷剂温度计算部52将示出滴落制冷剂与三相线圈21之间的热阻R_co-atf以及制冷剂的流量的相互关系的映射等数据预先存储于存储部55。滴落制冷剂温度计算部52使用计算出的制冷剂的流量，参照预先存储于存储部55的数据而计算滴落制冷剂与三相线圈21之间的热阻R_co-atf。

如下述式(1)所示，滴落制冷剂温度计算部52使用计算出的热阻R_co-atf、通过冷却器后的制冷剂温度T_atf以及线圈温度T_co，计算受热量Q_co-atf。

[式1]

$Q_{co-atf}=\frac{T_{co}-T_{atf}}{R_{co-atf}}\mathrm{...}\left(1\right)$

滴落制冷剂温度计算部52根据计算出的受热量Q_co-atf、制冷剂的热容量、以及通过冷却器后的制冷剂温度T_atf，计算滴落制冷剂的温度T_DATF。

如下述式(2)所示，滴落制冷剂温度计算部52使用计算出的制冷剂的流量F_atf、预先存储于存储部55的制冷剂的比热C以及规定系数A，计算制冷剂的热容量C_atf。

滴落制冷剂温度计算部52使用计算出的受热量Q_co-atf以及制冷剂的热容量C_atf而计算制冷剂的温度变化ΔT_atf。

如下述式(3)所示，滴落制冷剂温度计算部52使用计算出的制冷剂的温度变化ΔT_atf以及通过冷却器后的制冷剂温度T_atf，计算滴落制冷剂的温度T_DATF。

[式2]

${\mathrm{\ΔT}}_{atf}=\frac{Q_{co-atf}}{C_{atf}}=\frac{Q_{co-atf}}{F_{atf}\×C\×A}\mathrm{...}\left(2\right)$

[式3]

T_DATF＝T_atf+ΔT_atf···(3)

磁铁温度计算部53根据由第一转速传感器44检测出的驱动用马达11的转速、以及由滴落制冷剂温度计算部52计算出的制冷剂的流量F_atf，计算滴落制冷剂与端面板24b之间的热阻R_EP-DATF。如图8所示，磁铁温度计算部53将示出滴落制冷剂与端面板24b之间的热阻R_EP-DATF、制冷剂的流量F_atf、以及驱动用马达11的转速的相互关系的映射等数据预先存储于存储部55。磁铁温度计算部53使用制冷剂的流量F_atf以及驱动用马达11的转速，参照预先存储于存储部55的数据而计算滴落制冷剂与端面板24b之间的热阻R_EP-DATF。磁铁温度计算部53例如使用相对于多组不同的制冷剂的流量F_atf(F1＜F2＜F3＜F4)示出转速以及热阻R_EP-DATF的相互关系的映射，进行针对流量F_atf的线性内插等，并计算热阻R_EP-DATF。

磁铁温度计算部53根据计算出的热阻R_EP-DATF、由滴落制冷剂温度计算部52计算出的滴落制冷剂的温度T_DATF、由发热量计算部51计算出的转子磁轭24a的铁损W_YOKE以及磁铁23的涡流损耗W_MAG，计算磁铁23的温度T_MAG。

如下述式(4)所示，磁铁温度计算部53使用存储于存储部55的端面板24b的温度的上次值T_EP(pre)、以及端面板24b的温度变化ΔT_EP，计算端面板24b的温度T_EP。磁铁温度计算部53例如通过适当的运算等推断端面板24b的温度变化ΔT_EP。

[式4]

T_EP＝T_EP(pre)+ΔT_EP···(4)

如下述式(5)所示，磁铁温度计算部53使用计算出的滴落制冷剂与端面板24b之间的热阻R_EP-DATF以及端面板24b的温度T_EP、滴落制冷剂的温度T_DATF，计算滴落制冷剂从端面板24b接受的受热量Q_EP-DATF。

如下述式(6)所示，磁铁温度计算部53使端面板24b从转子磁轭24a接受的受热量Q_YOKE-EP与滴落制冷剂从端面板24b接受的受热量Q_EP-DATF相等。

[式5]

$Q_{EP-DATF}=\frac{T_{EP}-T_{DATF}}{R_{EP-DATF}}\mathrm{...}\left(5\right)$

[式6]

Q_YOKE-EP＝Q_EP-DATF···(6)

磁铁温度计算部53使用存储于存储部55的磁铁23的温度的上次值T_MAG(pre)以及转子磁轭24a与磁铁23之间的热阻R_MAG-YOKE、转子磁轭24a的温度的推断值T_YOKE(est)，计算转子磁轭24a从磁铁23接受的受热量Q_MAG-YOKE。磁铁温度计算部53通过使推断值T_YOKE(est)与上次值T_MAG(pre)之差除以热阻R_MAG-YOKE而计算受热量Q_MAG-YOKE。

磁铁温度计算部53例如将规定的恒定值存储于存储部55而作为转子磁轭24a与磁铁23之间的热阻R_MAG-YOKE。磁铁温度计算部53例如通过适当的运算等推断转子磁轭24a的温度的推断值T_YOKE(est)。

如下述式(7)所示，磁铁温度计算部53使用计算出的端面板24b从转子磁轭24a接受的受热量Q_YOKE-EP以及转子磁轭24a从磁铁23接受的受热量Q_MAG-YOKE、转子磁轭24a的铁损W_YOKE，计算转子磁轭24a的受热量Q_YOKE。

[式7]

Q_YOKE＝W_YOKE+Q_MAG-YOKE-Q_YOKE-EP···(7)

如下述式(8)所示，磁铁温度计算部53使用存储于存储部55的转子磁轭24a的热容量C_YOKE以及计算出的转子磁轭24a的受热量Q_YOKE，计算转子磁轭24a的温度变化ΔT_YOKE。

如下述式(9)所示，磁铁温度计算部53使用存储于存储部55的转子磁轭24a的温度的上次值T_YOKE(pre)、以及计算出的转子磁轭24a的温度变化ΔT_YOKE，计算转子磁轭24a的温度T_YOKE。

[式8]

${\mathrm{\ΔT}}_{YOKE}=\frac{Q_{YOKE}}{C_{YOKE}}\mathrm{...}\left(8\right)$

[式9]

T_YOKE＝T_YOKE(pre)+ΔT_YOKE···(9)

如下述式(10)所示，磁铁温度计算部53使用存储于存储部55的磁铁23的温度的上次值T_MAG(pre)以及转子磁轭24a与磁铁23之间的热阻R_MAG-YOKE、计算出的转子磁轭24a的温度T_YOKE，计算来自磁铁23的排热量(即散热量)Q_MAG。

如下述式(11)所示，磁铁温度计算部53使用存储于存储部55的磁铁23的热容量C_MAG、计算出的排热量Q_MAG、以及磁铁23的涡流损耗W_MAG，计算磁铁23的温度变化ΔT_MAG。

如下述式(12)所示，磁铁温度计算部53使用存储于存储部55的磁铁23的温度的上次值T_MAG(pre)以及计算出的磁铁23的温度变化ΔT_MAG，计算磁铁23的温度T_MAG。

[式10]

$Q_{MAG}=\frac{T_{MAG}\left(pre\right)-T_{YOKE}}{R_{MAG-YOKE}}\mathrm{...}\left(10\right)$

[式11]

${\mathrm{\ΔT}}_{MAG}=\frac{(W_{MAG}-Q_{MAG})}{C_{MAG}}\mathrm{...}\left(11\right)$

[式12]

T_MAG＝T_MAG(pre)+ΔT_MAG···(12)

马达控制部54根据由磁铁温度计算部53计算出的磁铁23的温度T_MAG输出用于控制变速器13以及电力转换部15的控制信号，由此控制驱动用马达11以及发电用马达12。

本实施方式的旋转电机的磁铁温度推断装置10具备上述结构，接下来，说明该旋转电机的磁铁温度推断装置10的动作、即旋转电机的磁铁温度推断方法。

以下，说明控制装置17计算驱动用马达11的磁铁23的温度T_MAG而控制驱动用马达11的处理。

首先，如图9所示，控制装置17计算驱动用马达11的各部分的损失所带来的发热量(步骤S01)。

接下来，控制装置17计算滴落制冷剂的温度T_DATF(步骤S02)。

接下来，控制装置17计算滴落制冷剂与端面板24b之间的热阻R_EP-DATF(步骤S03)。

接下来，控制装置17计算磁铁23的温度T_MAG(步骤S04)。

接下来，控制装置17判断计算出的磁铁23的温度T_MAG是否不足规定的输出限制温度(步骤S05)。

在该判断结果为“是”的情况下，控制装置17不进行驱动用马达11的输出限制就结束处理(步骤S05的是)。

另一方面，在该判断结果为“否”的情况下，控制装置17使处理进入步骤S06(步骤S05的否)。

然后，控制装置17计算驱动用马达11的允许转矩上限(步骤S06)。

接下来，控制装置17将指示使驱动用马达11的转矩为允许转矩上限以下的控制信号向电力转换部15输出(步骤S07)。然后，控制装置17结束处理。

以下，说明上述的步骤S01的发热量计算处理。

首先，如图10所示，控制装置17取得由第二电流传感器43检测出的驱动用马达11的三相电流(换句话说，三相线圈21的交流电流)(步骤S11)。

接下来，控制装置17根据所取得的三相线圈21的相电流以及预先存储于存储部55的三相线圈21的电阻值，计算三相线圈21的铜损(步骤S12)。然后，控制装置17结束处理。

另外，如图11所示，控制装置17取得由转矩传感器46检测出的驱动用马达11的转矩(步骤S21)。

接下来，控制装置17取得由第一转速传感器44检测出的驱动用马达11的转速(步骤S22)。

接下来，控制装置17取得由电压传感器41检测出的外加电压(步骤S23)。

接下来，控制装置17使用所取得的转矩、转速以及外加电压，参照预先存储于存储部55的数据而计算转子磁轭24a的铁损W_YOKE。然后，控制装置17将计算出的转子磁轭24a的铁损W_YOKE存储于存储部55(步骤S24)。

接下来，控制装置17使用所取得的转矩、转速以及外加电压，参照预先存储于存储部55的数据而计算磁铁23的涡流损耗WMAG。然后，控制装置17将计算出的磁铁23的涡流损耗WMAG存储于存储部55(步骤S25)。然后，控制装置17结束处理。

以下，说明上述的步骤S02的滴落制冷剂温度计算处理。

首先，如图12所示，控制装置17取得由制冷剂温度传感器47检测出的通过冷却器后的制冷剂温度T_atf(步骤S31)。

接下来，控制装置17使用由第二转速传感器45检测出的转速，参照预先存储于存储部55的数据而计算制冷剂的流量F_atf，或者从流量传感器等取得制冷剂的流量F_atf(步骤S32)。

接下来，控制装置17取得由线圈温度传感器48检测出的线圈温度T_co(步骤S33)。

接下来，控制装置17使用制冷剂的流量F_atf，参照预先存储于存储部55的数据而计算滴落制冷剂与三相线圈21之间的热阻R_co-atf。然后，如上述式(1)所示，控制装置17使用热阻R_co-atf、通过冷却器后的制冷剂温度T_atf、以及线圈温度T_co计算受热量Q_co-atf(步骤S34)。

接下来，如上述式(2)所示，控制装置17使用制冷剂的流量F_atf以及预先存储于存储部55的制冷剂的比热C以及规定系数A，计算制冷剂的热容量C_atf。然后，控制装置17使用受热量Q_co-atf以及制冷剂的热容量C_atf计算制冷剂的温度变化ΔT_atf。然后，如上述式(3)所示，控制装置17使用制冷剂的温度变化ΔT_atf以及通过冷却器后的制冷剂温度T_atf，计算滴落制冷剂的温度T_DATF。然后，控制装置17将计算出的滴落制冷剂的温度T_DATF存储于存储部55(步骤S35)。然后，控制装置17结束处理。

以下，说明上述的步骤S03的热阻计算处理。

首先，如图13所示，控制装置17取得驱动用马达11的转速(步骤S41)。

接下来，控制装置17计算或者取得制冷剂的流量F_atf(步骤S42)。

接下来，控制装置17使用制冷剂的流量F_atf以及驱动用马达11的转速，参照预先存储于存储部55的数据，计算滴落制冷剂与端面板24b之间的热阻R_EP-DATF。然后，控制装置17将计算出的热阻R_EP-DATF存储于存储部55(步骤S43)。

接下来，控制装置17取得预先存储于存储部55的规定的恒定值、即转子磁轭24a与磁铁23之间的热阻R_MAG-YOKE(步骤S44)。

然后，控制装置17结束处理。

以下，说明上述的步骤S04的磁铁温度计算处理。

首先，如图14所示，控制装置17取得存储于存储部55的磁铁23的温度的上次值T_MAG(pre)(步骤S51)。

接下来，控制装置17取得滴落制冷剂的温度T_DATF(步骤S52)。

接下来，如上述式(4)所示，控制装置17使用存储于存储部55的端面板24b的温度的上次值T_EP(pre)、以及端面板24b的温度变化ΔT_EP，计算端面板24b的温度T_EP。然后，控制装置17将计算出的端面板24b的温度T_EP存储于存储部55。然后，如上述式(5)所示，控制装置17使用滴落制冷剂与端面板24b之间的热阻R_EP-DATF以及端面板24b的温度T_EP、滴落制冷剂的温度T_DATF，计算滴落制冷剂从端面板24b接受的受热量Q_EP-DATF。然后，如上述式(6)所示，控制装置17使端面板24b从转子磁轭24a接受的受热量Q_YOKE-EP与滴落制冷剂从端面板24b接受的受热量Q_EP-DATF相等。然后，控制装置17使用存储于存储部55的磁铁23的温度的上次值T_MAG(pre)以及转子磁轭24a与磁铁23之间的热阻R_MAG-YOKE、转子磁轭24a的温度的推断值T_YOKE(est)，计算转子磁轭24a从磁铁23接受的受热量Q_MAG-YOKE。然后，如上述式(7)所示，控制装置17使用端面板24b从转子磁轭24a接受的受热量Q_YOKE-EP以及转子磁轭24a从磁铁23接受的受热量Q_MAG-YOKE、转子磁轭24a的铁损W_YOKE，计算转子磁轭24a的受热量Q_YOKE。然后，如上述式(8)所示，控制装置17使用存储于存储部55的转子磁轭24a的热容量C_YOKE以及转子磁轭24a的受热量Q_YOKE，计算转子磁轭24a的温度变化ΔT_YOKE。然后，如上述式(9)所示，控制装置17使用存储于存储部55的转子磁轭24a的温度的上次值T_YOKE(pre)以及转子磁轭24a的温度变化ΔT_YOKE，计算转子磁轭24a的温度T_YOKE。然后，控制装置17将计算出的转子磁轭24a的温度T_YOKE存储于存储部55(步骤S53)。

接下来，如上述式(10)所示，控制装置17使用存储于存储部55的磁铁23的温度的上次值T_MAG(pre)以及转子磁轭24a与磁铁23之间的热阻R_MAG-YOKE、转子磁轭24a的温度T_YOKE，计算来自磁铁23的排热量Q_MAG(步骤S54)。

接下来，如上述式(11)所示，控制装置17使用存储于存储部55的磁铁23的热容量C_MAG、排热量Q_MAG以及磁铁23的涡流损耗W_MAG，计算磁铁23的温度变化ΔT_MAG(步骤S55)。

接下来，如上述式(12)所示，控制装置17使用存储于存储部55的磁铁23的温度的上次值T_MAG(pre)、以及磁铁23的温度变化ΔT_MAG，计算磁铁23的温度T_MAG(步骤S56)。

接下来，控制装置17将计算出的磁铁23的温度T_MAG存储于存储部55(步骤S57)。然后，控制装置17结束处理。

如上所述，本实施方式的旋转电机的磁铁温度推断装置10以及磁铁温度推断方法具备使用滴落制冷剂的温度T_DATF计算磁铁23的温度T_MAG的磁铁温度计算部53。因此，能够提高磁铁23的温度T_MAG的计算精度。

另外，本实施方式的旋转电机的磁铁温度推断装置10以及磁铁温度推断方法具备磁铁温度计算部53，该磁铁温度计算部53使用从线圈21受热后的滴落制冷剂冷却磁铁23的热模型。因此，能够根据驱动用马达11的制冷剂的冷却路线、线圈21以及磁铁23的冷却的状态高精度地计算磁铁23的温度T_MAG。

此外，本实施方式的旋转电机的磁铁温度推断装置10以及磁铁温度推断方法具备磁铁温度计算部53，该磁铁温度计算部53计算滴落制冷剂与端面板24b之间的热阻R_EP-DATF，使用该热阻R_EP-DATF计算来自磁铁23的排热量Q_MAG。因此，能够高精度地计算滴落制冷剂所带来的来自磁铁23的散热量。

此外，本实施方式的旋转电机的磁铁温度推断装置10以及磁铁温度推断方法具备磁铁温度计算部53，该磁铁温度计算部53根据制冷剂的流量F_atf以及驱动用马达11的转速来计算滴落制冷剂与端面板24b之间的热阻R_EP-DATF。因此，能够根据转子24处的滴落制冷剂的状态高精度地计算热阻R_EP-DATF。

此外，本实施方式的旋转电机的磁铁温度推断装置10以及磁铁温度推断方法具备磁铁温度计算部53，该磁铁温度计算部53使用磁铁23的涡流损耗W_MAG与来自磁铁23的排热量Q_MAG来计算磁铁23的温度T_MAG。因此，能够根据磁铁23的损失所带来的发热量与散热量之差，高精度地计算磁铁23的温度变化ΔT_MAG。

此外，本实施方式的旋转电机的磁铁温度推断装置10以及磁铁温度推断方法具备滴落制冷剂温度计算部52，该滴落制冷剂温度计算部52根据制冷剂的流量F_atf而取得滴落制冷剂从三相线圈21接受的受热量Q_co-atf以及制冷剂的热容量C_atf。因此，能够根据滴落制冷剂在转子24处的状态(接触状态等)，高精度地计算滴落制冷剂的温度T_DATF。

此外，本实施方式的旋转电机的磁铁温度推断装置10以及磁铁温度推断方法具备根据制冷剂的流量F_atf来取得滴落制冷剂与三相线圈21之间的热阻R_co-atf的滴落制冷剂温度计算部52。因此，能够根据三相线圈21处的制冷剂的状态高精度地计算热阻R_co-atf。

需要说明的是，在上述的实施方式中，在驱动用马达11中，磁铁23以不与端面板24b直接接触的方式保持在转子磁轭24a的内部，与之相应地，控制装置17计算来自磁铁23的排热量Q_MAG，但不限于此。例如，在图3所示的热模型中，也可以与省略端面板24b或转子磁轭24a、或者端面板24b以及转子磁轭24a的情况分别对应地计算来自磁铁23的排热量Q_MAG。

例如，对于在驱动用马达11中磁铁23以与端面板24b直接接触的方式保持于转子磁轭24a的情况，在图3所示的热模型中，与省略转子磁轭24a的情况对应。

例如，对于在驱动用马达11中省略端面板24b且滴落制冷剂直接与磁铁23接触的情况，在图3所示的热模型中，与省略端面板24b以及转子磁轭24a的情况对应。

例如，对于在驱动用马达11中省略端面板24b且滴落制冷剂不直接与磁铁23接触的情况，在图3所示的热模型中，与省略端面板24b的情况对应。

控制装置17只要使用与上述的各个热模型对应的热阻以及授受热量而计算来自磁铁23的排热量Q_MAG即可。

需要说明的是，在上述的实施方式中，由于制冷剂循环部14的机械泵与发电用马达12的旋转轴连结，因此控制装置17根据发电用马达12的转速来取得制冷剂的流量，但不限于此。例如，在制冷剂循环部14具备检测制冷剂流路14a中的制冷剂的流量的流量传感器的情况下，也可以取得由流量传感器检测出的制冷剂的流量。此外，也可以替代机械泵而使制冷剂循环部14具备电动泵。

需要说明的是，在上述的实施方式中，旋转电机的磁铁温度推断装置10具备线圈温度传感器48，但不限于此，也可以省略线圈温度传感器48。控制装置17也可以通过例如适当的运算等推断驱动用马达11的线圈21的温度(线圈温度)。

需要说明的是，在上述的实施方式中，旋转电机的磁铁温度推断装置10具备转矩传感器46，但不限于此，也可以省略转矩传感器46。控制装置17也可以根据由第二电流传感器43检测出的在驱动用马达11的各线圈21中流动的交流电流、以及由第一转速传感器44检测出的驱动用马达11的旋转角度而取得转矩指示值。

需要说明的是，在上述的实施方式中，驱动用马达11以及发电用马达12分别具备SC(扇形线芯)绕组的线圈21，但不限于此。驱动用马达11以及发电用马达12各自也可以是例如具有密绕或者疏绕等其它绕组构造的马达。

上述的实施方式作为例子而示出，并非意图限定发明的范围。上述新颖的实施方式能够通过其它各种方式来实施，能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种省略、替换、变更。上述的实施方式或其变形包含于发明的范围、主旨，并且包含于权利要求书所记载的发明及其等同的范围。

附图标记说明

10…旋转电机的磁铁温度推断装置；11…驱动用马达(旋转电机)；12…发电用马达；13…变速器；14…制冷剂循环部(制冷剂供给部)；14b…冷却器(冷却部)；15…电力转换部；16…蓄电池；17…控制装置；21…线圈；22…定子；23…磁铁；24…转子；24a…转子磁轭；24b…端面板；51…发热量计算部；52…滴落制冷剂温度计算部(制冷剂温度计算部)；53…磁铁温度计算部；54…马达控制部；55…存储部。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改后)一种旋转电机的磁铁温度推断装置，其特征在于，

所述旋转电机的磁铁温度推断装置具备：

旋转电机，其包括具有磁铁的转子以及具有线圈的定子；

制冷剂供给部，其供给从所述定子流向所述转子的制冷剂；以及

磁铁温度计算部，其使用从所述线圈受热后的所述制冷剂的温度来计算所述磁铁的温度，

所述磁铁温度计算部计算所述磁铁与从所述线圈受热后的所述制冷剂之间的至少一部分处的热阻，使用所述热阻与从所述线圈受热后的所述制冷剂的温度，计算来自所述磁铁的排热量，使用来自所述磁铁的排热量来计算所述磁铁的温度。

2.(删除)

3.(修改后)根据权利要求1所述的旋转电机的磁铁温度推断装置，其特征在于，

所述磁铁温度计算部根据所述制冷剂的流量以及所述旋转电机的转速来计算所述热阻。

4.(修改后)根据权利要求1所述的旋转电机的磁铁温度推断装置，其特征在于，

所述旋转电机的磁铁温度推断装置具备发热量计算部，该发热量计算部用于计算所述磁铁的损失所带来的发热量，

所述磁铁温度计算部使用所述磁铁的损失所带来的发热量与来自所述磁铁的排热量，计算所述磁铁的温度。

5.根据权利要求3所述的旋转电机的磁铁温度推断装置，其特征在于，

所述旋转电机的磁铁温度推断装置具备发热量计算部，该发热量计算部用于计算所述磁铁的损失所带来的发热量，

所述磁铁温度计算部使用所述磁铁的损失所带来的发热量与来自所述磁铁的排热量，计算所述磁铁的温度。

6.(修改后)根据权利要求1、3、4中任一项所述的旋转电机的磁铁温度推断装置，其特征在于，

所述旋转电机的磁铁温度推断装置具备制冷剂温度计算部，该制冷剂温度计算部用于计算从所述线圈受热后的所述制冷剂的温度，

所述制冷剂温度计算部根据所述制冷剂的流量来取得从所述线圈受热后的所述制冷剂的受热量以及所述制冷剂的热容量，使用从所述线圈受热后的所述制冷剂的受热量以及所述制冷剂的热容量，计算从所述线圈受热后的所述制冷剂的温度。

7.根据权利要求6所述的旋转电机的磁铁温度推断装置，其特征在于，

所述旋转电机的磁铁温度推断装置具备冷却部，该冷却部用于冷却所述制冷剂，

所述制冷剂温度计算部根据所述制冷剂的流量来取得从所述线圈受热后的所述制冷剂与所述线圈之间的热阻，使用从所述线圈受热后的所述制冷剂与所述线圈之间的热阻、所述线圈的温度、以及被所述冷却部冷却后的所述制冷剂的温度，计算从所述线圈受热后的所述制冷剂的受热量。

8.(修改后)一种旋转电机的磁铁温度推断方法，控制装置对包括具有磁铁的转子以及具有线圈的定子的旋转电机、以及供给从所述定子流向所述转子的制冷剂的制冷剂供给部执行所述旋转电机的磁铁温度推断方法，其特征在于，

在所述旋转电机的磁铁温度推断方法中包括如下步骤：

所述控制装置使用从所述线圈受热后的所述制冷剂的温度来计算所述磁铁的温度，

在计算所述磁铁的温度的步骤中包括：计算所述磁铁与从所述线圈受热后的所述制冷剂之间的至少一部分处的热阻的步骤；磁铁温度计算部使用所述热阻与从所述线圈受热后的所述制冷剂的温度，计算来自所述磁铁的排热量的步骤；以及所述磁铁温度计算部使用来自所述磁铁的排热量来计算所述磁铁的温度的步骤。

9.(追加)一种旋转电机的磁铁温度推断装置，其特征在于，

所述旋转电机的磁铁温度推断装置具备：

旋转电机，其包括具有磁铁的转子以及具有线圈的定子；

制冷剂供给部，其供给从所述定子流向所述转子的制冷剂；以及

磁铁温度计算部，其使用从所述线圈受热后的所述制冷剂的温度来计算所述磁铁的温度，

所述旋转电机的磁铁温度推断装置具备制冷剂温度计算部，该制冷剂温度计算部用于计算从所述线圈受热后的所述制冷剂的温度，

所述制冷剂温度计算部根据所述制冷剂的流量来取得从所述线圈受热后的所述制冷剂的受热量以及所述制冷剂的热容量，

使用从所述线圈受热后的所述制冷剂的受热量以及所述制冷剂的热容量，计算从所述线圈受热后的所述制冷剂的温度。

Claims (8)

1.一种旋转电机的磁铁温度推断装置，其特征在于，

所述旋转电机的磁铁温度推断装置具备：

旋转电机，其包括具有磁铁的转子以及具有线圈的定子；

制冷剂供给部，其供给从所述定子流向所述转子的制冷剂；以及

磁铁温度计算部，其使用从所述线圈受热后的所述制冷剂的温度来计算所述磁铁的温度。

2.根据权利要求1所述的旋转电机的磁铁温度推断装置，其特征在于，

所述磁铁温度计算部计算所述磁铁与从所述线圈受热后的所述制冷剂之间的至少一部分处的热阻，使用所述热阻与从所述线圈受热后的所述制冷剂的温度，计算来自所述磁铁的排热量，使用来自所述磁铁的排热量来计算所述磁铁的温度。

3.根据权利要求2所述的旋转电机的磁铁温度推断装置，其特征在于，

所述磁铁温度计算部根据所述制冷剂的流量以及所述旋转电机的转速来计算所述热阻。

4.根据权利要求2所述的旋转电机的磁铁温度推断装置，其特征在于，

所述旋转电机的磁铁温度推断装置具备发热量计算部，该发热量计算部用于计算所述磁铁的损失所带来的发热量，

所述磁铁温度计算部使用所述磁铁的损失所带来的发热量与来自所述磁铁的排热量，计算所述磁铁的温度。

5.根据权利要求3所述的旋转电机的磁铁温度推断装置，其特征在于，

所述旋转电机的磁铁温度推断装置具备发热量计算部，该发热量计算部用于计算所述磁铁的损失所带来的发热量，

所述磁铁温度计算部使用所述磁铁的损失所带来的发热量与来自所述磁铁的排热量，计算所述磁铁的温度。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的旋转电机的磁铁温度推断装置，其特征在于，

所述旋转电机的磁铁温度推断装置具备制冷剂温度计算部，该制冷剂温度计算部用于计算从所述线圈受热后的所述制冷剂的温度，

所述制冷剂温度计算部根据所述制冷剂的流量来取得从所述线圈受热后的所述制冷剂的受热量以及所述制冷剂的热容量，使用从所述线圈受热后的所述制冷剂的受热量以及所述制冷剂的热容量，计算从所述线圈受热后的所述制冷剂的温度。

7.根据权利要求6所述的旋转电机的磁铁温度推断装置，其特征在于，

所述旋转电机的磁铁温度推断装置具备冷却部，该冷却部用于冷却所述制冷剂，

所述制冷剂温度计算部根据所述制冷剂的流量来取得从所述线圈受热后的所述制冷剂与所述线圈之间的热阻，使用从所述线圈受热后的所述制冷剂与所述线圈之间的热阻、所述线圈的温度、以及被所述冷却部冷却后的所述制冷剂的温度，计算从所述线圈受热后的所述制冷剂的受热量。

8.一种旋转电机的磁铁温度推断方法，控制装置对包括具有磁铁的转子以及具有线圈的定子的旋转电机、以及供给从所述定子流向所述转子的制冷剂的制冷剂供给部执行所述旋转电机的磁铁温度推断方法，其特征在于，

在所述旋转电机的磁铁温度推断方法中包括如下步骤：

所述控制装置使用从所述线圈受热后的所述制冷剂的温度来计算所述磁铁的温度。