JP2019083656A - 回転電機の冷却装置、および回転電機の冷却方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの磁石を適切に冷却することができる回転電機の冷却装置、および回転電機の冷却方法を提供することを目的とする。【解決手段】回転電機の冷却装置は、巻線を有するステータと、磁石を有するロータと、巻線を冷却媒体によって冷却する第１流路と、磁石を冷却媒体によって冷却する第２流路と、を備える回転電機と、第１流路と第２流路それぞれに冷却媒体を供給する冷媒供給部と、回転電機の定格出力が所定の時間以上の場合、または磁石の温度が所定の温度以上の場合に、巻線と磁石それぞれの温度に応じて、磁石の温度が高くなるほど第２流路への冷却媒体の供給量が多くなるように冷媒供給部を制御する制御部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、回転電機の冷却装置、および回転電機の冷却方法に関する。

近年、燃料電池自動車やハイブリッド自動車、電気自動車など車両駆動用の電動機（モータ）を搭載した車両が開発されている。モータとしては、軸線周りに回転自在に支持されるとともに、永久磁石が配設されたロータ（回転子）と、ロータの周囲に対向配置されるとともに、コイルが配されたステータ（固定子）とを備えたものが一般的である。
このようなモータを駆動させる場合、モータが有するロータ内の磁石の温度が上昇する。このため、モータを高速で回転させる場合は、トルクや回転数を制限したり、磁石を冷却する必要がある。

特許文献１に記載の技術では、冷却用の流通路に冷却用オイルを流通させることによって磁石を冷却し、流通路の開放端から放出されるオイルの温度を温度センサで測定し、測定した結果に基づいて磁石の温度を推定する。そして、特許文献１に記載の技術では、推定した磁石の温度に基づいて流通路内のオイルの流量を制御する。

また、特許文献２に記載の技術では、ポンプから冷媒をモータのコイルと磁石に供給し、モータの作動状態に基づいてモータの総発熱量とコイル側の発熱量と磁石側の発熱量とを推定する。そして、特許文献２に記載の技術では、推定した総発熱量に基づいてポンプからの冷媒の吐出量を制御し、コイル側と磁石側の発熱量に基づいて、コイル側に冷媒を供給する通路と磁石側に冷媒を供給する通路とを流通する冷媒の配分を制御する。

特開２００８−１７８２４３号公報 特開２０１４−１１０７０５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、変化する熱抵抗に応じた冷媒調整ができなかった。また、特許文献２に記載の技術では、モータの出力動向を加味していないので冷却過多となる場合があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、モータの磁石を適切に冷却することができる回転電機の冷却装置、および回転電機の冷却方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る回転電機の冷却装置（例えば、実施形態における回転電機の冷却装置１）は、巻線（例えば、実施形態における巻線１０６）を有するステータ（例えば、実施形態におけるステータ１０４）と、磁石（例えば、実施形態における磁石１０５）を有するロータ（例えば、実施形態におけるロータ１０３）と、前記巻線を冷却媒体（例えば、実施形態における冷却媒体２０）によって冷却する第１流路（例えば、実施形態における第１流路３７）と、前記磁石を前記冷却媒体によって冷却する第２流路（例えば、実施形態における第２流路３８）と、を備える回転電機（例えば、実施形態におけるモータ１０）と、前記第１流路と前記第２流路それぞれに冷却媒体を供前記磁石の温度が所定の温度以上の場合に、前記巻線と前記磁石それぞれの温度給する冷媒供給部（例えば、実施形態における電動オイルポンプ２４、バルブ２６、ソレノイドバルブ２８）と、前記回転電機の定格出力が所定の時間以上の場合、またはに応じて、前記磁石の温度が高くなるほど前記第２流路への冷却媒体の供給量が多くなるように前記冷媒供給部を制御する制御部（例えば、実施形態における冷却制御部６０）と、を備える。
本発明の一態様によれば、回転電機に関する値に基づいて、磁石の温度を算出し、算出した磁石の温度に応じて、巻線の第１流路と磁石の第２流路それぞれへの冷却媒体の割合を制御することができる。これにより、本発明の一態様によれば、回転電機が例えば高回転時や磁石が高温の場合に冷却することができるので、効率の良い冷却を行うことができ、回転電機をより広い範囲の定格範囲で使用することが可能となる。さらに、本発明の一態様によれば、回転電機が例えば高回転時や磁石が高温の場合に第２流路に冷却媒体への量を増やすようにしたので、ロータが回転しているときのアンバランス量を低減することができる。

また、本発明の一態様に係る回転電機の冷却装置は、前記冷却媒体の温度を検出する冷却媒体温度センサ（例えば、実施形態における温度検出器３０）と、前記回転電機の回転数を検出する回転数センサ（例えば、実施形態における回転センサ１０７）と、前記冷却媒体の温度と前記回転電機の回転数と前記回転電機のトルクに基づいて前記巻線の温度を算出し、前記冷却媒体の温度と前記回転電機の回転数と前記回転電機のトルクと前記巻線の温度に基づいて前記磁石の温度を算出する温度算出部（例えば、実施形態における磁石温度判定部６３）と、を備え、前記制御部は、前記回転電機の定格出力が前記所定の時間以上の場合、または前記磁石の温度が前記所定の温度以上の場合に、前記冷媒供給部を制御して前記第２流路への前記冷却媒体の供給を開始するように制御し、前記磁石の温度が所定の温度未満の場合に、前記冷媒供給部を制御して前記第２流路への前記冷却媒体の供給を停止するように制御するようにしてもよい。
本発明の一態様によれば、回転電機が例えば高回転時や磁石が高温の場合に冷却することができるので、効率の良い冷却を行うことができ、回転電機をより広い範囲の定格範囲で使用することが可能となる。

また、本発明の一態様に係る回転電機の冷却装置において、前記制御部は、前記回転電機の定格出力が前記所定の時間以上の場合、または前記磁石の温度が前記所定の温度以上の場合に、前記回転電機が平常時の熱抵抗から、前記回転電機が所定の回転数以上かつ前記磁石の温度が前記所定の温度以上かつ前記磁石が前記冷却媒体で冷却される状態の熱抵抗に切り替え、前記熱抵抗は、前記巻き線とロータを有するモータのトルクに対する磁石損失の対応関係であるようにしてもよい。
本発明の一態様によれば、熱抵抗を切り替えることで、磁石の温度の推定精度を向上することができる。なお、熱抵抗とは熱抵抗を示す値である。

また、本発明の一態様に係る回転電機の冷却装置において、記回転電機が前記所定の時間以上の場合とは、前記回転電機において、所定の回転数以上の回転が連続する累計時間が所定時間以上の場合、または前記回転電機のトルクが所定のトルク以上の駆動が連続する累計時間が所定時間以上の場合であるようにしてもよい。
本発明の一態様によれば、磁石の温度が過渡と予測される出力か否かを見極めることができ、磁石を効率よく冷却することができる。

また、本発明の一態様に係る回転電機の冷却装置において、前記第２流路は、複数の孔（例えば、実施形態におけるオリフェス１０１）を有する端面板（例えば、実施形態における端面板１０９）、を備え前記冷却媒体は、前記端面板の前記複数の孔を介して、少なくとも前記磁石を冷却するようにしてもよい。
本発明の一態様によれば、回転電機の構造が簡易的である。この構造により、本発明の一態様によれば、無駄のない冷却が行え、軸芯給油に比べメカ損失が少ない。また、本発明の一態様によれば、端面板に冷却媒体を流すことで巻線も冷却することができる。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る回転電機の冷却方法は、巻線（例えば、実施形態における巻線１０６）を有するステータ（例えば、実施形態におけるステータ１０４）と、磁石（例えば、実施形態における磁石１０５）を有するロータ（例えば、実施形態におけるロータ１０３）と、前記巻線を冷却媒体（例えば、実施形態における冷却媒体２０）によって冷却する第１流路（例えば、実施形態における第１流路３７）と、前記磁石を前記冷却媒体によって冷却する第２流路（例えば、実施形態における第２流路３８）と、を備える回転電機（例えば、実施形態におけるモータ１０）を冷却する前記回転電機の冷却装置（例えば、実施形態における回転電機の冷却装置１）における回転電機の冷却方法であって、取得部（例えば、実施形態における取得部６１）が、前記回転電機の回転数と、前記回転電機のトルクと、前記冷却に用いられる冷却媒体の温度を取得するステップ（例えば、実施形態におけるステップＳ１）と、定格判定部（例えば、実施形態における定格判定部６２）が、前記回転電機において、所定の回転数以上の回転が連続する累計時間を算出するステップ（例えば、実施形態におけるステップＳ２）と、前記定格判定部が、回転電機のトルクが所定のトルク以上の駆動が連続する累計時間を算出するステップ（例えば、実施形態におけるステップＳ３）と、温度算出部（例えば、実施形態における磁石温度判定部６３）が、前記冷却媒体の温度と前記回転電機の回転数と前記回転電機のトルクに基づいて前記巻線の温度を算出するステップ（例えば、実施形態におけるステップＳ５）と、前記温度算出部が、前記冷却媒体の温度と前記回転電機の回転数と前記回転電機のトルクと前記巻線の温度に基づいて前記磁石の温度を算出するステップ（例えば、実施形態におけるステップＳ６）と、制御部（例えば、実施形態におけるソレノイドバルブ制御部６４）が、前記回転電機が前記所定の時間以上の場合とは、前記回転電機において、所定の回転数以上の回転が連続する累計時間が所定時間以上の場合、または前記回転電機のトルクが所定のトルク以上の駆動が連続する累計時間が所定時間以上の場合であって、前記回転電機の定格出力が前記所定の時間以上の場合、または前記磁石の温度が前記所定の温度以上の場合に、前記第１流路と前記第２流路それぞれに冷却媒体を供給する冷媒供給部を制御して前記第２流路への前記冷却媒体の供給を開始するように制御するステップ（例えば、実施形態におけるステップＳ９）と、前記制御部が、前記巻線と前記磁石それぞれの温度に応じて、前記磁石の温度が高くなるほど前記第２流路への冷却媒体の供給量が多くなるように前記冷媒供給部を制御するステップ（例えば、実施形態におけるステップＳ１１）と、前記制御部が、前記磁石の温度が所定の温度未満の場合に、前記冷媒供給部を制御して前記第２流路への前記冷却媒体の供給を停止するように制御するステップ（例えば、実施形態におけるステップＳ１４）と、を含む。
本発明の一態様によれば、回転電機に関する値に基づいて、磁石の温度を算出し、算出した磁石の温度に応じて、巻線の第１流路と磁石の第２流路それぞれへの冷却媒体の割合を制御することができる。これにより、本発明の一態様によれば、回転電機が例えば高回転時や磁石が高温の場合に冷却することができるので、効率の良い冷却を行うことができ、回転電機をより広い範囲の定格範囲で使用することが可能となる。さらに、本発明の一態様によれば、回転電機が例えば高回転時や磁石が高温の場合に第２流路に冷却媒体への量を増やすようにしたので、ロータが回転しているときのアンバランス量を低減することができる。

本発明によれば、回転電機に関する値に基づいて、磁石の温度を算出し、算出した磁石の温度に応じて、巻線の第１流路と磁石の第２流路それぞれへの冷却媒体の割合を制御することができる。これにより、本発明によれば、回転電機が例えば高回転時や磁石が高温の場合に冷却することができるので、効率の良い冷却を行うことができ、回転電機をより広い範囲の定格範囲で使用することが可能となる。さらに、本発明によれば、回転電機が例えば高回転時や磁石が高温の場合に第２流路に冷却媒体への量を増やすようにしたので、ロータが回転しているときのアンバランス量を低減することができる。

本実施形態に係る回転電機の冷却装置の構成例を示すブロック図である。 本実施形態に係るモータの側面図である。 本実施形態に係るオリフェスの配置位置の例を示す図である。 本実施形態に係るモータ内における冷却媒体の流れる経路のイメージ図である。 本実施形態に係るオリフェスの配置位置の他の例を示す図である。 本実施形態に係るＭＡＰ記憶部が記憶する情報の一例を示す図である。 本実施形態に係るＭＡＰ記憶部が記憶する回転数とトルクに対する磁石損失値の関係である。 本実施形態に係る記憶部が記憶する情報の一例を示す図である。 本実施形態に係る冷却制御部が行う冷却制御の処理手順例を示すフローチャートである。 磁石の熱抵抗モデルを示すイメージ図である。 本実施形態に係る磁石温度判定部が行う磁石温度の算出工程例を示す図である。 モータにおける温度の測定箇所を示す図である。 測定結果例を示す図である。 図１３におけるロータの各部の温度分布の例を示す図である。 冷却媒体の温度が８０度で、エアキャップを冷却した場合と、穴埋め後エアキャップを冷却した場合の各部の温度を示す図である。 他の測定結果例を示す図である。 エアキャップの片側の冷却と、エアキャップの両側の冷却効果の例を示す図である。 モータの回転に対する磁石損失の影響例を示す図である。 本実施形態に係る熱抵抗の例を示す図である。 本実施形態に係る連続定格領域の拡大を示す図である。 本実施形態に係るロータの構成例を示す図である。 モータの回転数に対する振動音の関係を示す図である。 本実施形態のスパイラル構造のロータとスパイラル構造を有していない比較例のロータとのアンバランス量の時間変化の例を示す図である。 本実施形態のスパイラル構造のロータに流入する冷却媒体の流量とアンバランス量の例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る回転電機の冷却装置１の構成例を示すブロック図である。なお、回転電機の冷却装置１は、車両に搭載される。

まず、回転電機の冷却装置１の構成を説明する。
図１に示すように、回転電機の冷却装置１は、モータ１０（回転電機）、冷却媒体２０、ストレーナ２２、電動オイルポンプ２４（冷媒供給部）、バルブ（冷媒供給部）２６、ソレノイドバルブ２８（冷媒供給部）、温度検出器３０（冷却媒体温度センサ）、圧力センサ３２、ブレーキ３４、ＥＣＵ４０、ＭＡＰ記憶部５０、および冷却制御部６０（制御部）を備える。

モータ１０は、図１、図２に示すように、オリフェス１０１、シャフト１０２、ロータ１０３、ステータ１０４、磁石１０５、巻線１０６、および回転センサ１０７（回転数センサ）を含んで構成される。なお、モータ１０は、ケース１０８（モータハウジング）、端面板１０９、シャフト１０２の両端を回転自在に支持するベアリング１１０等も備えている。また、モータ１０には、冷却媒体２０が流れる流路１２０が設けられている。図２は、本実施形態に係るモータ１０の側面図である。なお、図２では、ケース１０８の一部をカットしてモータ１０の内部構造を示している。また、図２においては、モータ１０の径方向をＲ方向、モータの軸方向をＺ方向、モータの周方向をθ方向と定義する。

ＥＣＵ４０は、モータ制御部４１、バルブ制御部４２、およびポンプ制御部４３を含んで構成される。
冷却制御部６０は、取得部６１、定格判定部６２、磁石温度判定部６３（温度算出部）、ソレノイドバルブ制御部６４、および記憶部６５を含んで構成される。

また、モータ１０は、図１に示すように、巻線１０６を冷却媒体２０によって冷却する第１流路３７と、磁石１０５を冷却媒体２０によって冷却する第２流路３８と、備えている。

つぎに、回転電機の冷却装置１の機能について説明する。

モータ１０は、ＥＣＵ４０によって回転が制御される。モータ１０は、冷却制御部６０の制御によって冷却媒体２０による冷却が制御される。
オリフェス１０１は、端面板１０９（図２）に設けられている孔である。オリフェス１０１の配置位置については、後述する。
シャフト１０２は、出力軸である。
ロータ１０３は、シャフト１０２に固定され、回転可能に構成されている。
ステータ１０４は、ロータ１０３を回転させるための力を発生させる部分であり、巻線１０６を含んで構成されている。

磁石１０５は、永久磁石であり、Ｎ極が着磁された永久磁石と、Ｓ極が着磁された永久磁石とで構成されている。磁石１０５は、例えば、ロータ１０３の外周縁近傍にステータ１０４と対向するように、θ方向に沿って複数設けられている。
巻線１０６は、ステータ１０４に取り付けられ、ＥＣＵ４０に接続される電線に接続されている。
回転センサ１０７は、回転数を検出するセンサであり、ロータ１０３の回転数を検出し、検出した回転数を示す情報をＥＣＵ４０に出力する。回転センサ１０７は、例えばリゾルバである。
なお、上述したモータ１０の構成は一例であり、この構成に限られない。

冷却媒体２０は、ＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ；自動変速機油）であり、例えば潤滑油である。
ストレーナ２２は、濾し器であり、冷却媒体２０を濾過して、電動オイルポンプ２４に供給する。

電動オイルポンプ２４は、ストレーナ２２を介して供給された冷却媒体２０をＥＣＵ４０の制御に応じて、バルブ２６を介してブレーキ３４とモータ１０に供給する。

バルブ２６は、例えば電磁弁もしくは、ソレノイドバルブ（Ｓｏｌｅｎｏｉｄ Ｖａｌｖｅ）とも呼ばれる電気的駆動弁の一種であり、電磁石（ソレノイド）の磁力を用いてプランジャと呼ばれる鉄片を動かすことで弁（バルブ）を開閉する仕組みを持ち、流体（油、水など）を通す管での流れの開閉制御に用いられる。バルブ２６は、電動オイルポンプ２４を介して供給された冷却媒体２０をＥＣＵ４０の制御に応じて、ブレーキ３４とモータ１０に供給する。バルブ２６は、冷却媒体２０の流量の調整を行う。

ソレノイドバルブ２８は、バルブ２６を介して供給された冷却媒体２０を冷却制御部６０の制御に応じて、モータ１０の端面板に設けられているオリフェス１０１から冷却媒体２０をモータ１０に流入させることで、磁石１０５の冷却を制御する。

温度検出器３０は、流路３６を流れる冷却媒体２０の温度を検出し、検出した温度を示す情報をＥＣＵ４０に出力する。
圧力センサ３２は、流路３６を流れる冷却媒体２０の圧力を検出し、検出した圧力を示す情報をＥＣＵ４０に出力する。

ブレーキ３４は、油圧ブレーキであり、ＥＣＵ４０の制御に応じて車両が有する車輪の回転を減速させる。

ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ；電子制御ユニット）４０は、モータ１０、電動オイルポンプ２４、バルブ２６、ブレーキ３４の制御を行う。また、ＥＣＵ４０は、温度検出器３０が検出した温度を示す情報と、圧力センサ３２が検出した圧力を示す情報と、回転センサ１０７が検出した回転数を示す情報を取得する。ＥＣＵ４０は、取得したモータ１０の回転数に基づいて、モータ１０の推定トルク（電力）を算出する。
ＥＣＵ４０は、モータ１０の回転数、トルク、冷却媒体２０の温度それぞれを示す情報を冷却制御部６０に出力する。また、ＥＣＵ４０は、モータ１０を回転させるための指示トルクと推定トルク（電力）をモニタする。
モータ制御部４１は、モータ１０の駆動を制御する。
バルブ制御部４２は、バルブ２６の開閉を制御する。
ポンプ制御部４３は、電動オイルポンプ２４の駆動を制御する。

ＭＡＰ記憶部５０は、モータ１０の回転数［ｒｐｍ］毎のモータ１０のトルク［Ｎｍ］に対する磁石損出［Ｗ］の関係を記憶する。

冷却制御部６０は、ＥＣＵ４０から取得したモータ１０に関する情報に基づいて、ソレノイドバルブ２８の開閉を制御することで冷却媒体２０による磁石１５の冷却の制御を行う。
取得部６１は、冷却制御部６０が出力するモータ１０の回転数、トルク、冷却媒体２０の温度それぞれを示す情報を所定の周期で取得する。なお、所定の周期とは、例えば１００［ｓｅｃ（秒）］毎である。続けて、取得部６１は、取得した情報を、記憶部６５に記憶させる。

定格判定部６２は、出力が連続定格を超える領域を判定する。なお、定格判定部６２が行う処理については、後述する。
磁石温度判定部６３は、磁石温度Ｐ／Ｓ（パワーセーブ）許容値を超える領域を判定する。なお、磁石温度判定部６３が行う処理については、後述する。

ソレノイドバルブ制御部６４は、定格判定部６２が判定した判定結果と、磁石温度判定部６３が判定した判定結果とに基づいて、ソレノイドバルブ２８の開閉を制御することで冷却媒体２０による磁石１５の冷却の制御を行う。
記憶部６５は、通常時の熱抵抗、高回転かつ高温度時かつ磁石冷却時の熱抵抗を記憶する。なお、熱抵抗とは熱抵抗を示す値である。

次に、オリフェス１０１の配置位置の例を説明する。
図３は、本実施形態に係るオリフェス１０１の配置位置の例を示す図である。また、図３は、モータ１０を正面から見た図である。
図３に示すように、端面板１０９には、モータ１０の周方向（θ方向）にオリフェス１０１が設けられている。なお、図３に示す例では、シャフト１０２の＋Ｚ側に５つのオリフェス１０１（オリフェス１０１ａ〜オリフェス１０１ｅ）が設けられている例を示しているが、個数はこれに限られない。このオリフェス１０１それぞれに、冷却媒体２０がソレノイドバルブ２８から供給される。また、５つのオリフェス１０１は、例えば供給管で接続されている。
なお、図３では、にオリフェス１０１を、シャフト１０２の上側にのみにオリフェス１０１が形成する例を示したが、シャフト１０２の下側に形成してもよく、シャフト１０２の上側と下側の両側に形成してもよい。

図４は、本実施形態に係るモータ１０内における冷却媒体２０の流れる経路のイメージ図である。なお、図４に示す例では、端面板１０９を外した状態であり、またソレノイドバルブ２８を省略して示している。
図４に示すように、オリフェス１０１から供給された冷却媒体２０は、シャフト１０２の上側から下側にモータ１０の周方向（＋θ方向と−θ方向）へ流れる。これにより、端面板１０９が冷却され、端面板１０９の冷却によって間接的に磁石１０５が冷却される。

図５は、本実施形態に係るオリフェス１０１の配置位置の他の例を示す図である。また、図５は、図３と同様にモータ１０を正面から見た図である。
図５に示す例では、３つオリフェス１０１（オリフェス１０１ａ〜オリフェス１０１ｃ）がシャフト１０２の上側に横方向に設けられている例である。また３つのオリフェス１０１は、ソレノイドバルブ２８が接続されている分配管１４０によって接続されている。

なお、図３、図５に示したオリフェス１０１の配置位置例において、オリフェス１０１は、モータ１０をシャフト１０２の周方向の上面から見たとき、少なくともシャフト１０２の両側にシャフト１０２を中心にして左右対象に配置されていることが望ましい。具体的には、図３において、オリフェス１０１ａとオリフェス１０１ｅとがシャフト１０２を中心にして左右対象に配置され、オリフェス１０１ｂとオリフェス１０１ｄとがシャフト１０２を中心にして左右対象に配置されていることが望ましい。また、図５において、オリフェス１０１ａとオリフェス１０１ｃとがシャフト１０２を中心にして左右対象に配置されていることが望ましい。これにより、端面板１０９および磁石１０５の左右を均等に冷却することができる。

次に、ＭＡＰ記憶部５０が記憶する情報の一例を説明する。
図６は、ＭＡＰ記憶部５０が記憶するモータ１０の回転数毎のモータトルクに対する磁気損失の変化を示す図である。図６において、横軸はモータトルク［Ｎｍ］、縦軸は磁石損出［Ｗ］である。また、曲線ｇ１は、回転数が６０００［ｒｐｍ］のモータトルクに対する磁気損失の変化を示す。曲線ｇ２は、回転数が７０００［ｒｐｍ］のモータトルクに対する磁気損失の変化を示す。曲線ｇ３は、回転数が８０００［ｒｐｍ］のモータトルクに対する磁気損失の変化を示す。曲線ｇ４は、回転数が９０００［ｒｐｍ］のモータトルクに対する磁気損失の変化を示す。曲線ｇ５は、回転数が１００００［ｒｐｍ］のモータトルクに対する磁気損失の変化を示す。曲線ｇ６は、回転数が１１２５０［ｒｐｍ］のモータトルクに対する磁気損失の変化を示す。曲線ｇ７は、回転数が１２５００［ｒｐｍ］のモータトルクに対する磁気損失の変化を示す。曲線ｇ８は、回転数が１３７５０［ｒｐｍ］のモータトルクに対する磁気損失の変化を示す。曲線ｇ９は、回転数が１５０００［ｒｐｍ］のモータトルクに対する磁気損失の変化を示す。

図７は、本実施形態に係るＭＡＰ記憶部５０が記憶する回転数とトルクに対する磁石損失値の関係である。なお、ＭＡＰ記憶部５０は、図７に示すように、回転数とトルクに対する磁石損失値の関係を、モータ１０の駆動電圧（Ｖ１、Ｖ２、・・・）毎に記憶する。なお、図７に示した関係は、磁石１０５の温度の推定に用いられる。

図８は、本実施形態に係る記憶部６５が記憶する情報の一例を示す図である。
図８に示すように、記憶部６５は、磁石１０５の温度毎に、巻線１０６と磁石１０５それぞれへの冷却媒体２０の流量の割合を、例えば表形式で記憶する。図８に示すように、磁石１０５が低温の場合、巻線１０６と磁石１０５それぞれへの冷却媒体２０の流量の割合が１００％：０である。そして、磁石１０５の温度が温度（１）の場合の巻線１０６と磁石１０５それぞれへの冷却媒体２０の流量の割合が９０：１０である。一例として、磁石流量割合と巻線流量割合は、磁石温度が１６０度の場合が８：２であり、磁石温度が１５０度の場合が７：３であり、・・・、磁石温度が１２０度の場合が４：６であり、磁石温度が１２０度以下の場合が０：１０である。

次に、冷却制御部６０が行う冷却制御の処理手順例を説明する。
図９は、本実施形態に係る冷却制御部６０が行う冷却制御の処理手順例を示すフローチャートである。

（ステップＳ１）取得部６１は、冷却制御部６０が出力するモータ１０の回転数、トルク、冷却媒体２０の温度それぞれを示す情報を所定の周期で取得する。続けて、取得部６１は、取得した情報を、記憶部６５に記憶させる。処理後、冷却制御部６０は、ステップＳ２〜ステップＳ４の処理と、ステップＳ５〜ステップＳ７の処理とを平行して行う。

（ステップＳ２）定格判定部６２は、記憶部６５が記憶する情報を用いて、回転数が１００００［ｒｐｍ］以上が連続する時間の累積時間［ｍｉｎ（分）］を算出する。

（ステップＳ３）定格判定部６２は、記憶部６５が記憶する情報を用いて、トルクが１０［Ｎｍ］以上が連続する時間の累積時間［ｍｉｎ（分）］を算出する。

（ステップＳ４）定格判定部６２は、平均出力が連続定格以上であるか否かを判別する。なお、定格判定部６２は、ステップＳ２で算出した累計時間が、第１所定時間以上である場合に平均出力が連続定格以上であり、かつステップＳ３で算出した累計時間が、第２所定時間以上である場合に平均出力が連続定格以上であると判別する。定格判定部６２は、平均出力が連続定格以上であると判別した場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）、ステップＳ８の処理に進め、平均出力が連続定格未満であると判別した場合（ステップＳ４；ＮＯ）、ステップＳ２、ステップＳ５の処理に戻す。換言すると、定格判定部６２は、１００００ｒｐｍ以上動作点で連続定格を上回る平均動作点があれば磁石冷却に移行する。なお、ステップＳ２〜ステップＳ５では、出力が連続定格を超える領域を判断している。また、ステップＳ２とステップＳ３の目的は、磁石１０５の温度過渡と予測される出力かどうかの見極め、ステップＳ５〜ステップＳ７の温度推定で温度が高くても出力が低ければ磁石１０５の温度は低下傾向であると判断することにある。

（ステップＳ５）磁石温度判定部６３は、取得した冷却媒体２０の温度、モータ１０の回転数、モータ１０のトルクから巻線１０６の温度（以下、巻線温度という）を算出する。なお、巻線１０６の温度を算出する理由は、巻線温度保護のための推定であり、磁石１０５だけではなく巻線１０６の温度も管理しどちらも管理温度内に入ることを確認するためである。また、巻線１０６の温度を算出する理由は、磁石１０５の温度を推定するパラメータに巻線１０６の温度も使用するためと、磁石１０５を油冷すると巻線１０６も冷却されるためでもある。

（ステップＳ６）磁石温度判定部６３は、取得した冷却媒体２０の温度、モータ１０の回転数、モータ１０のトルク、モータ１０の駆動電圧、算出した巻線温度、記憶部６５が記憶する電圧毎の回転数とトルクと磁石損失を用いて、磁石１０５の温度（以下、磁石温度という）を算出する。なお、磁石温度の算出方法については、後述する。

（ステップＳ７）磁石温度判定部６３は、磁石温度と閾値を比較し、比較した結果、磁石温度が閾値以上である場合に高温であると判別し、磁石温度が閾値未満である場合に低温であると判別する。ここで、閾値は、例えば１３０度〜１４０度である。磁石温度判定部６３は、磁石温度が高温であると判別した場合（ステップＳ７；高温）、ステップＳ８の処理に進め、磁石温度が低温であると判別した場合（ステップＳ７；低温）、ステップＳ２、ステップＳ５の処理に戻す。なお、ステップＳ５〜ステップＳ７では、磁石１０５の温度Ｐ／Ｓ（パワーセーブ）許容値を超える領域を判断している。また、ステップＳ５〜ステップＳ６の目的は、磁石１０５が発熱しＰ／Ｓ介入する温度になった場合を判断することである。

（ステップＳ８）ソレノイドバルブ制御部６４は、ステップＳ４の判定結果がＹＥＳである場合、かつステップＳ７の判定結果が高温である場合、ステップＳ９の処理に進める。換言すると、ソレノイドバルブ制御部６４は、磁石が高温状態かつ、今後も温度が上昇していく傾向がある場合に磁石油冷をした方が良いと判断する。

（ステップＳ９）ソレノイドバルブ制御部６４は、ソレノイドバルブ２８をオン状態に切り替えることで、磁石冷却をオン状態に制御する。

（ステップＳ１０）ソレノイドバルブ制御部６４は、取得部６１が取得した情報に基づくモータ１０の動作点（平均出力）と、磁石温度判定部６３が算出した算出結果から、磁石１０５の温度の傾向を把握する。このように冷却媒体２０の温度（実測値）と磁石１０５の温度の傾向を把握する理由は、磁石１０５と巻線１０６それぞれへの冷却媒体２０の流量を変化させるためである。例えば、ソレノイドバルブ制御部６４は、磁石１０５の温度の傾向が右肩上がりで温度上昇している場合、磁石流量割合を増加していく必要があると判断する。この場合は、流量割合を磁石に増やすことで、温度が下がり連続定格が拡大する。また、ソレノイドバルブ制御部６４は、温度勾配が下がる傾向であれば、拡大した連続定格は必要ないので流量を元に戻すと判断する。この場合は、連続定格が縮小する。

（ステップＳ１１）ソレノイドバルブ制御部６４は、ステップＳ１０の把握結果に応じて、記憶部６５が記憶する磁石１０５の温度に対する巻線１０６への冷却媒体２０の流量と磁石１０５への冷却媒体２０の流量との割合に基づいて、磁石温度ごとの巻線１０６と磁石１０５それぞれへの冷却媒体２０の流入量を変化させる。具体的には、磁石１０５が低温の場合、巻線１０６と磁石１０５それぞれへの冷却媒体２０の流量の割合が１００％：０である。そして、ソレノイドバルブ制御部６４は、磁石１０５の温度が上昇すると磁石１０５を冷却し始め、巻線１０６と磁石１０５それぞれへの冷却媒体２０の流量の割合を変化させていく。

（ステップＳ１２）ソレノイドバルブ制御部６４は、ステップＳ１０の観測結果に基づいて、熱抵抗を通常時の熱抵抗から、高回転かつ高温度時かつ磁石冷却時の熱抵抗に持ち替える。このように熱抵抗を持ち替えることによって、磁石１０５に冷却媒体２０であるＡＴＦが積極的に流れることで、磁石１０５からロータコア、シャフトなどの温度が変化する。この結果、熱抵抗を持ち替えることによって、磁石１０５の温度の推定精度を向上させることができる。

（ステップＳ１３）ソレノイドバルブ制御部６４は、磁石１０５の温度がソレノイドバルブ２８をオフ状態に切り替える閾値以下になったか否か判別する。ここで、ソレノイドバルブ２８をオフ状態に切り替える閾値は、例えば、１３０度〜１４０度である。ソレノイドバルブ制御部６４は、磁石１０５の温度がソレノイドバルブ２８をオフ状態に切り替える閾値以下になったと判別した場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、ステップＳ１４の処理に進め、磁石１０５の温度がソレノイドバルブ２８をオフ状態に切り替える閾値以下になっていないと判別した場合（ステップＳ１３；ＮＯ）、ステップＳ１０の処理に戻す。

（ステップＳ１４）ソレノイドバルブ制御部６４は、ソレノイドバルブ２８をオフ状態に切り替えることで、磁石冷却をオフ状態に制御する。
（ステップＳ１５）ソレノイドバルブ制御部６４は、高回転かつ高温度時かつ磁石冷却時の熱抵抗から、熱抵抗を通常時の熱抵抗に持ち替える。ソレノイドバルブ制御部６４は、処理後、ステップＳ２、ステップＳ５の処理に戻す。

ここで、ステップＳ２〜ステップＳ３、ステップＳ５〜ステップＳ６の処理の目的を、さらに説明する。
ステップＳ５〜ステップＳ６の処理の目的は、磁石１０５が発熱し冷却媒体２０を流入させて冷却する温度になった場合を判定するためである。
また、ステップＳ２〜ステップＳ３の処理の目的は、磁石温度過渡と予測される出力かどうかの見極めであり、磁石温度が高くても出力が低ければ磁石温度は低下傾向であると想定されるためである。

次に、磁石温度の算出方法について説明する。
図１０は、磁石１０５の熱抵抗モデルを示すイメージ図である。
図１０において、Ｔ_１は、冷却媒体２０の温度であり、Ｔ_２は、巻線１０６の温度であり、Ｒ_１→２は、巻線１０６から冷却媒体２０への熱抵抗であり、Ｑ_１→２は、巻線１０６から冷却媒体２０への伝熱量である。また、ΔＴ_２は、熱上昇分であり、ｍ_２は、磁石１０５の質量であり、ｃ_２は、磁石１０５の比熱である。
伝熱量Ｑ_１→２は、次式（１）であり、温度差と熱抵抗で決まる。

また、温度上昇分は、次式（２）であり、熱量と熱マス（質量と比重と積）によって決まる。

図１１は、本実施形態に係る磁石温度判定部６３が行う磁石温度の算出工程例を示す図である。
図１１に示すように、磁石温度判定部６３は、発熱部で、モータ１０の回転数、モータ１０のトルク、モータ１０の駆動電圧、記憶部６５が記憶する電圧毎の回転数とトルクと磁石損失を用いて、磁石損失を求める。
また、磁石温度判定部６３は、熱引き部で各部の熱抵抗（磁石１０５から巻線１０６、磁石１０５から冷却媒体２０）に伝熱された温度上昇分ΔＴを算出する。なお、磁石１０５と巻線１０６との間の熱抵抗、および磁石１０５と冷却媒体２０との間の熱抵抗それぞれは、モータ１０の回転数に応じて可変される。このように熱抵抗を可変する意味合いは、磁石１０５の冷却をオン状態にしたとき、各部の熱抵抗に変化が生じ、各部の温度の算出値（推定値）の誤差が大きくなるので、流動毎に熱抵抗値を可変している。これにより、本実施形態によれば、磁石温度の推定を精度良く行うことができり、この結果、推定した磁石温度に対して冷却媒体２０の量を適切に制御することができる。
そして、磁石温度判定部６３は、発熱部で算出した値から、熱引き部で算出した値を除算し、さらに巻線温度または冷却媒体２０に基づく初期温度（初期値）に加算して、磁石温度を算出する。なお、初期温度は、イグニッションキーによってオン状態になったとき、すなわちＥＣＵ４０が立ち上がったとき読み取ったＡＴＦの温度であり、記憶部６５に記憶させる。冷却制御部６０は、この温度を基準に巻線１０６、磁石１０５の温度を推定する。

次に、本実施形態の冷却を適用した結果例を説明する。
なお、以下の測定結果は、車両が電気自動車等であり、２つのモータ（ジェネレータ、駆動モータ）の有する例を用いて説明する。また、図１２に示すように巻線が１２個ある例である。
図１２は、モータにおける温度の測定箇所を示す図である。符号ｇ１１が示す領域は、右側（Ｒ側）の測定箇所を示し、符号ｇ１２が示す領域は、左側（Ｌ側）の測定箇所を示す。図１２に示すように、Ｒ側の測定箇所はｃｏｉｌ（ｉ）〜ｃｏｉｌ（ｖ）であり、Ｌ側の測定箇所はｃｏｉｌ（ｖｉ）〜ｃｏｉｌ（ｘ）である。

図１３は、測定結果例を示す図である。
図１３において、符号ｇ２１が示す領域は、冷却媒体２０の温度が１００度、Ｒ側の巻線（ｃｏｉｌ（ｉ）〜ｃｏｉｌ（ｖ））温度の分布を示す。符号ｇ２２が示す領域は、冷却媒体２０の温度が８０度、Ｒ側の巻線（ｃｏｉｌ（ｉ）〜ｃｏｉｌ（ｖ））温度の分布を示す。なお、図１３の測定条件は、モータの回転数が１０５００［ｒｐｍ］、１７．２５［Ｎｍ］である。
なお、図１３において、ｃｏｉｌ（ｉｖ）の温度が、他のコイル（ｃｏｉｌ）の温度より高い理由は、シャフトに対して下側に配置され、冷却媒体２０が上側から供給されるためであると思われる。

符号ｇ２１、ｇ２２に示す領域の測定結果は、以下の６種類である。
（条件１）冷却媒体（ＡＴＦ）給油なし。
（条件２）端面板の冷却時。冷却媒体の流量が０．５［Ｌ／ｍｉｎ］。
（条件３）端面板の冷却時。冷却媒体の流量が１．０［Ｌ／ｍｉｎ］。
（条件４）エアギャップ冷却時。冷却媒体の流量が０．５［Ｌ／ｍｉｎ］。
（条件５）エアギャップ冷却時。冷却媒体の流量が１．０［Ｌ／ｍｉｎ］。
符号ｇ２１、ｇ２２に示す領域の測定結果において、条件５、条件４、条件３、条件２、条件１の順に温度が低い。すなわち、条件１が最も温度が高く、条件５が最も温度が低い。

次に、図１３におけるロータ１０３の各部の温度分布の例を説明する。
図１４は、図１３におけるロータ１０３の各部の温度分布の例を示す図である。図１４において、符号ｇ２３が示す領域は、冷却媒体２０の温度が１００度、ロータ１０３の各部の温度の分布を示す。符号ｇ２４が示す領域は、冷却媒体２０の温度が８０度、ロータ１０３の各部の温度の分布を示す。なお、図１４において、縦軸は温度を表す。
測定箇所は、Ｌ側のＢＲＧ温度、端面板の右側（Ｒ）、ロータコアの右側（Ｒ）、磁石のＳ極（ＭＡＧ Ｓ）、ロータコアの左側（Ｌ）、端面板の左側（Ｌ）、およびＲ側のＢＲＧ温度である。なお、ＢＲＧ温度とは、ベアリングの温度である。
図１４に示すように、冷却媒体２０の温度が１００度、８０度ともに、磁石のＳ極（ＭＡＧ Ｓ）の温度が最も高く、ロータコア、端面板、ハイブリッド始動発電機ベアリング（Ｈ／Ｇ ＢＴＧ）の順に温度が高い。図１４においても、各位置における温度の順は、図１３と同様に、件５、条件４、条件３、条件２、条件１の順に温度が低い。

図１５は、冷却媒体２０の温度が８０度で、エアキャップを冷却した場合と、穴埋め後エアキャップを冷却した場合の各部の温度を示す図である。なお、図１５において、縦軸は温度を表す。符号ｇ２１１は、エアキャップを冷却した場合に冷却媒体２０の流量が１．０［Ｌ／ｍｉｎ］のときの各部の温度を示している。符号ｇ２１２は、穴埋め後エアキャップを冷却した場合に冷却媒体２０の流量が１．０［Ｌ／ｍｉｎ］のときの各部の温度を示している。
図１５に示すように、エアキャップを冷却した場合の方が、穴埋め後エアキャップを冷却した場合より、各部の温度が低い。

次に、他の測定結果例を説明する。
図１６は、他の測定結果例を示す図である。図１６において、符号ｇ３１が示す領域は、モータの回転数に対するモータのトルクの関係である。測定条件は、モータの回転数が、５０００［ｒｐｍ］かつ２９．５［Ｎｍ］、１０５００［ｒｐｍ］かつ１７．２５［Ｎｍ］、１２０００［ｒｐｍ］かつ１３．７５［Ｎｍ］である。横軸がモータの回転数、縦軸がモータのトルクである。また、曲線ｇ３０１は、発熱による損失を表し、曲線ｇ３０２は連続定格を表している。

符号ｇ３２が示す領域は、冷却媒体の温度が８０度の場合の冷却媒体の流量［Ｌ／ｍｉｎ］に対する磁石温度［度］の関係を示す。横軸が冷却媒体の流量、縦軸が磁石温度である。
直線ｇ３１１は、冷却媒体の温度が８０度を表す。折れ線ｇ３１２は、エアギャップ冷却を表す。折れ線ｇ３１３は、本実施形態による端面板冷却を表す。符号ｇ３２が示す領域が示すように、本実施形態による冷却では、冷却効果が高く、エアギャップ冷却と同等の冷却効果が得られた。

符号ｇ３４が示す領域は、冷却媒体の温度が１００度の場合の冷却媒体の総流量［Ｌ／ｍｉｎ］に対する磁石温度［度］の関係を示す。横軸が冷却媒体の総流量、縦軸が磁石温度である。
直線ｇ３３１は、冷却媒体の温度が１００８０度を表す。折れ線ｇ３３２３２２は、エアギャップ冷却を表す。折れ線ｇ３３３は、本実施形態による端面板冷却を表す。符号ｇ３４が示す領域が示すように、本実施形態による冷却では、冷却効果が高く、エアギャップ冷却と同等の冷却効果が得られた。

次に、エアキャップの片側の冷却と、エアキャップの両側の冷却効果の例を説明する。
図１７は、エアキャップの片側の冷却と、エアキャップの両側の冷却効果の例を示す図である。
符号ｇ３５が示す領域は、冷却媒体の温度が８０度の場合の冷却媒体の流量［Ｌ／ｍｉｎ］に対する磁石温度［度］の関係を示す。横軸が冷却媒体の流量、縦軸が磁石温度である。
直線ｇ３５１は、冷却媒体の温度が８０度を表す。折れ線ｇ３５２は、エアギャップの右側を冷却した場合の磁石温度を表す。折れ線ｇ３５３は、エアキャップの左右両側を冷却した場合の磁石温度を表す。
符号ｇ３５が示す領域が示すように、エアキャップの左右両側を冷却するより、エアキャップの右側を冷却した場合の方が、磁石温度が低かった。

符号ｇ３６が示す領域は、冷却媒体の温度が１００度の場合の冷却媒体の流量［Ｌ／ｍｉｎ］に対する磁石温度［度］の関係を示す。横軸が冷却媒体の流量、縦軸が磁石温度である。
直線ｇ３６１は、冷却媒体の温度が１００度を表す。折れ線ｇ３６２は、エアギャップの右側を冷却した場合の磁石温度を表す。折れ線ｇ３６３は、エアキャップの左右両側を冷却した場合の磁石温度を表す。
符号ｇ３６が示す領域が示すように、エアキャップの左右両側を冷却するより、エアキャップの右側を冷却した場合の方が、磁石温度が低かった。

次に、モータの回転に対する磁石損失の影響例を説明する。
図１８は、モータの回転に対する磁石損失の影響例を示す図である。図１８において、横軸がモータの回転数［ｒｐｍ］、縦軸が磁石損失［Ｗ］である。また、曲線ｇ４１は、エアギャップなしで、冷却媒体の給油ありで、給油する流量が０．５［Ｌ／ｍｉｎ］である。曲線ｇ４２は、エアギャップありで冷却媒体の給油なしである。図１５に示すように、回転数１５０００［ｒｐｍ］までにおいて、エアギャップなしで冷却媒体の給油あり（本実施形態）と、エアギャップありで冷却媒体の給油なしでは、同等の効果が得られることを示している。

次に、図９で説明した熱抵抗の持ち替えについて、さらに説明する。
図１９は、本実施形態に係る熱抵抗の例を示す図である。符号ｇ４１と符号ｇ４２に示す領域は、通常時の熱抵抗のイメージ図である。符号ｇ４１に示す領域は、モータの回転数毎のモータのトルクに対する磁石損失の関係であり、横軸がモータトルク、縦軸が磁石損失である。符号ｇ４２が示す領域は、モータトルク毎のモータ回転数と磁石損失の関係であり、横軸がモータ回転数、縦軸が磁石損失である。
符号ｇ４１と符号ｇ４２に示す領域は、磁石に対して冷却を行っていない場合の磁石損失ＭＡＰである。このため、符号ｇ４２に示す領域において、回転数が１００００［ｒｐｍ］以上の高回転領域の磁石損失が回転数に応じて増加する割合が高い。

符号ｇ４３と符号ｇ４４に示す領域は、高回転かつ高温度時かつ磁石冷却時の磁石損失ＭＡＰのイメージ図である。符号ｇ４３に示す領域は、モータの回転数毎のモータのトルクに対する磁石損失の関係であり、横軸がモータトルク、縦軸が磁石損失である。符号ｇ４４が示す領域は、モータトルク毎のモータ回転数と磁石損失の関係であり、横軸がモータ回転数、縦軸が磁石損失である。
符号ｇ４３と符号ｇ４４に示す領域は、磁石に対して冷却を行っている場合の磁石損失ＭＡＰである。このため、符号ｇ４３に示す領域のように、磁石温度が冷却によって下がるため、符号ｇ４１に示す領域より、冷却される高回転領域において磁石損失の値が全体的に下がる傾向となる。また、符号ｇ４４に示す領域において、回転数が１００００［ｒｐｍ］以上の高回転領域の磁石損失が回転数に応じて増加する割合が、符号ｇ４２に示す領域より低いため、図２０に示すように連続定格領域拡大できる。図２０は、本実施形態に係る連続定格領域の拡大を示す図である。

このように、本実施形態では、巻線１０６の流路に加えて磁石１０５の冷却流路を設け、磁石１０５の発熱が厳しいときに端面板１０９を冷却し間接的に冷却する構造とした。換言すると、従来は一定流量を軸芯給油で磁石を冷却していたが、本実施形態は、高回転領域または磁石発熱が過大な領域においてのみ端面板を冷却することにより間接的に磁石を冷却するようにした。

これにより、本実施形態によれば、軸芯（シャフト）給油にロータアンバラ・フリクションを低減(頻度が減る)でき、総給油量の低減を行うことができる。また、本実施形態では、連続定格領域拡大できるので、高回転時のモータトルクを有効利用でき、サーキット領域が拡大する。
また、本実施形態によれば、高回転または高温時に磁石１０５への冷却媒体を流して冷却するように切替えることで連続定格が拡大し運転領域増加するので、効率の良い冷却が可能となり、フリクション影響が少なく燃費が良くなる。

また、本実施形態では、磁石冷却経路であるオリフェス１０１と流路１２０を備えている。本実施形態の構造は、簡易的である。このため、本実施形態によれば、無駄のない冷却(管理温度を超えそうな場合のみ)を行うことができ、軸芯給油に比べメカ損失が少ない。また、本実施形態によれば、端面板１０９に冷却媒体２０を掛けることで、磁石１０５の冷却に加えて巻線１０６の冷却を行うことができる。

次に、ロータ１０３の構成例を説明する。
図２１は、本実施形態に係るロータ１０３の構成例を示す図である。図２１に示すように、本実施形態のロータ１０３は、ヨークのスポークがスパイラル形状に形成されている。これにより、冷却媒体２０がロータ１０３に流れ込んだ場合に、ヨーク内の冷却媒体２０が回転により分散する。
仮に、冷却媒体２０のロータヨーク内への浸透によりロータのアンバランス量が悪化すると、例えば図２２に示すようにアンバランスの状態が最大の場合かつモータ１０が６０００［ｒｐｍ］以上の回転時に、アンバランスより振動音が発生しその音圧レベルが高くなる傾向があった。図２２は、モータの回転数に対する振動音の関係を示す図である。図２２において、横軸がモータの回転数と周波数であり、縦軸が音圧である。

図２３は、本実施形態のスパイラル構造のロータ１０３とスパイラル構造を有していない比較例のロータとのアンバランス量の時間変化の例を示す図である。
図２３において、横軸が時間［秒］、縦軸がアンバランス量［ｇ・ｃｍ］である。波形ｇ５１は、スパイラル構造を有していない比較例のロータのアンバランス量の変化である。波形ｇ５２は、本実施形態におけるスパイラル構造のロータ１０３のアンバランス量の変化である。図２３に示すように、比較例のロータでは、冷却媒体がスポーク間を移動できないため、冷却媒体流入によりその分アンバランス量が悪化する。一方、本実施形態におけるスパイラル構造のロータ１０３では、その形状により冷却媒体２０が流入しても回転により分散するため、アンバランス量は初期アンバランス量（例えば３［ｇ・ｃｍ］）と同等となる。

図２４は、本実施形態のスパイラル構造のロータ１０３に流入する冷却媒体の流量とアンバランス量の例を示す図である。
図２４において、符号ｇ６１が示す領域は、冷却媒体２０の流入量別のアンバランス量の時間変化であり、横軸が時間（秒）、縦軸がアンバランス量［ｇ・ｃｍ］である。また、波形ｇ６１１は、冷却媒体２０の流入量が０［ｍｌ］であり、アンバランス量の平均値が３．０２［ｇ・ｃｍ］である。波形ｇ６１２は、冷却媒体２０の流入量が８［ｍｌ］であり、アンバランス量の平均値が３．１６［ｇ・ｃｍ］である。波形ｇ６１３は、冷却媒体２０の流入量が３０［ｍｌ］であり、アンバランス量の平均値が３．５８［ｇ・ｃｍ］である。波形ｇ６１４は、冷却媒体２０の流入量が６０［ｍｌ］であり、アンバランス量の平均値が３．８３［ｇ・ｃｍ］である。波形ｇ６１１は、冷却媒体２０の流入量が９０［ｍｌ］であり、アンバランス量の平均値が７．３０［ｇ・ｃｍ］である。
符号ｇ６１が示す領域に示すように、冷却媒体２０の流入量を増やすことで、アンバランス量が悪化する。特に９０［ｍｌ］時に大幅に悪化する。符号ｇ６２が示す領域は、冷却媒体２０の流入量に対するアンバランス量の平均値の関係である。

図２４に示したように、ロータ１０３をスパイラル構造にしても、巻線１０６や磁石１０５を冷却するために冷却媒体２０の流量を増加させると、アンバランス量が悪化する可能性を示唆している。このため、本実施形態では、上述したようにモータ１０の回転数や温度に応じて、磁石１０５を冷却するための冷却媒体２０の流量を変化させるように制御するようにした。これにより、アンバランス量を低減することができる。

以上のように、本実施形態では、モータ１０に関する値（回転数、トルク、冷却媒体の温度）に基づいて、磁石１０５の温度を算出し、算出した磁石１０５の温度に応じて、巻線１０６の第１流路３７と磁石１０５の第２流路３８それぞれへの冷却媒体の割合を制御することができる。これにより、本実施形態によれば、モータ１０が例えば高回転時や磁石１０５が高温の場合に冷却することができるので、効率の良い冷却を行うことができ、モータ１０をより広い範囲の定格範囲で使用することが可能となる。さらに、本実施形態によれば、モータ１０が例えば高回転時や磁石が高温の場合に第２流路３８に冷却媒体への量を増やすようにしたので、ロータ１０３が回転しているときのアンバランス量を低減することができる。

なお、本発明における冷却制御部６０の全ての機能または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより冷却制御部６０の全ての機能または一部の機能が行う処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。

１…回転電機の冷却装置、１０…モータ、１０１…オリフェス、１０２…シャフト、１０３…ロータ、１０４…ステータ、１０５…磁石、１０６…巻線、１０７…回転センサ、１０８…ケース、１０９…端面板、１２０…流路、２０…冷却媒体、２２…ストレーナ、２４…電動オイルポンプ、２６…バルブ、２８…ソレノイドバルブ、３０…温度検出器、３２…圧力センサ、３４…ブレーキ、３７…第１流路、３８…第２流路、４０…ＥＣＵ、４１…モータ制御部、４２…バルブ制御部、４３…ポンプ制御部、５０…ＭＡＰ記憶部、６０…冷却制御部、６１…取得部、６２…定格判定部、６３…磁石温度判定部、６４…ソレノイドバルブ制御部

Claims (6)

1. 巻線を有するステータと、磁石を有するロータと、前記巻線を冷却媒体によって冷却する第１流路と、前記磁石を前記冷却媒体によって冷却する第２流路と、を備える回転電機と、
   前記第１流路と前記第２流路それぞれに前記冷却媒体を供給する冷媒供給部と、
   前記回転電機の定格出力が所定の時間以上の場合、または前記磁石の温度が所定の温度以上の場合に、前記巻線と前記磁石それぞれの温度に応じて、前記磁石の温度が高くなるほど前記第２流路への冷却媒体の供給量が多くなるように前記冷媒供給部を制御する制御部と、
   を備える回転電機の冷却装置。
2. 前記冷却媒体の温度を検出する冷却媒体温度センサと、
   前記回転電機の回転数を検出する回転数センサと、
   前記冷却媒体の温度と前記回転電機の回転数と前記回転電機のトルクに基づいて前記巻線の温度を算出し、前記冷却媒体の温度と前記回転電機の回転数と前記回転電機のトルクと前記巻線の温度に基づいて前記磁石の温度を算出する温度算出部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記回転電機の定格出力が前記所定の時間以上の場合、または前記磁石の温度が前記所定の温度以上の場合に、前記冷媒供給部を制御して前記第２流路の前記冷却媒体の供給を開始するように制御し、前記磁石の温度が所定の温度未満の場合に、前記冷媒供給部を制御して前記第２流路への前記冷却媒体の供給を停止するように制御する、請求項１に記載の回転電機の冷却装置。
3. 前記制御部は、
   前記回転電機の定格出力が前記所定の時間以上の場合、または前記磁石の温度が前記所定の温度以上の場合に、前記回転電機が平常時の熱抵抗から、前記回転電機が所定の回転数以上かつ前記磁石の温度が前記所定の温度以上かつ前記磁石が前記冷却媒体で冷却される状態の熱抵抗に切り替え、
   前記熱抵抗は、前記巻き線とロータを有するモータのトルクに対する磁石損失の対応関係を示す、請求項１または請求項２に記載の回転電機の冷却装置。
4. 前記回転電機が前記所定の時間以上の場合とは、
   前記回転電機において、所定の回転数以上の回転が連続する累計時間が所定時間以上の場合、または前記回転電機のトルクが所定のトルク以上の駆動が連続する累計時間が所定時間以上の場合である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機の冷却装置。
5. 前記第２流路は、複数の孔を有する端面板、を備え
   前記冷却媒体は、前記端面板の前記複数の孔を介して、少なくとも前記磁石を冷却する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機の冷却装置。
6. 巻線を有するステータと、磁石を有するロータと、前記巻線を冷却媒体によって冷却する第１流路と、前記磁石を前記冷却媒体によって冷却する第２流路と、を備える回転電機を冷却する前記回転電機の冷却装置における回転電機の冷却方法であって、
   取得部が、前記回転電機の回転数と、前記回転電機のトルクと、前記冷却に用いられる冷却媒体の温度を取得するステップと、
   定格判定部が、前記回転電機において、所定の回転数以上の回転が連続する累計時間を算出するステップと、
   前記定格判定部が、回転電機のトルクが所定のトルク以上の駆動が連続する累計時間を算出するステップと、
   温度算出部が、前記冷却媒体の温度と前記回転電機の回転数と前記回転電機のトルクに基づいて前記巻線の温度を算出するステップと、
   前記温度算出部が、前記冷却媒体の温度と前記回転電機の回転数と前記回転電機のトルクと前記巻線の温度に基づいて前記磁石の温度を算出するステップと、
   制御部が、前記回転電機が前記所定の時間以上の場合とは、前記回転電機において、所定の回転数以上の回転が連続する累計時間が所定時間以上の場合、または前記回転電機のトルクが所定のトルク以上の駆動が連続する累計時間が所定時間以上の場合であって、前記回転電機の定格出力が前記所定の時間以上の場合、または前記磁石の温度が前記所定の温度以上の場合に、前記第１流路と前記第２流路それぞれに冷却媒体を供給する冷媒供給部を制御して前記第２流路への前記冷却媒体の供給を開始するように制御するステップと、
   前記制御部が、前記巻線と前記磁石それぞれの温度に応じて、前記磁石の温度が高くなるほど前記第２流路への冷却媒体の供給量が多くなるように前記冷媒供給部を制御するステップと、
   前記制御部が、前記磁石の温度が所定の温度未満の場合に、前記冷媒供給部を制御して前記第２流路への前記冷却媒体の供給を停止するように制御するステップと、
   を含む回転電機の冷却方法。