JP2021044921A - Rotary electric machine unit and magnet temperature estimation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動車両などに搭載される回転電機ユニット、及び電動車両などに搭載される回転電機ユニットにおいて、磁石の温度を推定する磁石温度推定方法に関する。 The present invention relates to a magnet temperature estimation method for estimating a magnet temperature in a rotary electric machine unit mounted on an electric vehicle or the like and a rotary electric machine unit mounted on an electric vehicle or the like.
磁石を備えたロータと、ステータと、を有する回転電機では、磁石の温度が限界温度を超えると、磁石の減磁が発生する。したがって、磁石の温度が限界温度を超えないように、温度管理を適切に行う必要がある。しかしながら、ロータは高速で回転するので、磁石の温度を直接検出することは難しい。 In a rotating electric machine having a rotor provided with a magnet and a stator, demagnetization of the magnet occurs when the temperature of the magnet exceeds the limit temperature. Therefore, it is necessary to properly control the temperature so that the temperature of the magnet does not exceed the limit temperature. However, since the rotor rotates at high speed, it is difficult to directly detect the temperature of the magnet.
そこで、特許文献1には、磁石の温度を直接検出せずに、回転電機の電圧及び電流、ロータの回転角度及び回転トルク、並びに回転電機及びトランスミッションを収容するケースの底部に貯留する冷却油の温度、に基づいて磁石の推定温度を算出する磁石温度推定方法が開示されている。 Therefore, Patent Document 1 describes the voltage and current of the rotary electric machine, the rotation angle and rotational torque of the rotor, and the cooling oil stored in the bottom of the case accommodating the rotary electric machine and the transmission without directly detecting the temperature of the magnet. A magnet temperature estimation method for calculating the estimated temperature of a magnet based on the temperature is disclosed.
しかしながら、特許文献1の磁石温度推定方法は、多数のパラメータに基づいて磁石の推定温度を算出するが、多数のパラメータにはそれぞれに丸め誤差が生じるため、各パラメータの丸め誤差によって、磁石の推定温度を算出する際の誤差が大きくなってしまう。また、ケースの底部に貯留する冷却油は、ケース外の流路を通ってトランスミッションに供給された後にロータに供給されて、ロータを冷却する。そのため、ケースの底部に貯留する冷却油の温度は、ロータに供給される直前の冷却油の温度との乖離が大きい。したがって、ケースの底部に貯留する冷却油の温度のみに基づいて磁石の推定温度を算出すると、算出された磁石の推定温度は、実際の磁石の温度との誤差が大きくなってしまう。 However, in the magnet temperature estimation method of Patent Document 1, the estimated temperature of the magnet is calculated based on a large number of parameters, but since a rounding error occurs in each of the large number of parameters, the estimated temperature of the magnet is determined by the rounding error of each parameter. The error in calculation becomes large. Further, the cooling oil stored in the bottom of the case is supplied to the transmission through the flow path outside the case and then supplied to the rotor to cool the rotor. Therefore, the temperature of the cooling oil stored in the bottom of the case has a large deviation from the temperature of the cooling oil immediately before being supplied to the rotor. Therefore, if the estimated temperature of the magnet is calculated based only on the temperature of the cooling oil stored in the bottom of the case, the calculated estimated temperature of the magnet will have a large error from the actual temperature of the magnet.
このように、特許文献1の磁石温度推定方法は、算出された磁石の推定温度の精度に課題があった。 As described above, the magnet temperature estimation method of Patent Document 1 has a problem in the accuracy of the calculated estimated magnet temperature.
本発明は、精度よくロータの磁石の温度を推定できる回転電機ユニット及び磁石温度推定方法を提供する。 The present invention provides a rotary electric machine unit and a magnet temperature estimation method capable of accurately estimating the temperature of a rotor magnet.
本発明は、
回転シャフトと、
前記回転シャフトと一体に回転する略円環形状のロータ、及び該ロータの外周面から径方向に所定の間隔を隔てて配置されたステータを有する回転電機と、
前記回転シャフトに組付けられ、前記ロータの径方向内側に配置される歯車機構と、を備え、
前記ロータは、略円環形状のロータコアと、該ロータコアに組付けられた磁石と、を有し、
前記歯車機構は、軸方向において少なくとも一部が前記ロータとオーバーラップするように配置され、
前記ロータは、前記歯車機構から供給される冷媒によって冷却される、回転電機ユニットであって、
前記歯車機構から径方向外側に移動する前記冷媒の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部によって検出された温度に基づいて前記磁石の推定温度を算出する磁石温度算出部と、を備える。
The present invention
Rotating shaft and
A rotary electric machine having a substantially ring-shaped rotor that rotates integrally with the rotary shaft, and a stator arranged at predetermined intervals in the radial direction from the outer peripheral surface of the rotor.
A gear mechanism assembled on the rotating shaft and arranged radially inside the rotor.
The rotor has a substantially annular rotor core and a magnet attached to the rotor core.
The gear mechanism is arranged so that at least a part of it overlaps with the rotor in the axial direction.
The rotor is a rotary electric machine unit cooled by a refrigerant supplied from the gear mechanism.
A temperature detection unit that detects the temperature of the refrigerant moving radially outward from the gear mechanism, and
The magnet temperature calculation unit includes a magnet temperature calculation unit that calculates the estimated temperature of the magnet based on the temperature detected by the temperature detection unit.
また、本発明は、
回転シャフトと、
前記回転シャフトと一体に回転する略円環形状のロータ、及び該ロータの外周面と所定の間隔を隔てて配置されたステータを有する回転電機と、
前記回転シャフトに組付けられ、前記ロータの径方向内側に配置される歯車機構と、を備え、
前記ロータは、略円環形状のロータコアと、該ロータコアに組付けられた磁石と、を有し、
前記ロータは、前記歯車機構から供給される冷媒によって冷却される、回転電機ユニットにおいて、前記磁石の温度を推定する磁石温度推定方法であって、
前記歯車機構から径方向外側に移動する前記冷媒の温度を検出する冷媒温度検出工程と、
前記冷媒温度検出工程で検出された温度に基づいて、前記磁石の推定温度を算出する磁石温度算出工程と、を含む。
In addition, the present invention
Rotating shaft and
A rotor having a substantially annular shape that rotates integrally with the rotary shaft, and a rotary electric machine having a stator arranged at a predetermined distance from the outer peripheral surface of the rotor.
A gear mechanism assembled on the rotating shaft and arranged radially inside the rotor.
The rotor has a substantially annular rotor core and a magnet attached to the rotor core.
The rotor is a magnet temperature estimation method for estimating the temperature of the magnet in a rotary electric machine unit, which is cooled by a refrigerant supplied from the gear mechanism.
A refrigerant temperature detection step of detecting the temperature of the refrigerant moving radially outward from the gear mechanism, and
The magnet temperature calculation step of calculating the estimated temperature of the magnet based on the temperature detected in the refrigerant temperature detection step is included.
本発明によれば、歯車機構から径方向外側に移動する冷媒の温度に基づいて、ロータの磁石の推定温度を算出するので、精度よくロータの磁石の温度を推定できる。 According to the present invention, since the estimated temperature of the rotor magnet is calculated based on the temperature of the refrigerant moving radially outward from the gear mechanism, the temperature of the rotor magnet can be estimated accurately.
以下、本発明の回転電機ユニットの一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the rotary electric machine unit of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[回転電機ユニットを搭載した車両の概略構成]
図1に示すように、本実施形態の回転電機ユニット10は、車両18に搭載される。本実施形態では、回転電機ユニット10が搭載される車両18は、ハイブリッド車両である。
[Outline configuration of vehicle equipped with rotary electric machine unit]
As shown in FIG. 1, the rotary
車両18には、エンジン20と、トランスミッション22と、回転電機12と、バッテリ28と、PDU(Power Drive Unit)30と、ECU(Electronic Control Unit)120と、が搭載されており、エンジン20とトランスミッション22とは、クラッチ24を介して連結されており、回転電機12とトランスミッション22とは、回転シャフト60によって連結されている。ECU120は、車両18全体を制御する。PDU30は、ECU120からの制御信号に基づいて、バッテリ28から回転電機12に供給する電力及び回転電機12からバッテリ28に供給される電力を変換する。
The
[回転電機ユニット]
回転電機ユニット10は、回転シャフト60と、回転電機12と、トランスミッション22の一部と、をユニット化したものである。
[Rotating machine unit]
The rotary
なお、以下の説明において、前後、左右、上下は、回転電機ユニット10が車両18に搭載された状態において、車両18の操縦者から見た方向に従い記載する。また、図2〜4における符号L、R、U、Dは、車両18の操縦者から見た方向に従い、左方、右方、上方、下方をそれぞれ示している。
In the following description, front / rear, left / right, and up / down will be described according to the direction seen from the operator of the
図2及び図3に示すように、回転電機ユニット10は、回転シャフト60と、回転電機12と、遊星歯車機構80と、ケース40と、サイドカバー42と、を備える。遊星歯車機構80は、トランスミッション22の構成の一部である。回転電機12及び遊星歯車機構80は、ケース40に収容されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the rotary
回転シャフト60は、左右方向に延び、筒状の中空部材となっている。
The
なお、以下の説明において、説明を簡単かつ明確にするために、軸方向、径方向、周方向というときは、回転シャフト60の回転軸線を基準にした方向をいう。
In the following description, for the sake of simplicity and clarity, the terms axial direction, radial direction, and circumferential direction refer to directions with reference to the rotation axis of the
回転電機12は、バッテリ28からPDU(Power Drive Unit)30を介して供給される電力に基づき、車両18の駆動力を生成する。また、回転電機12は、回生動作を行うことで生成した回生電力を、PDU30を介してバッテリ28に出力することで該バッテリ28を充電する。
The rotary
回転電機12は、インナロータ型の回転体として回転シャフト60と一体に回転する略円環形状のロータ14と、該ロータ14の外周面から径方向に所定の間隔を隔てて配置されたステータ32と、を有する。
The rotary
ロータ14は、略円環形状のロータコア78と、該ロータコア78に組付けられた磁石16と、を有する。本実施形態では、回転電機12は、ロータ14に磁石16が埋め込まれた磁石埋込型のロータを備えた、いわゆるIPM(Interior Permanent Magnet Motor)方式の回転電機である。
The
ステータ32は、ロータ14の外周面から径方向に所定の間隔を隔てて配置された略円環形状のステータコア92と、該ステータコア92に導線94を巻回して構成されるコイル96と、を有する。
The
回転シャフト60には、有底筒状の筒状部材62が回転シャフト60と略同軸に取り付けられている。筒状部材62は、軸方向左側で回転シャフト60の外周に固定された底部72と、底部72の外縁から軸方向右側に延在する側部74とを備える。ロータ14は、側部74の外周に組付けられている。そして、側部74の内側の空間は、開口部76として形成されている。
A bottomed
筒状部材62の底部72は、基部82と、基部82から軸方向左側に突出する第1突出壁部84と、第1突出壁部84と略対向して基部82から軸方向右側に突出する第2突出壁部86と、を有する。基部82は、径方向に沿って延在している。
The
遊星歯車機構80は、回転シャフト60に組付けられ、開口部76に配置されている。したがって、遊星歯車機構80は、ロータ14の径方向内側に、軸方向において少なくとも一部がロータ14とオーバーラップするように配置される。
The
図4に示すように、遊星歯車機構80は、回転シャフト60に略同軸に組付けられたサンギヤ106と、サンギヤ106に噛合するピニオンギヤとしての複数のプラネタリギヤ108と、各プラネタリギヤ108に噛合するアウタギヤとしてのリングギヤ110と、各プラネタリギヤ108のギヤ軸112を連結固定するプラネタリキャリヤ114とを有する。
As shown in FIG. 4, the
ギヤ軸112の外周面とプラネタリギヤ108との間には、ベアリング116が介挿されている。この場合、ギヤ軸112の外周面にベアリング116が固定され、サンギヤ106の回転に対応して、プラネタリギヤ108が回転可能にベアリング116に装着されている。また、ベアリング116及びプラネタリギヤ108の左右方向の両端と、プラネタリキャリヤ114との間には、左右方向へのベアリング116及びプラネタリギヤ108のガタツキを抑制するために、スラストワッシャ118がそれぞれ介挿されている。
A
したがって、回転シャフト60の回転に伴ってサンギヤ106が回転すると、サンギヤ106に噛合する各プラネタリギヤ108が回転し、各プラネタリギヤ108に噛合するリングギヤ110を回転させることができる。
Therefore, when the
[冷却機構]
図3及び図5に示すように、サイドカバー42は、ケース40に収容された回転電機12を被蓋する円盤状の蓋体である。サイドカバー42には、回転電機12と対向するように、単一の導入孔44、流路46、単一の第1吐出孔48、単一の第2吐出孔50及び複数の第3吐出孔52が形成されている。導入孔44には、流路54が接続され、ポンプ56から流路54を介して冷却油58が供給される。
[Cooling mechanism]
As shown in FIGS. 3 and 5, the
冷却油58は、トランスミッション22を潤滑する潤滑油であることが望ましい。例えば、トランスミッション22がオートマチックトランスミッションであれば、ATF(Automatic Transmission Fluid)を冷却油58として使用することができる。ポンプ56は、電動式または機械式のいずれの方式のポンプであってもよい。冷却油58は、回転電機12及びトランスミッション22の動作によって、ロータ14が回転しているときに、ポンプ56から供給される。なお、図3中の実線の矢印は、車両18内での冷却油58の流れを模式的に図示したものである。
The cooling
第1吐出孔48、第2吐出孔50、及び第3吐出孔52は、ノズル状であり、ポンプ56から流路54、導入孔44及び流路46を介して供給された冷却油58を、ロータ14及びステータ32に対して噴射または放出する。より具体的には、第1吐出孔48は、主として、ロータ14の回転シャフト60に向けて冷却油58を噴射または放出し、第2吐出孔50は、主として、ロータ14を構成する筒状部材62に向けて冷却油58を噴射または放出し、第3吐出孔52は、主として、ステータ32に向けて冷却油58を噴射または放出する。
The
回転シャフト60の中空部分は、軸方向(左右方向)に延在する単一の第1軸流路66として形成されている。第1吐出孔48に対向する端部には、第1軸流路66に連通し、かつ、第1吐出孔48から噴射または放出された冷却油58を第1軸流路66に案内するための軸開口部68が形成されている。また、回転シャフト60の外周には、該回転シャフト60の外部と第1軸流路66とを連通させる複数の第2軸流路70が形成されている。
The hollow portion of the
そのため、第1吐出孔48から軸開口部68を介して第1軸流路66に供給された冷却油58は、各第2軸流路70を介して回転シャフト60から放出される。放出された冷却油58は、ロータ14及び遊星歯車機構80を含むトランスミッション22に供給される。
Therefore, the cooling
筒状部材62の基部82には、第1突出壁部84及び第2突出壁部86よりも径方向内側の位置に、軸方向(左右方向)に貫通する複数の貫通孔88が形成されている。そして、サイドカバー42から底部72に噴射された冷却油58は、貫通孔88を介して筒状部材62の内方(開口部76)に供給される。
A plurality of through
基部82と第1突出壁部84とによって形成される貫通孔88近傍の空間は、ロータ14の回転に起因した遠心力によって冷却油58が貯留する貯留部90として構成される。この場合、冷却油58が貫通孔88に直接入らなかった場合でも、貯留部90に冷却油58を一旦留めた後に、貫通孔88から開口部76に供給することができる。また、第1突出壁部84がサイドカバー42近傍まで突出しているので、第1軸流路66内の冷却油58が軸開口部68からあふれ出た場合、ロータ14の回転に起因した遠心力、または、重力の作用によって、あふれ出た冷却油58を、第1突出壁部84の内周側から貯留部90及び貫通孔88を介して開口部76に供給することができる。
The space in the vicinity of the through
さらに、貯留部90の入口部分(冷却油58が供給される箇所)は、貯留部90が右方向に向かって拡径するように、基部82及び第1突出壁部84に傾斜が設けられている。このようにすることで、貯留部90に冷却油58を貯留しやすくすると共に、貫通孔88を介して開口部76に入っていかない冷却油58の量を減らすことが可能となる。
Further, the inlet portion (where the cooling
開口部76には、遊星歯車機構80が配置されているので、貫通孔88から第2突出壁部86を介して案内された冷却油58は、ロータ14の回転に起因した遠心力の作用下に、径方向外側に向かって放出され、その一部は、遊星歯車機構80にも供給される。
Since the
また、開口部76に供給された冷却油58(貫通孔88を介して流入した冷却油58、各第2軸流路70を介して放出された冷却油58)は、ロータ14の回転作用下に側部74に沿って移動し、ロータコア78を冷却する。ロータコア78には、磁石16が埋め込まれているため、側部74に沿って移動した冷却油58は、側部74及びロータコア78を介して磁石16を冷却することができる。すなわち、ロータ14の回転によって磁石16に発生した熱は、ロータコア78、側部74及び冷却油58の経路で放熱される。
Further, the cooling
また、第2軸流路70からの冷却油58と、貫通孔88からの冷却油58とが遊星歯車機構80にそれぞれ供給されるので、遊星歯車機構80を構成するサンギヤ106、各プラネタリギヤ108、リングギヤ110、プラネタリキャリヤ114、ベアリング116及びスラストワッシャ118は、冷却油58によって潤滑され、かつ冷却される。
Further, since the cooling
さらに、遊星歯車機構80の駆動に起因した遠心力、より具体的には、リングギヤ110の回転に起因した遠心力によって、遊星歯車機構80に付着している冷却油58が径方向外側に飛散すると、ロータ14を構成する側部74に、飛散した冷却油58が付着する場合がある。図2及び図4には、リングギヤ110から冷却油58が飛散する様子を矢印付きの破線で図示している。
Further, when the centrifugal force caused by driving the
サイドカバー42の第3吐出孔52から供給された冷却油58は、ステータ32の各部を冷却する。
The cooling
そして、本実施形態において、ロータ14及びステータ32を冷却した冷却油58や、遊星歯車機構80を潤滑し、かつ冷却した冷却油58は、重力によって、ケース40の底部であるオイルパン98に落下し、貯留される。オイルパン98に貯留された冷却油58は、ポンプ56の駆動によって、ストレーナ100で濾過された後、流路102及び流路54を介してサイドカバー42に供給される。すなわち、オイルパン98に貯留された冷却油58は、ポンプ56の駆動によって、ロータ14及びステータ32の冷却や、トランスミッション22の潤滑及び冷却に再度利用される。
Then, in the present embodiment, the cooling
[磁石温度推定]
ケース40には、遊星歯車機構80のリングギヤ110を、回転可能な状態で位置決めするガイド部材41が、締結部材411によって締結されている。本実施形態では、締結部材411はボルトである。
[Magnet temperature estimation]
A
締結部材411は、径方向において、ボルトヘッド411aが軸方向左側となるように軸方向に延びてケース40に締結されている。締結部材411は、径方向において遊星歯車機構80と回転電機12のロータ14との間に配置されている。
The
締結部材411には、ボルトヘッド411aから筒状部材62の開口部76に向かって軸方向左側に突出するように、温度検出部104が固定されている。温度検出部104は、例えばサーミスタである。温度検出部104は、ケース40に締結された締結部材411に固定されているので、温度検出部104を簡便に安定した状態で回転電機ユニット10に固定することができる。
A
温度検出部104は、遊星歯車機構80から径方向外側に移動する冷却油58の温度Tcを検出する。温度検出部104は、少なくとも一部が筒状部材62の開口部76に位置しており、軸方向において少なくとも一部が遊星歯車機構80と回転電機12のロータ14とがオーバーラップする領域に配置され、径方向において遊星歯車機構80と回転電機12のロータ14との間に配置されている。したがって、温度検出部104は、軸方向において遊星歯車機構80と回転電機12のロータ14とがオーバーラップする領域で、径方向において遊星歯車機構80からロータ14へと移動する冷却油58の温度を検出する。そして、温度検出部104は、検出した温度Tcの信号をECU120(図1参照)に出力する。
The
図1に戻って、ECU120は、磁石温度算出部121を備える。ECU120は、温度検出部104から出力された冷却油58の温度Tcに基づいて、磁石温度算出部121で、ロータ14の磁石16の推定温度Tmを算出する。
Returning to FIG. 1, the
このように、温度検出部104によって検出された冷却油58の温度Tcは、遊星歯車機構80から径方向外側に移動してロータ14へ供給される直前の冷却油58の温度である。したがって、磁石温度算出部121は、温度検出部104によって検出された冷却油58の温度Tc、すなわちロータ14へ供給される直前の冷却油58の温度に基づいて、ロータ14の磁石16の推定温度Tmを算出するので、精度よく磁石16の温度を推定できる。
As described above, the temperature Tc of the cooling
また、温度検出部104は、軸方向において少なくとも一部が遊星歯車機構80とロータ14とがオーバーラップする領域に配置され、径方向において遊星歯車機構80とロータ14との間に配置されているので、温度検出部104によって、遊星歯車機構80から径方向外側に移動してロータ14へ供給される直前の冷却油58の温度をより正確に検出することができる。これにより、より精度よく磁石16の温度を推定できる。
Further, the
本実施形態では、磁石温度算出部121は、温度検出部104によって検出された冷却油58の温度Tcのみに基づいてロータ14の磁石16の推定温度Tmを算出する。
In the present embodiment, the magnet
これにより、磁石温度算出部121の構成及び算出工程を簡素化することができる。また、多数のパラメータに基づいて磁石の温度を推定する場合、磁石温度算出部121に入力される各パラメータに丸め誤差が生じるが、温度検出部104によって検出された温度Tcのみに基づいてロータ14の磁石16の推定温度Tmを算出することによって、磁石温度算出部121で生じる誤差を小さくすることができるので、精度よく磁石16の温度を推定できる。
This makes it possible to simplify the configuration and calculation process of the magnet
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified, improved, and the like.
例えば、本実施形態では、回転電機12は、ロータ14に磁石16が埋め込まれた磁石埋込型のロータを備えた、いわゆるIPM(Interior Permanent Magnet Motor)方式の回転電機であるとしたが、ロータ14の表面に磁石16を配置したSPM(Surface Permanent Magnet Motor)方式の回転電機であってもよい。
For example, in the present embodiment, the rotary
また、例えば、本実施形態では、回転電機ユニット10は、トランスミッション22の構成の一部である遊星歯車機構80を備えるものとしたが、遊星歯車機構80に限らず、任意の歯車機構を備えるものとしてもよい。
Further, for example, in the present embodiment, the rotary
また、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。 In addition, at least the following matters are described in this specification. The components and the like corresponding to the above-described embodiment are shown in parentheses, but the present invention is not limited to this.
(1) 回転シャフト(回転シャフト60)と、
前記回転シャフトと一体に回転する略円環形状のロータ(ロータ14)、及び該ロータの外周面から径方向に所定の間隔を隔てて配置されたステータ(ステータ32)を有する回転電機(回転電機12)と、
前記回転シャフトに組付けられ、前記ロータの径方向内側に配置される歯車機構(遊星歯車機構80)と、を備え、
前記ロータは、略円環形状のロータコア(ロータコア78)と、該ロータコアに組付けられた磁石(磁石16)と、を有し、
前記歯車機構は、軸方向において少なくとも一部が前記ロータとオーバーラップするように配置され、
前記ロータは、前記歯車機構から供給される冷媒(冷却油58)によって冷却される、回転電機ユニット(回転電機ユニット10)であって、
前記歯車機構から径方向外側に移動する前記冷媒の温度(温度Tc)を検出する温度検出部(温度検出部104)と、
前記温度検出部によって検出された前記温度に基づいて前記磁石の推定温度(推定温度Tm)を算出する磁石温度算出部(磁石温度算出部121)と、を備える、回転電機ユニット。
(1) Rotating shaft (rotating shaft 60) and
A rotary electric machine (rotary electric machine) having a substantially annular rotor (rotor 14) that rotates integrally with the rotary shaft, and a stator (stator 32) arranged at predetermined intervals in the radial direction from the outer peripheral surface of the rotor. 12) and
A gear mechanism (planetary gear mechanism 80) assembled to the rotating shaft and arranged inside the rotor in the radial direction is provided.
The rotor has a substantially annular rotor core (rotor core 78) and a magnet (magnet 16) attached to the rotor core.
The gear mechanism is arranged so that at least a part of it overlaps with the rotor in the axial direction.
The rotor is a rotary electric machine unit (rotary electric machine unit 10) cooled by a refrigerant (cooling oil 58) supplied from the gear mechanism.
A temperature detection unit (temperature detection unit 104) that detects the temperature (temperature Tc) of the refrigerant that moves radially outward from the gear mechanism, and
A rotary electric machine unit including a magnet temperature calculation unit (magnet temperature calculation unit 121) that calculates an estimated temperature (estimated temperature Tm) of the magnet based on the temperature detected by the temperature detection unit.
(1)によれば、温度検出部によって検出された歯車機構から径方向外側に移動する冷媒の温度に基づいて、ロータの磁石の推定温度を算出するので、精度よくロータの磁石の温度を推定できる。 According to (1), the estimated temperature of the rotor magnet is calculated based on the temperature of the refrigerant moving radially outward from the gear mechanism detected by the temperature detection unit, so that the temperature of the rotor magnet is estimated accurately. it can.
(2) (1)に記載の回転電機ユニットであって、
前記温度検出部は、軸方向において少なくとも一部が前記歯車機構と前記ロータとがオーバーラップする領域に配置され、径方向において前記歯車機構と前記ロータとの間に配置される、回転電機ユニット。
(2) The rotary electric machine unit according to (1).
The temperature detection unit is a rotary electric machine unit in which at least a part thereof is arranged in a region where the gear mechanism and the rotor overlap in the axial direction and is arranged between the gear mechanism and the rotor in the radial direction.
(2)によれば、温度検出部は、軸方向において少なくとも一部が歯車機構とロータとがオーバーラップする領域に配置され、径方向において歯車機構とロータとの間に配置されており、温度検出部によって、歯車機構から径方向外側に移動してロータへ供給される直前の冷媒の温度をより正確に検出することができるので、より精度よく磁石の温度を推定できる。 According to (2), at least a part of the temperature detection unit is arranged in the region where the gear mechanism and the rotor overlap in the axial direction, and is arranged between the gear mechanism and the rotor in the radial direction. Since the detection unit can more accurately detect the temperature of the refrigerant immediately before being moved radially outward from the gear mechanism and supplied to the rotor, the temperature of the magnet can be estimated more accurately.
(3) (1)または(2)に記載の回転電機ユニットであって、
前記回転電機及び前記歯車機構は、ケース(ケース40)に収容されており、
前記温度検出部は、前記ケースに締結された締結部材(締結部材411)に固定されている、回転電機ユニット。
(3) The rotary electric machine unit according to (1) or (2).
The rotary electric machine and the gear mechanism are housed in a case (case 40).
The temperature detection unit is a rotary electric machine unit fixed to a fastening member (fastening member 411) fastened to the case.
(3)によれば、温度検出部は、ケースに締結された締結部材に固定されているので、温度検出部を簡便に安定した状態で回転電機ユニットに固定することができる。 According to (3), since the temperature detection unit is fixed to the fastening member fastened to the case, the temperature detection unit can be easily and stably fixed to the rotary electric machine unit.
(4) (1)〜(3)のいずれかに記載の回転電機ユニットであって、
前記磁石温度算出部は、前記温度検出部によって検出された前記温度のみに基づいて前記磁石の前記推定温度を算出する、回転電機ユニット。
(4) The rotary electric machine unit according to any one of (1) to (3).
The magnet temperature calculation unit is a rotary electric machine unit that calculates the estimated temperature of the magnet based only on the temperature detected by the temperature detection unit.
(4)によれば、磁石温度算出部は、温度検出部によって検出された温度のみに基づいて磁石の推定温度を算出するので、磁石温度算出部を簡素化することができる。また、磁石温度算出部に入力される各パラメータには丸め誤差が生じるため、多数のパラメータに基づいて磁石の推定温度を算出する場合、各パラメータの丸め誤差によって磁石温度算出部で生じる誤差が大きくなるが、温度検出部によって検出された温度のみに基づいて磁石の推定温度を算出することによって、磁石温度算出部で生じる誤差を小さくすることができるので、精度よく磁石の温度を推定できる。 According to (4), since the magnet temperature calculation unit calculates the estimated temperature of the magnet based only on the temperature detected by the temperature detection unit, the magnet temperature calculation unit can be simplified. Further, since a rounding error occurs in each parameter input to the magnet temperature calculation unit, when the estimated temperature of the magnet is calculated based on a large number of parameters, the error generated in the magnet temperature calculation unit becomes large due to the rounding error of each parameter. By calculating the estimated temperature of the magnet based only on the temperature detected by the temperature detection unit, the error generated in the magnet temperature calculation unit can be reduced, so that the temperature of the magnet can be estimated accurately.
(5) 回転シャフト(回転シャフト60)と、
前記回転シャフトと一体に回転する略円環形状のロータ(ロータ14)、及び該ロータの外周面から径方向に所定の間隔を隔てて配置されたステータ(ステータ32)を有する回転電機(回転電機12)と、
前記回転シャフトに組付けられ、前記ロータの径方向内側に配置される歯車機構(遊星歯車機構80)と、を備え、
前記ロータは、略円環形状のロータコア(ロータコア78)と、該ロータコアに組付けられた磁石(磁石16)と、を有し、
前記歯車機構は、軸方向において少なくとも一部が前記ロータとオーバーラップするように配置され、
前記ロータは、前記歯車機構から供給される冷媒(冷却油58)によって冷却される、回転電機ユニット(回転電機ユニット10)において、前記磁石の温度を推定する磁石温度推定方法であって、
前記歯車機構から径方向外側に移動する前記冷媒の温度を検出する冷媒温度検出工程と、
前記冷媒温度検出工程で検出された前記温度に基づいて、前記磁石の推定温度を算出する磁石温度算出工程と、を含む、磁石温度推定方法。
(5) Rotating shaft (rotating shaft 60) and
A rotary electric machine (rotary electric machine) having a substantially annular rotor (rotor 14) that rotates integrally with the rotary shaft, and a stator (stator 32) arranged at predetermined intervals in the radial direction from the outer peripheral surface of the rotor. 12) and
A gear mechanism (planetary gear mechanism 80) assembled to the rotating shaft and arranged inside the rotor in the radial direction is provided.
The rotor has a substantially annular rotor core (rotor core 78) and a magnet (magnet 16) attached to the rotor core.
The gear mechanism is arranged so that at least a part of it overlaps with the rotor in the axial direction.
The rotor is a magnet temperature estimation method for estimating the temperature of the magnet in the rotary electric machine unit (rotary electric machine unit 10), which is cooled by the refrigerant (cooling oil 58) supplied from the gear mechanism.
A refrigerant temperature detection step of detecting the temperature of the refrigerant moving radially outward from the gear mechanism, and
A magnet temperature estimation method including a magnet temperature calculation step of calculating an estimated temperature of the magnet based on the temperature detected in the refrigerant temperature detecting step.
(5)によれば、磁石温度推定方法は、冷媒温度検出工程と磁石温度算出工程とによって、歯車機構から径方向外側に移動する冷媒の温度に基づいて、ロータのロータコアに組付けられた磁石の推定温度を算出するので、精度よくロータの磁石の温度を推定できる。 According to (5), the magnet temperature estimation method is a magnet assembled to the rotor core of the rotor based on the temperature of the refrigerant moving radially outward from the gear mechanism by the refrigerant temperature detection step and the magnet temperature calculation step. Since the estimated temperature of the rotor is calculated, the temperature of the magnet of the rotor can be estimated accurately.
(6) (5)に記載の磁石温度推定方法であって、
前記歯車機構は、軸方向において少なくとも一部が前記ロータとオーバーラップするように配置され、
前記冷媒温度検出工程では、軸方向において前記歯車機構と前記ロータとがオーバーラップする領域で、径方向において前記歯車機構から前記ロータへと移動する前記冷媒の温度を検出する、磁石温度推定方法。
(6) The magnet temperature estimation method according to (5).
The gear mechanism is arranged so that at least a part of it overlaps with the rotor in the axial direction.
In the refrigerant temperature detection step, a magnet temperature estimation method for detecting the temperature of the refrigerant moving from the gear mechanism to the rotor in the radial direction in a region where the gear mechanism and the rotor overlap in the axial direction.
(6)によれば、冷媒温度検出工程では、軸方向において歯車機構とロータとがオーバーラップする領域で、径方向において歯車機構からロータへと移動する冷媒の温度を検出することによって、歯車機構から径方向外側に移動してロータへ供給される直前の冷媒の温度をより正確に検出することができるので、より精度よく磁石の温度を推定できる。 According to (6), in the refrigerant temperature detection step, the gear mechanism is detected by detecting the temperature of the refrigerant moving from the gear mechanism to the rotor in the radial direction in the region where the gear mechanism and the rotor overlap in the axial direction. Since the temperature of the refrigerant immediately before being supplied to the rotor by moving outward in the radial direction can be detected more accurately, the temperature of the magnet can be estimated more accurately.
(7) (5)または(6)に記載の磁石温度推定方法であって、
前記磁石温度算出工程では、前記冷媒温度検出工程で検出された前記温度のみに基づいて、前記磁石の前記推定温度を算出する、磁石温度推定方法。
(7) The magnet temperature estimation method according to (5) or (6).
In the magnet temperature calculation step, a magnet temperature estimation method for calculating the estimated temperature of the magnet based only on the temperature detected in the refrigerant temperature detection step.
(7)によれば、磁石温度算出工程は、冷媒温度検出工程によって検出された温度のみに基づいて磁石の推定温度を算出するので、磁石温度算出工程を簡素化することができる。また、磁石温度算出工程で用いる各パラメータには丸め誤差が生じるため、多数のパラメータに基づいて磁石の推定温度を算出する場合、各パラメータの丸め誤差によって磁石温度算出工程で生じる誤差が大きくなるが、冷媒温度検出工程で検出された温度のみに基づいて磁石の推定温度を算出することによって、磁石温度算出工程で生じる誤差を小さくすることができるので、精度よく磁石の温度を推定できる。 According to (7), since the magnet temperature calculation step calculates the estimated temperature of the magnet based only on the temperature detected by the refrigerant temperature detection step, the magnet temperature calculation step can be simplified. Further, since each parameter used in the magnet temperature calculation process has a rounding error, when the estimated temperature of the magnet is calculated based on a large number of parameters, the error caused in the magnet temperature calculation process becomes large due to the rounding error of each parameter, but the refrigerant By calculating the estimated temperature of the magnet based only on the temperature detected in the temperature detection step, the error generated in the magnet temperature calculation step can be reduced, so that the temperature of the magnet can be estimated accurately.
10 回転電機ユニット
12 回転電機
14 ロータ
16 磁石
32 ステータ
40 ケース
58 冷却油(冷媒)
60 回転シャフト
78 ロータコア
80 遊星歯車機構(歯車機構)
104 温度検出部
121 磁石温度算出部
411 締結部材
Tc 温度
Tm 推定温度
10
60 Rotating
104
Claims (7)
前記回転シャフトと一体に回転する略円環形状のロータ、及び該ロータの外周面から径方向に所定の間隔を隔てて配置されたステータを有する回転電機と、
前記回転シャフトに組付けられ、前記ロータの径方向内側に配置される歯車機構と、を備え、
前記ロータは、略円環形状のロータコアと、該ロータコアに組付けられた磁石と、を有し、
前記歯車機構は、軸方向において少なくとも一部が前記ロータとオーバーラップするように配置され、
前記ロータは、前記歯車機構から供給される冷媒によって冷却される、回転電機ユニットであって、
前記歯車機構から径方向外側に移動する前記冷媒の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部によって検出された前記温度に基づいて前記磁石の推定温度を算出する磁石温度算出部と、を備える、回転電機ユニット。 Rotating shaft and
A rotary electric machine having a substantially ring-shaped rotor that rotates integrally with the rotary shaft, and a stator arranged at predetermined intervals in the radial direction from the outer peripheral surface of the rotor.
A gear mechanism assembled on the rotating shaft and arranged radially inside the rotor.
The rotor has a substantially annular rotor core and a magnet attached to the rotor core.
The gear mechanism is arranged so that at least a part of it overlaps with the rotor in the axial direction.
The rotor is a rotary electric machine unit cooled by a refrigerant supplied from the gear mechanism.
A temperature detection unit that detects the temperature of the refrigerant moving radially outward from the gear mechanism, and
A rotary electric machine unit including a magnet temperature calculation unit that calculates an estimated temperature of the magnet based on the temperature detected by the temperature detection unit.
前記温度検出部は、軸方向において少なくとも一部が前記歯車機構と前記ロータとがオーバーラップする領域に配置され、径方向において前記歯車機構と前記ロータとの間に配置される、回転電機ユニット。 The rotary electric machine unit according to claim 1.
The temperature detection unit is a rotary electric machine unit in which at least a part thereof is arranged in a region where the gear mechanism and the rotor overlap in the axial direction and is arranged between the gear mechanism and the rotor in the radial direction.
前記回転電機及び前記歯車機構は、ケースに収容されており、
前記温度検出部は、前記ケースに締結された締結部材に固定されている、回転電機ユニット。 The rotary electric machine unit according to claim 1 or 2.
The rotary electric machine and the gear mechanism are housed in a case.
The temperature detection unit is a rotary electric machine unit fixed to a fastening member fastened to the case.
前記磁石温度算出部は、前記温度検出部によって検出された前記温度のみに基づいて前記磁石の前記推定温度を算出する、回転電機ユニット。 The rotary electric machine unit according to any one of claims 1 to 3.
The magnet temperature calculation unit is a rotary electric machine unit that calculates the estimated temperature of the magnet based only on the temperature detected by the temperature detection unit.
前記回転シャフトと一体に回転する略円環形状のロータ、及び該ロータの外周面と所定の間隔を隔てて配置されたステータを有する回転電機と、
前記回転シャフトに組付けられ、前記ロータの径方向内側に配置される歯車機構と、を備え、
前記ロータは、略円環形状のロータコアと、該ロータコアに組付けられた磁石と、を有し、
前記ロータは、前記歯車機構から供給される冷媒によって冷却される、回転電機ユニットにおいて、前記磁石の温度を推定する磁石温度推定方法であって、
前記歯車機構から径方向外側に移動する前記冷媒の温度を検出する冷媒温度検出工程と、
前記冷媒温度検出工程で検出された前記温度に基づいて、前記磁石の推定温度を算出する磁石温度算出工程と、を含む、磁石温度推定方法。 Rotating shaft and
A rotor having a substantially annular shape that rotates integrally with the rotary shaft, and a rotary electric machine having a stator arranged at a predetermined distance from the outer peripheral surface of the rotor.
A gear mechanism assembled on the rotating shaft and arranged radially inside the rotor.
The rotor has a substantially annular rotor core and a magnet attached to the rotor core.
The rotor is a magnet temperature estimation method for estimating the temperature of the magnet in a rotary electric machine unit, which is cooled by a refrigerant supplied from the gear mechanism.
A refrigerant temperature detection step of detecting the temperature of the refrigerant moving radially outward from the gear mechanism, and
A magnet temperature estimation method including a magnet temperature calculation step of calculating an estimated temperature of the magnet based on the temperature detected in the refrigerant temperature detecting step.
前記歯車機構は、軸方向において少なくとも一部が前記ロータとオーバーラップするように配置され、
前記冷媒温度検出工程では、軸方向において前記歯車機構と前記ロータとがオーバーラップする領域で、径方向において前記歯車機構から前記ロータへと移動する前記冷媒の温度を検出する、磁石温度推定方法。 The magnet temperature estimation method according to claim 5.
The gear mechanism is arranged so that at least a part of it overlaps with the rotor in the axial direction.
In the refrigerant temperature detection step, a magnet temperature estimation method for detecting the temperature of the refrigerant moving from the gear mechanism to the rotor in the radial direction in a region where the gear mechanism and the rotor overlap in the axial direction.
前記磁石温度算出工程では、前記冷媒温度検出工程で検出された前記温度のみに基づいて、前記磁石の前記推定温度を算出する、磁石温度推定方法。 The magnet temperature estimation method according to claim 5 or 6.
In the magnet temperature calculation step, a magnet temperature estimation method for calculating the estimated temperature of the magnet based only on the temperature detected in the refrigerant temperature detection step.
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