JP5635581B2 - 回転電機の磁石温度推定装置及び磁石温度推定方法 - Google Patents

Description

この発明は、回転電機の回転体に備わる磁石の温度（以下、磁石温度ともいう。）を推定するための磁石温度推定装置及び磁石温度推定方法に関する。

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、ロータ及びステータの温度が限界温度を超えると、磁石の減磁が発生する。従って、ロータ及びステータ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。そのためには、ロータ及びステータの温度を直接検出できるようにすることが望ましい。

ステータは、ケースに固定されているため、温度検出が容易である。一方、ロータは、回転体であるので、その温度を検出するためには、ロータに温度センサを取り付けると共に、該ロータのシャフトにスリップリング又はロータリコネクタを設け、スリップリング又はロータリコネクタを介して、温度センサの検出信号を取り出す必要がある。この結果、回転電機の構造が複雑になると共に、コストがかかる。

そこで、特許文献１には、ロータの回転数、ステータコイルの温度、及び、ロータを冷却する冷却油の温度をそれぞれ検出し、モータの動作点（トルク指令値、ロータの回転数）、検出した各温度、及び、ステータコイルとロータに備わる磁石との間の熱モデルに基づいて、当該磁石の温度（磁石温度）を推定することが開示されている。

特許第４５７２９０７号公報

ところで、ハイブリッド車両や電動車両に上述した回転電機を搭載する場合には、トランスミッションと回転電機のロータとを連結すると共に、トランスミッションの潤滑油をロータの冷媒として使用することが望ましい。この場合、トランスミッションを構成するギヤ等の回転によって潤滑油が飛散すると、飛散した潤滑油が回転電機のロータに付着することで該ロータが受熱し、磁石を含めたロータの温度が変化（上昇又は下降）する可能性がある。

例えば、トランスミッション内部の損失（ギヤの噛み合い損失、接触面での摩擦によるフリクション損失）が熱に変換され、トランスミッションに付着した潤滑油に熱が伝わった状態で、該潤滑油が飛散してロータに付着した場合、付着した潤滑油からロータを介して磁石に熱が伝わり、磁石温度が上昇する。

しかしながら、特許文献１の技術では、モータの動作点、ステータコイルの温度、冷却油の温度、及び、ステータコイルと磁石との間の熱モデルに基づいて、磁石温度を推定しており、トランスミッションから飛散してロータに付着する潤滑油の影響については、何ら考慮されていない。従って、特許文献１の技術により磁石温度を推定した場合、推定した磁石温度と、実際の磁石温度との乖離が大きくなり、磁石温度の推定精度が悪化するおそれがある。

この発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、回転電機の回転体に備わる磁石の磁石温度を精度よく推定することができる磁石温度推定装置及び磁石温度推定方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、この発明では、回転電機の近傍に動力伝達機構が配置され、前記動力伝達機構の潤滑を行う流体により回転電機が冷却される場合に、（磁石温度推定装置の磁石温度推定部は、）少なくとも前記動力伝達機構に関連するパラメータを用いて磁石温度を推定する。

前述のように、ハイブリッド車両や電動車両に前記回転電機を搭載する場合、トランスミッションのような動力伝達機構から前記流体が飛散して前記回転体に付着することにより、前記磁石温度を含めた前記回転体の温度が変化（上昇又は下降）する。そこで、この発明では、飛散して前記回転体に付着する前記流体の熱量を考慮した前記動力伝達機構に関連するパラメータを用いて前記磁石温度を推定する。これにより、推定した前記磁石温度と、実際の磁石温度との乖離が抑制され、当該磁石温度を精度よく推定することができる。

このように、前記磁石温度の推定精度が向上することにより、前記磁石の耐熱性（減磁耐力）を下げて、当該磁石の保磁力を低下させることが可能となる。これにより、前記磁石に占めるジスプロシウム（Ｄｙ）の含有量を削減することができ、この結果、様々な仕様に対応し、且つ、より安価な磁石を備えた回転電機を製造することが可能となる。

また、前記磁石温度が限界温度（上限温度）に近づく毎に回転電機のパワーセーブを行う必要がある制御システムにおいては、前記磁石温度の推定精度が向上することで、パワーセーブの不用意な実行が抑制され、該パワーセーブの頻度を少なくすることが可能となる。これにより、高負荷時の車両の燃費や、当該車両の運転性能（ドライバビリティ）及び商品価値を向上させることができる。

ここで、上述した動力伝達機構に関連するパラメータの詳細と、当該パラメータを用いた磁石温度の推定に関する具体的構成とについて、以下に説明する。

［１］ 前記動力伝達機構に関連するパラメータは、前記動力伝達機構の損失を含む。この場合、前記磁石温度推定装置の損失量算出部は、前記動力伝達機構の損失量を算出する。すなわち、前記動力伝達機構での損失が熱に変換され、前記動力伝達機構の潤滑を行う前記流体に前記熱が伝わった状態で、当該流体が飛散して前記回転体に付着すれば、付着した前記流体から前記回転体に前記熱が伝わるので、前記磁石温度を含めた前記回転体の温度が変化する。従って、飛散して前記回転体に付着した前記流体の熱量に関連する前記動力伝達機構の損失量を考慮して、前記磁石温度を推定することにより、当該磁石温度の推定精度を向上させることができる。

［２］ 前記動力伝達機構を構成するギヤの噛み合い損失が前記動力伝達機構の損失に含まれる場合、前記損失量算出部は、前記ギヤの噛み合い損失量を算出する。すなわち、前記ギヤの噛み合い損失が熱に変換され、当該熱が前記流体に伝わった後に、前記ギヤの回転により前記流体が飛散した場合、飛散した前記流体が前記回転体に付着すれば、付着した前記流体から前記回転体に前記熱が伝わるので、前記磁石温度を含めた前記回転体の温度が変化する。従って、飛散して前記回転体に付着した前記流体の熱量に関連する前記ギヤの噛み合い損失量を考慮して、前記磁石温度を推定することにより、推定した前記磁石温度と、実際の磁石温度との乖離をさらに抑制することができる。

［３］ 前記動力伝達機構に関連するパラメータは、前記動力伝達機構に作用するトルクを含む。この場合、前記損失量算出部は、前記トルクに基づいて、前記噛み合い損失量を算出する。すなわち、前記トルクの作用で前記ギヤが回転するため、前記トルクに基づき前記噛み合い損失量を算出することにより、前記回転体に付着した前記流体の熱量に関連する前記噛み合い損失量を精度よく算出することができる。

［４］ 前記動力伝達機構が前記回転体に連結される場合に、前記損失量算出部は、前記回転電機を流れる電流の値に基づいて、前記トルクを算出してもよい。

すなわち、前記回転電機がモータとして動作する場合には、外部から前記モータに供給される電流に起因して該モータの回転体が回転するので、該回転体に連結される前記動力伝達機構の回転軸も回転する。一方、前記回転電機がジェネレータとして動作する場合には、前記回転軸の回転による前記回転体の回転によって前記回転電機に電流が発生し、外部に出力される。そこで、前記損失量算出部が前記電流に基づき前記トルクを算出することで、前記噛み合い損失量を容易に且つ精度よく算出することができる。

［５］ 前記動力伝達機構の損失は、該動力伝達機構の内部で発生する摩擦に起因したフリクション損失を含む。この場合、前記損失量算出部は、前記動力伝達機構でのフリクション損失量を算出する。すなわち、前記フリクション損失が熱に変換され、当該熱が前記流体に伝わった後に、前記流体が飛散すると、飛散した前記流体が前記回転体に付着し、付着した前記流体から前記回転体に前記熱が伝わり、前記磁石温度を含めた前記回転体の温度が変化する。従って、飛散して前記回転体に付着した前記流体の熱量に関連する前記フリクション損失量を考慮して、前記磁石温度を推定することにより、推定した前記磁石温度と、実際の磁石温度との乖離を一層抑制することができる。

［６］ 上記［５］の場合において、前記損失量算出部は、前記ギヤの回転数に基づいて前記フリクション損失量を算出してもよい。すなわち、前記ギヤの回転によって、該ギヤの周辺を含めた前記動力伝達機構の各部で前記フリクション損失が発生する。この場合、前記ギヤの回転数が上昇すると前記フリクション損失量も大きくなり、前記流体に伝わる熱量も増大する。そこで、前記損失量算出部は、前記流体の熱量に関連する前記ギヤの回転数を考慮することで、前記フリクション損失量を容易に且つ精度よく算出することができる。

［７］ 前記動力伝達機構が前記回転体に連結される場合に、前記損失量算出部は、前記ギヤの回転数に応じた前記回転体の回転数に基づいて、前記フリクション損失量を算出してもよい。すなわち、前記回転体の回転によって、該回転体に連結される前記動力伝達機構の回転軸や、該回転軸に連なる前記ギヤも回転する。そこで、前記損失量算出部は、前記ギヤの回転数に応じた前記回転体の回転数を用いることで、前記フリクション損失量を容易に且つ精度よく算出することができる。

［８］ 前記動力伝達機構に関連するパラメータは、前記動力伝達機構から前記回転体に飛散する前記流体の飛散量も含む。この場合、前記磁石温度推定装置の抜熱量算出部は、前記飛散量及び前記動力伝達機構の損失量に基づいて、前記流体の前記回転体への付着による前記磁石での抜熱量を算出し、前記磁石温度推定部は、算出された前記抜熱量に基づいて、前記磁石温度を推定する。前記抜熱量を考慮することで、推定した前記磁石温度と、実際の磁石温度との乖離を一層抑制することができる。

［９］ 上記［８］の場合において、前記抜熱量算出部は、前記ギヤの回転数に基づいて、前記飛散量を算出してもよい。前述のように、前記ギヤの回転によって前記流体が飛散するため、前記ギヤの回転数を考慮することで、前記飛散量を容易に且つ精度よく算出することができる。

［１０］ 前記動力伝達機構が前記回転体に連結される場合に、前記抜熱量算出部は、前記ギヤの回転数に応じた前記回転体の回転数に基づいて、前記飛散量を算出してもよい。すなわち、前記回転体の回転によって、該回転体に連結される前記動力伝達機構の回転軸や、該回転軸に連なる前記ギヤも回転する。そこで、前記損失量算出部は、前記ギヤの回転数に応じた前記回転体の回転数を用いることで、前記飛散量を容易に且つ精度よく算出することができる。

なお、インナロータ型の前記回転体を有する回転電機において、前記動力伝達機構が前記インナロータの内周側に配置されていれば、前記動力伝達機構から飛散する前記流体による前記磁石温度を含めた前記回転体の温度の変化が顕著となる。このような構造であっても、この発明を適用することで、上述した各効果が容易に得られる。

この発明によれば、動力伝達機構から飛散して回転体に付着する流体の熱量を考慮した該動力伝達機構に関連するパラメータを用いて磁石温度を推定するので、推定した前記磁石温度と、実際の磁石温度との乖離が抑制され、当該磁石温度を精度よく推定することができる。

回転電機が搭載された車両の冷却系の部分断面図である。 図１の回転電機における冷却油の流れを示す部分断面図である。 図１の冷却系の一部として機能するサイドカバーの斜視図である。 図１及び図２のロータ内周側に配置された遊星歯車を拡大して図示した部分断面図である。 この発明の一実施形態に係る磁石温度推定装置のブロック図である。 遊星歯車、磁石、コイル及び冷却油の間での熱モデルを模式的に図示した説明図である。 特許文献１の技術での磁石温度の推定と、この実施形態での磁石温度の推定との違いを示した説明図である。 この実施形態による磁石温度の推定処理を示すフローチャートである。 図８の抜熱量の算出処理の詳細を示すフローチャートである。 損失量マップの説明図である。 流量マップの説明図である。 フリクション損失量マップの説明図である。 噛み合い損失量マップの説明図である。

この発明に係る磁石温度推定装置について、磁石温度推定方法との関連で、好適な実施形態を、図１〜図１３を参照しながら、以下詳細に説明する。

［回転電機を搭載した車両の概略構成］
この実施形態に係る磁石温度推定装置１０（図５参照）は、回転電機１２のロータ１４に備わる磁石１６の温度Ｔ_ＭＡＧ（以下、磁石温度Ｔ_ＭＡＧともいう。）を推定するための装置である。推定対象となる磁石１６を具備する回転電機１２は、例えば、ハイブリッド車両や電動車両等の車両１８に搭載される。

図５は、一例として、車両１８がハイブリッド車両である場合について図示している。車両１８には、エンジン２０及びトランスミッション２２が搭載され、エンジン２０とトランスミッション２２との間にはクラッチ２４が設けられている。動力伝達機構としてのトランスミッション２２は、オートマチックトランスミッションであり、駆動源としてのエンジン２０又は回転電機１２から伝達される駆動力を駆動輪２６に伝えて駆動させる。

また、この実施形態では、図１及び図２に示すように、トランスミッション２２の一部が、回転電機１２を構成するロータ１４の内周側に入り込むように配置されている。

回転電機１２は、例えば、３相交流ブラシレス式のモータであり、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。

この実施形態において、以下の説明では、ロータ１４に永久磁石（磁石１６）が埋め込まれた磁石埋込型のロータを備えた回転電機１２、すなわち、ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ｍｏｔｏｒ）方式の回転電機について、その磁石１６の磁石温度Ｔ_ＭＡＧを推定する場合について説明する。なお、この実施形態は、ロータ１４の表面に磁石１６を配置したＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ｍｏｔｏｒ）方式の回転電機の磁石温度Ｔ_ＭＡＧの推定に対しても適用可能である。

ここで、磁石温度推定装置１０の説明に先立ち、車両１８に搭載された回転電機１２について、図１〜図４を参照しながら説明する。

回転電機１２は、インナロータ型の回転体としてのロータ１４と、ステータ３２と、レゾルバロータ３４及びレゾルバステータ３６を備えるレゾルバ（回転数センサ）３８と、ハウジング４０と、サイドカバー４２とを有する。

サイドカバー４２は、図１〜図３に示すように、ハウジング４０に収納された回転電機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。

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、電動式又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２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。

第１〜第３吐出孔４８〜５２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に対して噴射又は放出する。具体的に、第１吐出孔４８は、主として、ロータ１４の回転軸６０に向けて冷却油５８を噴射又は放出し、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を噴射又は放出し、第３吐出孔５２は、主として、ステータ３２に向けて冷却油５８を噴射又は放出する。

前述のように、トランスミッション２２の一部は、ロータ１４の内周側に入り込むように配設されている。また、この実施形態では、トランスミッション２２のシャフト６４の回転電機１２側の部分を、ロータ１４の回転軸６０として利用している。すなわち、この実施形態において、磁石１６を備えたロータ１４と、トランスミッション２２のシャフト６４とは一体的に連結されている。

回転軸６０（シャフト６４）は、筒状の部材であり、その中空部分は、Ｘ１及びＸ２の軸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、且つ、第１吐出孔４８から噴射又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、回転軸６０の外周には、該回転軸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。

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を介して回転軸６０から放出される。放出された冷却油５８は、ロータ１４の内部又はトランスミッション２２の一部（例えば、後述する遊星歯車機構８０）に供給される。

回転軸６０には、有底筒状の筒状部材６２が回転軸６０と略同軸に取り付けられている。筒状部材６２は、サイドカバー４２側で回転軸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Ｘ２に延在する側部７４とを備える。従って、側部７４の内側の空間は、開口部７６として形成されている。開口部７６には、トランスミッション２２を構成する遊星歯車機構８０が配置され、一方で、側部７４の外周には、ロータヨーク７８及び磁石１６が配置されている。

底部７２は、基部８２、第１突出壁部８４及び第２突出壁部８６から構成される。基部８２は、径方向（図１及び図２ではＺ１及びＺ２の方向）に沿って延在し、Ｘ１及びＸ２の軸方向に貫通する複数の貫通孔８８が形成されている。この場合、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。

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、又は、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。

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Ｘ２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。

前述のように、開口部７６には、遊星歯車機構８０が配置されている。従って、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。

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、ロータヨーク７８を冷却する。ロータヨーク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及びロータヨーク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、ロータヨーク７８、側部７４及び冷却油５８の経路で放熱される。

ステータ３２は、ロータ１４に対して径方向（図１及び図２のＺ１及びＺ２方向）に所定のエアギャップだけ離間して配置された円環状の部材であり、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。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。

そして、この実施形態において、ロータ１４及びステータ３２を冷却した冷却油５８や、トランスミッション２２（の遊星歯車機構８０）を潤滑し且つ冷却した冷却油５８は、重力によって、ハウジング４０の底部であるオイルパン（ドレイン部）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。

前述のように、ポンプ５６は、回転電機１２及びトランスミッション２２の動作によりロータ１４が回転したときに、図２に示す冷却系で冷却油５８を循環させて、サイドカバー４２に供給するため、ポンプ５６の回転数は、ロータ１４の回転数Ｎ_ＭＯＴ（に同期した所定の回転数）であることが望ましい。ストレーナ１００の近傍には、オイルパン９８に貯留された冷却油５８の温度Ｔ_ＩＮ（以下、センシング温度Ｔ_ＩＮともいう。）を検出する温度センサ１０４が配設されている。なお、オイルパン９８に貯留された冷却油５８は、ポンプ５６の駆動によって循環され、サイドカバー４２に供給されるので、センシング温度Ｔ_ＩＮは、ロータ１４及びトランスミッション２２に供給される直前の冷却油５８の温度を示している。

ロータ１４の第１突出壁部８４には、レゾルバロータ３４が固定され、その径方向外側には、レゾルバステータ３６がステータ３２に固定されている。レゾルバステータ３６は、レゾルバロータ３４の回転角度、すなわち、ロータ１４の回転角度を検出する。なお、レゾルバステータ３６が検出した回転角度を用いて、ロータ１４（の回転軸６０）の回転数Ｎ_ＭＯＴを算出することも可能である。

遊星歯車機構８０は、図１、図２及び図４に示すように、回転軸６０に略同軸に固定されたサンギヤ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。

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Ｘ１及びＸ２方向の両端と、プラネタリキャリヤ１１４との間には、Ｘ１及びＸ２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。

従って、回転軸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。従って、前述した回転軸６０の回転数Ｎ_ＭＯＴは、サンギヤ１０６の回転数であると共に、各プラネタリギヤ１０８及びリングギヤ１１０に対応する回転数でもある。

また、前述のように、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によって潤滑され且つ冷却される。

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（図２のＺ１及びＺ２方向）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。

［この実施形態が解決しようとする課題］
前述のように、リングギヤ１１０の回転によって冷却油５８が径方向に飛散すると、飛散した冷却油５８がロータ１４に付着することで該ロータ１４が受熱し、磁石１６を含めたロータ１４の温度Ｔ_ＲＯＴ（以下、ロータ温度Ｔ_ＲＯＴともいう。）が変化（上昇又は下降）する場合がある。

具体的に、回転軸６０の回転によって遊星歯車機構８０が動作すると、サンギヤ１０６と各プラネタリギヤ１０８との間、及び、各プラネタリギヤ１０８とリングギヤ１１０との間には、噛み合っている歯面での滑り損失（噛み合い損失）が発生する。後述するように、噛み合い損失量Ｗ_Ｒは、各ギヤ（サンギヤ１０６、各プラネタリギヤ１０８及びリングギヤ１１０）を回転させるために回転軸６０に作用するトルクＴ_ｑＭＯＴに比例する（図１３参照）。

また、回転軸６０の回転によって遊星歯車機構８０が動作すると、プラネタリギヤ１０８とベアリング１１６との間では、接触面での転がり損失が発生する。さらに、回転軸６０の回転によって遊星歯車機構８０が動作すると、プラネタリギヤ１０８及びベアリング１１６とスラストワッシャ１１８との間や、スラストワッシャ１１８とプラネタリキャリヤ１１４との間では、Ｘ１及びＸ２方向に沿った摺動損失が発生する。転がり損失及び摺動損失は、接触面での摩擦に起因したフリクション損失であり、そのフリクション損失量Ｗ_Ｆ（に含まれる転がり損失及び摺動損失）は、各ギヤを回転させる回転軸６０の回転数Ｎ_ＭＯＴのべき乗に比例する（図１２参照）。

これらの損失量Ｗ_Ｆ、Ｗ_Ｒは、熱に変換され、変換された熱が遊星歯車機構８０に付着した冷却油５８に伝わると、当該冷却油５８の温度が上昇する。従って、リングギヤ１１０が回転し、温度が上昇した冷却油５８が径方向に飛散して、飛散した冷却油５８が筒状部材６２の側部７４に付着すると、冷却油５８の熱をロータ１４が受熱し、側部７４及びロータヨーク７８を介して磁石１６に前記熱が伝わる。この結果、磁石温度Ｔ_ＭＡＧ（ロータ温度Ｔ_ＲＯＴ）が上昇して、磁石１６が減磁するおそれがある。

磁石温度Ｔ_ＭＡＧの推定については、従来技術として、特許文献１の技術が開示されているが、この技術は、「発明が解決しようとする課題」の項目でも説明したように、トランスミッション２２（の遊星歯車機構８０）から飛散してロータ１４に付着する冷却油５８の影響について、何ら考慮していないため、特許文献１の技術を用いて磁石温度Ｔ_ＭＡＧを推定しても、推定した磁石温度Ｔ_ＭＡＧと、実際の磁石温度Ｔ_ＭＡＧとの乖離が大きくなり、磁石温度Ｔ_ＭＡＧの推定精度が悪化するおそれがある。

［この実施形態に係る磁石温度推定装置の構成］
そこで、この実施形態に係る磁石温度推定装置１０は、図５に示すように、遊星歯車機構８０から飛散した冷却油５８の影響を考慮した磁石温度Ｔ_ＭＡＧの推定処理を、車両１８全体を制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１２０で行う。

具体的に、回転電機１２には、コイル９６に発生する電圧Ｖ_ＭＯＴを検出する電圧センサ１２２と、コイル９６に流れる電流Ｉ_ＭＯＴを検出する電流センサ１２４とが設けられている。また、トランスミッション２２には、ロータ１４及び回転軸６０の回転角度（に応じた回転数Ｎ_ＭＯＴ）を検出する回転数センサとしてのレゾルバ３８と、センシング温度Ｔ_ＩＮを検出する温度センサ１０４と、ロータ１４及び回転軸６０（に連結されたサンギヤ１０６）に作用するトルクＴ_ｑＭＯＴを検出するトルクセンサ１２６とが設けられている。

なお、電流Ｉ_ＭＯＴ及び回転角度からトルクＴ_ｑＭＯＴを算出することが可能であるため、トルクセンサ１２６を省略することは可能である。これらのセンサは、上記の物理量を逐次検出し、検出した物理量を示す信号（アナログ信号）をＥＣＵ１２０に逐次出力する。

ＥＣＵ１２０は、損失量算出部１２８、抜熱量算出部１３０、磁石温度算出部（磁石温度推定部）１３２、モータ制御部１３４及びメモリ１３６を有する。そして、ＥＣＵ１２０の内部では、少なくとも、トランスミッション２２を構成する遊星歯車機構８０に関連する各種のパラメータ、具体的には、トルクＴ_ｑＭＯＴ、損失量Ｗ_Ｆ、Ｗ_Ｒ（を含むトランスミッション２２の損失量Ｗ_Ｔ）、回転数Ｎ_ＭＯＴ、並びに、冷却油５８の流量ｑ及びセンシング温度Ｔ_ＩＮを用いて、磁石温度Ｔ_ＭＡＧの推定を行う。

メモリ１３６には、回転数Ｎ_ＭＯＴとトルクＴ_ｑＭＯＴと回転電機１２の損失量Ｗ_ＭＯＴとの関係を示す損失量マップ（図１０参照）、回転数Ｎ_ＭＯＴと流量ｑとの関係を示す流量マップ（図１１参照）、回転数Ｎ_ＭＯＴとフリクション損失量Ｗ_Ｆとの関係を示すフリクション損失量マップ（図１２参照）、及び、トルクＴ_ｑＭＯＴと噛み合い損失量Ｗ_Ｒとの関係を示す噛み合い損失量マップ（図１３参照）、が格納されている。

そこで、損失量算出部１２８は、メモリ１３６から図１０の損失量マップを読み出し、読み出した損失量マップを参照して、レゾルバ３８で検出された回転角度に基づく回転数Ｎ_ＭＯＴと、トルクＴ_ｑＭＯＴとに対応する損失量Ｗ_ＭＯＴを特定する。

なお、図１０に示す損失量マップは、予めトルクＴ_ｑＭＯＴ及び回転数Ｎ_ＭＯＴを測定して得た結果を示すものであり、同じ量の損失量Ｗ_ＭＯＴを実線で繋げて表示した等高線状のマップである。また、損失量Ｗ_ＭＯＴは、磁石１６に発生する渦電流損及びロータヨーク７８の鉄損からなるロータ１４の損失量と、コイル９６の銅損及びステータコア９２の鉄損からなるステータ３２の損失量を含む。すなわち、回転電機１２の上記の構成要素は、該回転電機１２の熱源であり、これらの構成要素での損失が熱に変換されることで、回転電機１２全体の温度が上昇する。ロータ１４とステータ３２とは、エアギャップを介して離間し、ステータ３２からロータ１４に熱は伝わりにくいため、磁石１６の渦電流損及びロータヨーク７８の鉄損からなるロータ１４の損失量が磁石温度Ｔ_ＭＡＧを上昇させる原因となる。

また、図１１に示す流量マップは、予め回転数Ｎ_ＭＯＴ及び流量ｑを測定して得た結果を示すものである。ポンプ５６は、回転数Ｎ_ＭＯＴ（に同期した回転数）で駆動して、冷却油５８をサイドカバー４２に供給するので、流量ｑは、回転電機１２の冷却、並びに、トランスミッション２２の潤滑及び冷却に用いるために、ポンプ５６からサイドカバー４２に供給される冷却油５８の流量とみなすことができる。また、リングギヤ１１０の回転によって遊星歯車機構８０から飛散して筒状部材６２の側部７４に付着する冷却油５８も、ポンプ５６からサイドカバー４２に供給される冷却油５８の一部に含まれるため、流量ｑは、飛散した冷却油５８の量（飛散量）も含んでいる。

さらに、図１２に示すフリクション損失量マップは、予め回転数Ｎ_ＭＯＴと転がり損失（図１２に示す実線）及び摺動損失（図１２に示す破線）とを測定して得た結果を示すものであり、転がり損失と摺動損失とを加算したものがフリクション損失量Ｗ_Ｆとなる。さらにまた、図１３に示す噛み合い損失量マップは、予めトルクＴ_ｑＭＯＴ及び噛み合い損失量Ｗ_Ｒを測定して得た結果を示すものである。

図５に戻って、抜熱量算出部１３０は、メモリ１３６から流量マップを読み出し、読み出した流量マップを参照して、算出された回転数Ｎ_ＭＯＴに該当する流量ｑを特定する。

また、抜熱量算出部１３０は、メモリ１３６からフリクション損失量マップ及び噛み合い損失量マップを読み出し、読み出したフリクション損失量マップを参照して、算出された回転数Ｎ_ＭＯＴに該当するフリクション損失量Ｗ_Ｆを特定する一方で、読み出した噛み合い損失量マップを参照して、トルクＴ_ｑＭＯＴに該当する噛み合い損失量Ｗ_Ｒを特定する。

なお、前述のように、図１２に示すフリクション損失量マップは、転がり損失及び摺動損失が示されているため、抜熱量算出部１３０は、回転数Ｎ_ＭＯＴに該当する転がり損失及び摺動損失を特定し、特定した転がり損失と摺動損失とを加算してフリクション損失量Ｗ_Ｆを算出する。また、この実施形態において、トルクＴ_ｑＭＯＴは、トルクセンサ１２６で検出する場合と、電流Ｉ_ＭＯＴ及び回転角度から算出する場合とがあるが、抜熱量算出部１３０は、いずれか一方の方法で取得したトルクＴ_ｑＭＯＴを用いて、噛み合い損失量Ｗ_Ｒを特定すればよい。

そして、抜熱量算出部１３０は、算出したフリクション損失量Ｗ_Ｆ及び噛み合い損失量Ｗ_Ｒを加算してトランスミッション２２の損失量Ｗ_Ｔを算出する（Ｗ_Ｆ＋Ｗ_Ｒ＝Ｗ_Ｔ）。すなわち、遊星歯車機構８０から飛散して筒状部材６２の側部７４に付着する冷却油５８がロータ温度Ｔ_ＲＯＴ（磁石温度Ｔ_ＭＡＧ）を上昇させ、磁石１６の抜熱に影響を与えるため、抜熱量算出部１３０は、（Ｗ_Ｆ＋Ｗ_Ｒ）の損失量がロータ１４の抜熱に影響を及ぼすトランスミッション２２の損失量とみなし、（Ｗ_Ｆ＋Ｗ_Ｒ）を損失量Ｗ_Ｔとして算出する。

さらに、抜熱量算出部１３０は、流量ｑの関数であるロータ１４と冷却油５８との間の熱伝達率ｈ（ｑ）、ロータ１４に付着した冷却油５８の面積である濡れ面積Ａ、ロータ温度Ｔ_ＲＯＴ、ロータ１４から冷却油５８への抜熱が行われる直前の当該冷却油５８の温度Ｔ_ＯＩＬ（以下、冷媒温度Ｔ_ＯＩＬともいう。）を用いた下記（１）式によって、ロータ１４に付着した冷却油５８による回転電機１２（を構成するロータ１４の磁石１６）から該冷却油５８への抜熱量Ｑ_ＭＯＴを算出する。
Ｑ_ＭＯＴ＝ｈ（ｑ）×Ａ×（Ｔ_ＲＯＴ−Ｔ_ＯＩＬ）（１）

なお、冷媒温度Ｔ_ＯＩＬは、サイドカバー４２からトランスミッション２２に供給され、遊星歯車機構８０を含む当該トランスミッション２２からロータ１４に飛散する冷却油５８の温度、すなわち、ロータ１４から抜熱する直前の冷却油５８の温度である。そのため、冷媒温度Ｔ_ＯＩＬは、下記（２）式に示すように、センシング温度Ｔ_ＩＮに対して、トランスミッション２２の損失量Ｗ_Ｔに起因した温度上昇ΔＴ_ＯＩＬが加味された温度となる。
Ｔ_ＯＩＬ＝Ｔ_ＩＮ＋ΔＴ_ＯＩＬ（２）

また、温度上昇ΔＴ_ＯＩＬは、損失量Ｗ_Ｔと、冷却油５８の熱容量ｃ×ｑ（ｃ：冷却油５８の比熱）との関係において、下記（３）式で表わされる。
ΔＴ_ＯＩＬ＝Ｗ_Ｔ／（ｃ×ｑ）（３）

従って、抜熱量算出部１３０は、損失量Ｗ_Ｔを考慮した（３）式から温度上昇ΔＴ_ＯＩＬを算出し、算出した温度上昇ΔＴ_ＯＩＬを（２）式に代入して冷媒温度Ｔ_ＯＩＬを算出し、算出した冷媒温度Ｔ_ＯＩＬ等を（１）式に代入することにより、抜熱量Ｑ_ＭＯＴを算出することができる。

なお、前述した（１）式中、（Ｔ_ＲＯＴ−Ｔ_ＯＩＬ）は、ロータ１４と抜熱直前の冷却油５８との温度差を示している。この場合、ロータ温度Ｔ_ＲＯＴは、ロータ１４の発熱量及び熱容量を用いて算出されるか、あるいは、後述する推定された磁石温度Ｔ_ＭＡＧ（例えば、前回推定した磁石温度Ｔ_ＭＡＧ）と（１）式及び（４）式とを用いて算出される。

このように、抜熱量Ｑ_ＭＯＴは、主として、貫通孔８８及び各第２軸流路７０から放出され、側部７４に付着した冷却油５８（図２の実線に示す経路で付着する冷却油５８）によって、磁石１６から放熱された熱量である。但し、遊星歯車機構８０から飛散して側部７４に付着した冷却油５８（図２及び図４の破線に示す経路で付着する冷却油５８）によって、当該冷却油５８からロータ１４に熱が伝わるため、抜熱量算出部１３０は、上記の（１）式〜（３）式に示すように、飛散した冷却油５８の影響を考慮して抜熱量Ｑ_ＭＯＴを算出する。なお、損失量Ｗ_Ｔに起因して温度上昇ΔＴ_ＯＩＬが大きくなるため、冷媒温度Ｔ_ＯＩＬが上昇すれば、（１）式にも示すように、ロータ１４からの抜熱量Ｑ_ＭＯＴが減少する。

磁石温度算出部１３２は、下記（４）式を用いて、磁石温度Ｔ_ＭＡＧの変化（温度変化）ΔＴ_ＭＡＧを算出する。なお、（４）式において、Ｃは、ロータ１４（の磁石１６）の熱容量である。
ΔＴ_ＭＡＧ＝（Ｗ_ＭＯＴ−Ｑ_ＭＯＴ）／Ｃ（４）

従って、回転電機１２の動作前の磁石温度Ｔ_ＭＡＧが予め分かっているか、又は、前回の推定処理によって推定された磁石温度Ｔ_ＭＡＧがメモリ１３６に記憶されていれば、動作前の磁石温度Ｔ_ＭＡＧ、又は、前回推定した磁石温度Ｔ_ＭＡＧに、（４）式の温度変化ΔＴ_ＭＡＧを加算することで、現在の磁石温度Ｔ_ＭＡＧを容易に算出することができる（回転電機１２の動作前又は前回の磁石温度Ｔ_ＭＡＧ＋ΔＴ_ＭＡＧ→現在の磁石温度Ｔ_ＭＡＧ）。

モータ制御部１３４は、磁石温度算出部１３２で算出された磁石温度Ｔ_ＭＡＧの推定結果に基づく制御信号をＰＤＵ３０に供給することにより、回転電機１２を制御する。なお、制御信号は、例えば、目標トルク（トルク指令値）、ロータ１４の回転数Ｎ_ＭＯＴ、及び、コイル９６に流す電流Ｉ_ＭＯＴを含めたモータ（回転電機１２）の動作点に応じた信号である。

［この実施形態の動作］
この実施形態に係る磁石温度推定装置１０は、以上のように構成されるものであり、次に、磁石温度推定装置１０の動作（磁石温度推定方法）について説明する。

図６は、遊星歯車機構８０、磁石１６、コイル９６及び冷却油５８の間での熱モデルを模式的に図示したものである。

前述のように、ロータ１４を冷却油５８で冷却することにより、磁石１６の熱は、ロータヨーク７８及び筒状部材６２の側部７４を介して冷却油５８に放熱される。また、ステータ３２を冷却油５８で冷却することにより、コイル９６の熱は、冷却油５８に放熱される。従って、熱回路で表現すると、磁石１６と冷却油５８との間に熱抵抗１３８が存在すると共に、コイル９６と冷却油５８との間に熱抵抗１４０が存在することになる。なお、ロータ１４とステータ３２とは、エアギャップを介して離間しているため、熱が伝わりにくい状態にあり、従って、熱抵抗は存在しないもの（熱的に絶縁されている）と考えることができる。

一方、遊星歯車機構８０を構成するリングギヤ１１０の回転に起因して、遊星歯車機構８０に付着した冷却油５８が遠心力によって飛散し、ロータ１４を構成する筒状部材６２の側部７４に付着する。この場合、飛散した冷却油５８は、遊星歯車機構８０での損失（損失量Ｗ_Ｔ）に起因する熱を受熱しているため、この熱は、側部７４からロータヨーク７８を介して磁石１６に伝わり、磁石温度Ｔ_ＭＡＧを上昇させる。従って、熱回路で表現すると、遊星歯車機構８０と磁石１６との間にも、飛散した冷却油５８に起因した熱抵抗１４２が存在する。

図７は、特許文献１の技術での磁石温度Ｔ_ＭＡＧの推定処理と、この実施形態での磁石温度Ｔ_ＭＡＧの推定処理との違いを示した説明図である。

特許文献１の技術は、「発明が解決しようとする課題」や「この実施形態が解決しようとする課題」の項目でも説明したように、磁石温度Ｔ_ＭＡＧの推定に関して、トランスミッション２２（の遊星歯車機構８０）から飛散してロータ１４に付着する冷却油５８の影響について、何ら考慮していない。すなわち、特許文献１の技術は、図６に示す熱抵抗１４２を何ら想定せずに、磁石温度Ｔ_ＭＡＧの推定処理を行っている。

図７に示すように、磁石１６の渦電流損やロータヨーク７８の鉄損等のロータ１４内部での損失に起因した温度上昇分をΔＴ_ＭＡＧとする。

特許文献１の技術（従来技術）の場合、前述のように、飛散した冷却油５８について何ら考慮していないため、推定した温度は、（Ｔ_ＩＮ＋ΔＴ_ＭＡＧ）となり、実際の磁石温度Ｔ_ＭＡＧとの間で温度上昇ΔＴ_ＯＩＬだけの乖離が発生する。これに対して、この実施形態では、後述するように、温度上昇ΔＴ_ＯＩＬを考慮して推定処理を行うため、実際の磁石温度Ｔ_ＭＡＧとの誤差を小さくして、精度よく推定することができる。なお、Ｔ_ｎは、周囲温度（例えば、常温）を示す。

次に、図７で説明したこの実施形態の推定処理を具体的に実施するための磁石温度推定装置１０の動作について、図８〜図１３を参照しながら説明する。なお、この説明では、必要に応じて、図１〜図７も参照しながら説明する。

ここでは、一例として、バッテリ２８からＰＤＵ３０を介した回転電機１２への電力供給によって、該回転電機１２がモータとして動作した場合について説明する。

回転電機１２のコイル９６に電圧Ｖ_ＭＯＴが印加されて、コイル９６に電流Ｉ_ＭＯＴが流れることに起因してロータ１４が回転する。これにより、ロータ１４に連結された回転軸６０、及び、該回転軸６０に装着されたサンギヤ１０６も回転する。この結果、サンギヤ１０６に噛合する各プラネタリギヤ１０８は、ギヤ軸１１２及びベアリング１１６を中心として回転し、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。

電圧センサ１２２は、電圧Ｖ_ＭＯＴを検出して、その検出信号をＥＣＵ１２０に出力し、電流センサ１２４は、電流Ｉ_ＭＯＴを検出して、その検出信号をＥＣＵ１２０に出力する。また、レゾルバ３８は、ロータ１４（及び回転軸６０）の回転角度を検出し、その検出信号をＥＣＵ１２０に出力する。

温度センサ１０４は、オイルパン９８に貯留された冷却油５８のセンシング温度Ｔ_ＩＮを検出し、その検出信号をＥＣＵ１２０に出力する。トルクセンサ１２６は、回転軸６０に作用するトルクＴ_ｑＭＯＴを検出し、その検出信号をＥＣＵ１２０に出力する。

従って、図８のステップＳ１において、ＥＣＵ１２０は、各センサから検出信号が入力されることにより、電圧Ｖ_ＭＯＴ、電流Ｉ_ＭＯＴ、回転角度、センシング温度Ｔ_ＩＮ及びトルクＴ_ｑＭＯＴを取得することができる。また、ＥＣＵ１２０は、レゾルバ３８からの検出信号の示す回転角度に基づいて、ロータ１４及び回転軸６０の回転数Ｎ_ＭＯＴを算出する。

そして、ＥＣＵ１２０は、算出した回転数Ｎ_ＭＯＴ（に同期した所定の回転数）で、ポンプ５６を駆動させる。これにより、ポンプ５６は、オイルパン９８に貯留する冷却油５８を吸い上げ、サイドカバー４２に供給することができる。

サイドカバー４２に供給された冷却油５８は、第３吐出孔５２から噴射又は放出されることでステータ３２を冷却し、第２吐出孔５０から噴射又は放出されることでロータ１４を冷却すると共に、遊星歯車機構８０を潤滑及び冷却する。また、冷却油５８は、第１吐出孔４８から軸開口部６８を介して第１軸流路６６に噴射又は放出されて、第２軸流路７０から放出されることで、遊星歯車機構８０を含めたトランスミッション２２を潤滑及び冷却することができる。

この場合、遊星歯車機構８０では、サンギヤ１０６と各プラネタリギヤ１０８との間、及び、各プラネタリギヤ１０８とリングギヤ１１０との間で、噛み合い損失量Ｗ_Ｒが発生している。また、プラネタリギヤ１０８とベアリング１１６との間では、転がり損失が発生すると共に、プラネタリギヤ１０８及びベアリング１１６とスラストワッシャ１１８との間や、スラストワッシャ１１８とプラネタリキャリヤ１１４との間では、Ｘ１及びＸ２方向に沿った摺動損失が発生している。転がり損失及び摺動損失は、接触面での摩擦に起因したフリクション損失量Ｗ_Ｆである。

これらの損失量Ｗ_Ｒ、Ｗ_Ｆは熱に変換され、遊星歯車機構８０に付着した冷却油５８に伝わり、該冷却油５８の温度を上昇させる。そして、リングギヤ１１０の回転によって、遊星歯車機構８０に付着した冷却油５８は径方向に飛散され、飛散された冷却油５８は、筒状部材６２の側部７４に付着する。この結果、側部７４に付着した冷却油５８の熱が、側部７４及びロータヨーク７８を介して磁石１６に伝わり、磁石温度Ｔ_ＭＡＧを上昇させ、磁石１６を減磁させるおそれがある。

そこで、この実施形態では、図８のステップＳ２以降の処理、及び、図９に示す処理を行って、磁石温度Ｔ_ＭＡＧを精度よく推定し、該磁石温度Ｔ_ＭＡＧを適切に管理することにより、磁石温度Ｔ_ＭＡＧの上昇に起因した磁石１６の減磁を抑制し、回転電機１２の性能を十分に発揮できるようにしている。

すなわち、図８のステップＳ２において、ＥＣＵ１２０の損失量算出部１２８は、モータとして動作する回転電機１２内部の損失量Ｗ_ＭＯＴを算出する。具体的に、損失量算出部１２８は、メモリ１３６から図１０の損失量マップを読み出し、読み出した損失量マップを用いて、ステップＳ１で取得されたトルクＴ_ｑＭＯＴ及び回転数Ｎ_ＭＯＴに対応する損失量Ｗ_ＭＯＴを特定する。

ステップＳ３において、抜熱量算出部１３０は、ロータ１４に冷却油５８が付着することで、該ロータ１４から冷却油５８に放熱される熱量(抜熱量Ｑ_ＭＯＴ）を算出する。なお、前述のように、ロータ１４においては、サイドカバー４２からの冷却油５８の供給によってロータ１４の熱が冷却油５８に放熱される一方で、遊星歯車機構８０から飛散した冷却油５８（温度上昇ΔＴ_ＯＩＬの影響を受けた冷却油５８）の付着によって、該遊星歯車機構８０内の損失（噛み合い損失量Ｗ_Ｒ、フリクション損失量Ｗ_Ｆ）に起因した熱が、飛散した冷却油５８からロータ１４に伝わり、磁石温度Ｔ_ＭＡＧを上昇させてしまう。すなわち、抜熱量Ｑ_ＭＯＴが減少する。

そこで、抜熱量算出部１３０は、図９のフローチャートに示すように、遊星歯車機構８０から飛散する冷却油５８の影響も加味して、抜熱量Ｑ_ＭＯＴを算出する。

図９のステップＳ３１において、抜熱量算出部１３０は、メモリ１３６から図１１の流量マップを読み出し、読み出した流量マップを用いて、ステップＳ１で取得された回転数Ｎ_ＭＯＴに対応する冷却油５８の流量ｑを特定する。

回転電機１２を冷却した冷却油５８や、トランスミッション２２を潤滑し且つ冷却した冷却油５８は、重力によってオイルパン９８に落下し貯留される。この場合、貯留された冷却油５８のセンシング温度Ｔ_ＩＮは、回転電機１２から抜熱された熱や、トランスミッション２２から抜熱された熱の影響を受けた温度となる。また、オイルパン９８には、遊星歯車機構８０から飛散してロータ１４に付着することで、遊星歯車機構８０の損失に応じた熱をロータ１４に伝熱し、その後、オイルパン９８に落下した冷却油５８も貯留される。従って、センシング温度Ｔ_ＩＮには、飛散した冷却油５８の温度の影響も含まれることになる。

温度センサ１０４は、オイルパン９８に貯留された冷却油５８のセンシング温度Ｔ_ＩＮを逐次検出している。そこで、ステップＳ３２において、ＥＣＵ１２０は、温度センサ１０４が検出したセンシング温度Ｔ_ＩＮを再度取得する。取得されたセンシング温度Ｔ_ＩＮの情報は、抜熱量算出部１３０に出力される。

ステップＳ３３において、抜熱量算出部１３０は、メモリ１３６から図１２のフリクション損失量マップを読み出し、読み出したフリクション損失量マップを用いて、ステップＳ１で取得された回転数Ｎ_ＭＯＴに対応する転がり損失及び摺動損失を特定し、転がり損失及び摺動損失を加算してフリクション損失量Ｗ_Ｆを算出する。

また、ステップＳ３４において、抜熱量算出部１３０は、メモリ１３６から図１３に示す噛み合い損失量マップを読み出し、読み出した噛み合い損失量マップを用いて、ステップＳ１で取得されたトルクＴ_ｑＭＯＴに対応する噛み合い損失量Ｗ_Ｒを特定する。

ステップＳ３５において、抜熱量算出部１３０は、ステップＳ３３で算出したフリクション損失量Ｗ_Ｆと、ステップＳ３４で特定した噛み合い損失量Ｗ_Ｒとを加算し、その加算量をトランスミッション２２の損失量Ｗ_Ｔとする（Ｗ_Ｆ＋Ｗ_Ｒ＝Ｗ_Ｔ）。

ステップＳ３６において、抜熱量算出部１３０は、前述した（１）式〜（３）式を用いて、冷却油５８によるロータ１４からの抜熱量Ｑ_ＭＯＴを算出する。

図８に戻り、ステップＳ４において、磁石温度算出部１３２は、前述した（４）式を用いて、磁石温度Ｔ_ＭＡＧの変化（温度変化）ΔＴ_ＭＡＧを算出し、算出した温度変化ΔＴ_ＭＡＧに回転電機１２の動作前の磁石温度Ｔ_ＭＡＧ、又は、前回推定した磁石温度Ｔ_ＭＡＧを加算することにより、現在の磁石温度Ｔ_ＭＡＧを算出する（前回の磁石温度Ｔ_ＭＡＧ＋ΔＴ_ＭＡＧ→今回の磁石温度Ｔ_ＭＡＧ）。なお、動作前の磁石温度Ｔ_ＭＡＧ、又は、前回推定した磁石温度Ｔ_ＭＡＧは、例えば、メモリ１３６に記憶されている。また、磁石温度算出部１３２は、今回推定した磁石温度Ｔ_ＭＡＧをメモリ１３６に記憶することが望ましい。

ステップＳ５において、モータ制御部１３４は、磁石１６の減磁が発生する限界温度（磁石管理温度）に磁石温度Ｔ_ＭＡＧが到達しているか否かを判定する。

磁石温度Ｔ_ＭＡＧが磁石管理温度未満であれば（ステップＳ５：ＮＯ）、モータ制御部１３４は、磁石１６の減磁が発生していないと判定し、現在のトルク動作点（トルクＴ_ｑＭＯＴ、回転数Ｎ_ＭＯＴ、電流Ｉ_ＭＯＴ）で回転電機１２を引き続き動作させるように、ＰＤＵ３０を制御する。

磁石温度Ｔ_ＭＡＧが磁石管理温度以上であれば（ステップＳ５：ＹＥＳ）、モータ制御部１３４は、磁石１６の減磁が発生している可能性があると判定する。次のステップＳ６において、モータ制御部１３４は、トルクＴ_ｑＭＯＴの許容上限値（許容トルク上限値）を算出し、その算出結果を示す制御信号をＰＤＵ３０に出力する（ステップＳ７）。これにより、ＰＤＵ３０は、許容トルク上限値を超えないように、回転電機１２を制御することができる。

［この実施形態の効果］
以上説明したように、この実施形態では、回転電機１２の近傍にトランスミッション２２が配置され、トランスミッション２２の潤滑油を冷却油５８として回転電機１２を冷却する場合に、ＥＣＵ１２０（の磁石温度算出部１３２）では、少なくとも、トランスミッション２２の損失に関連するパラメータ（フリクション損失量Ｗ_Ｆ、噛み合い損失量Ｗ_Ｒ、損失量Ｗ_Ｔ、回転数Ｎ_ＭＯＴ、トルクＴ_ｑＭＯＴ、流量ｑ）に基づいて、磁石温度Ｔ_ＭＡＧを推定する。

前述のように、ハイブリッド車両や電動車両等の車両１８に回転電機１２を搭載する場合、トランスミッション２２の遊星歯車機構８０から冷却油５８が飛散してロータ１４に付着すれば、磁石温度Ｔ_ＭＡＧを含めたロータ温度Ｔ_ＲＯＴが変化（上昇又は下降）する。そこで、この実施形態では、飛散してロータ１４に付着する冷却油５８の熱量を考慮した、トランスミッション２２に関連する上記のパラメータを用いて磁石温度Ｔ_ＭＡＧを推定する。これにより、推定した磁石温度Ｔ_ＭＡＧと、実際の磁石温度Ｔ_ＭＡＧとの乖離が抑制され、当該磁石温度Ｔ_ＭＡＧを精度よく推定することができる。

このように、磁石温度Ｔ_ＭＡＧの推定精度が向上することにより、磁石１６の耐熱性（減磁耐力）を下げて、当該磁石１６の保磁力を低下させることが可能となる。これにより、磁石１６に占めるジスプロシウム（Ｄｙ）の含有量を削減することができ、この結果、様々な仕様に対応し、且つ、より安価な磁石１６を備えた回転電機１２を製造することが可能となる。

また、磁石温度Ｔ_ＭＡＧが限界温度（上限温度）に近づく毎に回転電機１２のパワーセーブを行う必要がある制御システムにおいては、磁石温度Ｔ_ＭＡＧの推定精度が向上することで、パワーセーブの不用意な実行が抑制され、該パワーセーブの頻度を少なくすることが可能となる。これにより、高負荷時の車両１８の燃費や、当該車両１８の運転性能（ドライバビリティ）及び商品価値を向上させることができる。

そして、この実施形態において、損失量算出部１２８は、トランスミッション２２に関連するパラメータとして、トランスミッション２２のフリクション損失量Ｗ_Ｆ、噛み合い損失量Ｗ_Ｒ及び損失量Ｗ_Ｔを算出し、磁石温度算出部１３２は、飛散してロータ１４に付着した冷却油５８の熱量に関連するフリクション損失量Ｗ_Ｆ、噛み合い損失量Ｗ_Ｒ及び損失量Ｗ_Ｔを考慮して、磁石温度Ｔ_ＭＡＧを推定する。これにより、推定した磁石温度Ｔ_ＭＡＧと、実際の磁石温度Ｔ_ＭＡＧとの乖離が一層抑制され、当該磁石温度Ｔ_ＭＡＧの推定精度を向上させることができる。

この場合、トルクＴ_ｑＭＯＴもトランスミッション２２に関連するパラメータであり、損失量算出部１２８は、トルクＴ_ｑＭＯＴに基づいて噛み合い損失量Ｗ_Ｒを算出する。すなわち、トルクＴ_ｑＭＯＴの作用で遊星歯車機構８０の各ギヤが回転するため、該トルクＴ_ｑＭＯＴを用いることで、噛み合い損失量Ｗ_Ｒを精度よく算出することができる。また、トルクＴ_ｑＭＯＴについては、トルクセンサ１２６で検出してもよいし、電流センサ１２４が検出したコイル９６に流れる電流Ｉ_ＭＯＴ及び回転角度から算出してもよい。いずれの場合であっても、噛み合い損失量Ｗ_Ｒを容易に且つ精度よく算出することができる。

また、損失量算出部１２８は、遊星歯車機構８０の各ギヤの回転数に応じたロータ１４及び回転軸６０の回転数Ｎ_ＭＯＴに基づいてフリクション損失量Ｗ_Ｆを算出する。すなわち、各ギヤの回転によって、該各ギヤの周辺を含めた遊星歯車機構８０の各部でフリクション損失が発生し、回転数Ｎ_ＭＯＴの上昇によってフリクション損失量Ｗ_Ｆも大きくなり、冷却油５８に伝わる熱量も増大する。従って、冷却油５８の熱量に関連する回転数Ｎ_ＭＯＴを考慮することで、フリクション損失量Ｗ_Ｆを容易に且つ精度よく算出することができる。

また、遊星歯車機構８０からロータ１４に飛散する冷却油５８の飛散量も含めた冷却油５８の流量ｑもトランスミッション２２に関連するパラメータであり、抜熱量算出部１３０は、回転数Ｎ_ＭＯＴから流量ｑを算出し、流量ｑ及び損失量Ｗ_Ｔに基づいて抜熱量Ｑ_ＭＯＴを算出し、磁石温度算出部１３２は、損失量Ｗ_ＭＯＴ及び抜熱量Ｑ_ＭＯＴに基づいて、磁石温度Ｔ_ＭＡＧを推定する。このように、損失量Ｗ_ＭＯＴ、Ｗ_Ｔ及び抜熱量Ｑ_ＭＯＴを考慮することで、推定した磁石温度Ｔ_ＭＡＧと、実際の磁石温度Ｔ_ＭＡＧとの乖離を一層抑制することができる。

なお、この発明は、上記の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることは勿論である。

１０…磁石温度推定装置 １２…回転電機
１４…ロータ １６…磁石
１８…車両 ２２…トランスミッション
３２…ステータ ３８…レゾルバ
４２…サイドカバー ５６…ポンプ
５８…冷却油 ６０…回転軸
６２…筒状部材 ７４…側部
７６…開口部 ７８…ロータヨーク
８０…遊星歯車機構 ９８…オイルパン
１０４…温度センサ １０６…サンギヤ
１０８…プラネタリギヤ １１０…リングギヤ
１１２…ギヤ軸 １１４…プラネタリキャリヤ
１１６…ベアリング １１８…スラストワッシャ
１２０…ＥＣＵ １２４…電流センサ
１２６…トルクセンサ １２８…損失量算出部
１３０…抜熱量算出部 １３２…磁石温度算出部
１３４…モータ制御部 １３６…メモリ
１３８〜１４２…熱抵抗

Claims (13)

1. 回転電機の回転体に備わる磁石の磁石温度を推定する磁石温度推定装置において、
   前記回転電機の近傍には、動力伝達機構が配置され、
   前記回転電機は、前記動力伝達機構の潤滑を行う流体により冷却され、
   前記磁石温度推定装置は、前記動力伝達機構の熱が該動力伝達機構に付着した前記流体に伝わった状態で、前記動力伝達機構から前記流体が飛散して前記回転体に付着するときの該流体の熱量を考慮する、少なくとも前記動力伝達機構に関連するパラメータを用いて、前記磁石温度を推定する磁石温度推定部を有する
   ことを特徴とする回転電機の磁石温度推定装置。
2. 請求項１記載の磁石温度推定装置において、
   前記動力伝達機構に関連するパラメータは、前記動力伝達機構の損失を含み、
   前記磁石温度推定装置は、前記動力伝達機構の損失量を算出する損失量算出部をさらに有することを特徴とする回転電機の磁石温度推定装置。
3. 請求項２記載の磁石温度推定装置において、
   前記動力伝達機構の損失は、該動力伝達機構を構成するギヤの噛み合い損失を含み、
   前記損失量算出部は、前記ギヤの噛み合い損失量を算出することを特徴とする回転電機の磁石温度推定装置。
4. 請求項３記載の磁石温度推定装置において、
   前記動力伝達機構に関連するパラメータは、前記動力伝達機構に作用するトルクを含み、
   前記損失量算出部は、前記トルクに基づいて、前記噛み合い損失量を算出することを特徴とする回転電機の磁石温度推定装置。
5. 請求項４記載の磁石温度推定装置において、
   前記動力伝達機構は、前記回転体に連結され、
   前記損失量算出部は、前記回転電機に流れる電流の値に基づいて、前記トルクを算出することを特徴とする回転電機の磁石温度推定装置。
6. 請求項２〜５のいずれか１項に記載の磁石温度推定装置において、
   前記動力伝達機構の損失は、該動力伝達機構の内部で発生する摩擦に起因したフリクション損失を含み、
   前記損失量算出部は、前記動力伝達機構でのフリクション損失量を算出することを特徴とする回転電機の磁石温度推定装置。
7. 請求項６記載の磁石温度推定装置において、
   前記動力伝達機構に関連するパラメータは、前記動力伝達機構を構成するギヤの回転数を含み、
   前記損失量算出部は、前記ギヤの回転数に基づいて、前記フリクション損失量を算出することを特徴とする回転電機の磁石温度推定装置。
8. 請求項７記載の磁石温度推定装置において、
   前記動力伝達機構は、前記回転体に連結され、
   前記損失量算出部は、前記ギヤの回転数に応じた前記回転体の回転数に基づいて、前記フリクション損失量を算出することを特徴とする回転電機の磁石温度推定装置。
9. 請求項２〜８のいずれか１項に記載の磁石温度推定装置において、
   前記動力伝達機構に関連するパラメータは、前記動力伝達機構から前記回転体に飛散する前記流体の飛散量を含み、
   前記磁石温度推定装置は、前記飛散量及び前記損失量に基づいて、前記流体の前記回転体への付着による前記磁石での抜熱量を算出する抜熱量算出部をさらに有し、
   前記磁石温度推定部は、算出された前記抜熱量に基づいて、前記磁石温度を推定することを特徴とする回転電機の磁石温度推定装置。
10. 請求項９記載の磁石温度推定装置において、
    前記動力伝達機構に関連するパラメータは、前記動力伝達機構を構成するギヤの回転数を含み、
    前記抜熱量算出部は、前記ギヤの回転数に基づいて、前記飛散量を算出することを特徴とする回転電機の磁石温度推定装置。
11. 請求項１０記載の磁石温度推定装置において、
    前記動力伝達機構は、前記回転体に連結され、
    前記抜熱量算出部は、前記ギヤの回転数に応じた前記回転体の回転数に基づいて、前記飛散量を算出することを特徴とする回転電機の磁石温度推定装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の磁石温度推定装置において、
    前記回転体は、インナロータ型であり、
    前記動力伝達機構は、前記インナロータの内周側に配置されることを特徴とする回転電機の磁石温度推定装置。
13. 回転電機の回転体に備わる磁石の磁石温度を推定する磁石温度推定方法において、
    前記回転電機の近傍に動力伝達機構が配置され、且つ、前記動力伝達機構の潤滑を行う流体により前記回転電機が冷却される場合に、前記動力伝達機構の熱が該動力伝達機構に付着した前記流体に伝わった状態で、前記動力伝達機構から前記流体が飛散して前記回転体に付着するときの該流体の熱量を考慮する、少なくとも前記動力伝達機構に関連するパラメータを用いて、前記磁石温度を推定する
    ことを特徴とする回転電機の磁石温度推定方法。

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