(57)【要約】【課題】回転電機の温度をより好適に測定することである。【解決手段】回転電機冷却システム１０は、冷却油１３０を用いて冷却される第１モータジェネレータ２０、第２モータジェネレータ４０と、一方側の表面がコイルエンド２０４，４０４の平面部に接触し、他方側の表面が冷却油１３０に接触する第１温度検知部１００、第２温度検知部１０１と、第１温度検知部１００、第２温度検知部１０１の出力電圧と冷却油１３０の温度と第１モータジェネレータ２０、第２モータジェネレータ４０の温度の関係を予め求めて作成された特性マップに基づいて、第１モータジェネレータ２０、第２モータジェネレータ４０の温度を算出する温度算出部１１４と、を備える。【選択図】図１
2012231642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却油を用いて冷却される回転電機と、
一方側の表面が前記回転電機の温度を検知するための領域である検知対象部に接触し、他方側の表面が前記冷却油に接触する熱電素子と、
前記熱電素子の出力電圧と前記冷却油の温度と前記回転電機の温度の関係を予め求めて作成された特性マップに基づいて、前記回転電機の温度を算出する温度算出部と、
を備えることを特徴とする回転電機冷却システム。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機冷却システムにおいて、
前記検知対象部は、前記回転電機のコイルエンドの平面部であることを特徴とする回転電機冷却システム。
【請求項３】
請求項１に記載の回転電機冷却システムにおいて、
前記検知対象部は、前記コイルエンドとインバータとの間を接続する導体部であることを特徴とする回転電機冷却システム。
【請求項４】
請求項３に記載の回転電機冷却システムにおいて、
前記導体部は、
前記熱電素子を設置するための平面部を有することを特徴とする回転電機冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機や動力分割機構といったトランスアクスルを構成する内部要素を冷却するために、循環ポンプを用いて冷却油を汲み上げてトランスアクスルの内部に冷却油を循環させている。そして、循環ポンプによって汲み上げられた当該冷却油が回転電機の上部から下部に流れることで回転電機が冷却されている。
【０００３】
本発明に関連する技術として、特許文献１には、車両用駆動装置に組込まれた回転電機の温度を、該回転電機のステータのコイルエンド部に配置された温度センサにより検知する温度検知装置が開示されている。ここでは、温度センサが、コイルエンド部の周方向における他の発熱体に隣接する部位に配置されたことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−０８６８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、回転電機のステータのコイルエンドに温度センサを配置することで、回転電機の温度を検知することができる。しかし、上記のように、回転電機が冷却油によって冷却されているシステムでは、当該冷却油の温度によって回転電機の温度が変化するため、精度良く温度を検知することができない場合がある。
【０００６】
本発明の目的は、回転電機の温度をより好適に測定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る回転電機冷却システムは、冷却油を用いて冷却される回転電機と、一方側の表面が前記回転電機の温度を検知するための領域である検知対象部に接触し、他方側の表面が前記冷却油に接触する熱電素子と、前記熱電素子の出力電圧と前記冷却油の温度と前記回転電機の温度の関係を予め求めて作成された特性マップに基づいて、前記回転電機の温度を算出する温度算出部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る回転電機冷却システムにおいて、前記検知対象部は、前記回転電機のコイルエンドの平面部であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係る回転電機冷却システムにおいて、前記検知対象部は、前記コイルエンドとインバータとの間を接続する導体部であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係る回転電機冷却システムにおいて、前記導体部は、前記熱電素子を設置するための平面部を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、熱電素子の出力電圧と、冷却油の温度と、回転電機の温度の関係を予め求めて作成された特性マップに基づいて、回転電機の温度を算出することができる。これにより、回転電機の温度をより好適に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る実施の形態において、回転電機冷却システムの構成を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図において、第１モータジェネレータのコイルエンドに第１温度検知部が取り付けられている様子を示す模式図である。
【図３】本発明に係る実施の形態において、コイルエンドの温度と、第１温度検知部の出力電圧との関係を冷却油の油温に応じて予め測定して求めたマップである。
【図４】本発明に係る実施の形態において、回転電機冷却システムの構成を示す図である。
【図５】図４において、矢印Ｂ方向から第１導体部を見た様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。
【００１４】
図１は、回転電機冷却システム１０の構成を示す図である。回転電機冷却システム１０は、第１モータジェネレータ２０と、動力分割機構３０と、第２モータジェネレータ４０と、ケース体５０と、循環ポンプ６０と、循環パイプ８０と、掻揚油路９０と、第１温度検知部１００と、第２温度検知部１０１と、油温検知部１０２と、第１導体部１２０と、第２導体部１２２と、第１インバータ回路１１０と、第２インバータ回路１１２と、温度算出部１１４とを備える。なお、以下では、回転電機冷却システム１０は、ハイブリッド自動車に搭載されているものとして説明する。
【００１５】
ケース体５０は、第１モータジェネレータ２０と、動力分割機構３０と、第２モータジェネレータ４０とが内部に取り付けられるケース部材である。
【００１６】
第１モータジェネレータ２０は、ロータとステータ２０２とを含んで構成され、軸部材２２を介してエンジン８と動力分割機構３０に接続される。第１モータジェネレータ２０を構成するロータには永久磁石が埋設された複数の積層板が設けられており、ステータ２０２にはコイルが巻回されている。ここで、当該コイルのうち、ステータ２０２の端面から突出している部分がコイルエンド２０４と呼ばれている。第１モータジェネレータ２０は、エンジン８の駆動力によって発電した電力を、ハイブリッド自動車の走行状況に応じて図示しないバッテリに充電したり、第２モータジェネレータ４０に供給するようになっており、エンジン８の始動時には、スタータとして機能する。
【００１７】
第２モータジェネレータ４０は、ロータとステータ４０２とを含んで構成され、軸部材４２を介して動力分割機構３０に接続される。第２モータジェネレータ４０を構成するロータには永久磁石が埋設された複数の積層板が設けられており、ステータ４０２にはコイルが巻回されている。ここで、当該コイルのうち、ステータ４０２の端面から突出している部分がコイルエンド４０４と呼ばれている。第２モータジェネレータ４０は、図示しないバッテリに蓄えられた電力、または第１モータジェネレータ２０によって発電された電力により、エンジン８の駆動をアシストしたり、単独でハイブリッド自動車を走行させたりする機能を有する。
【００１８】
動力分割機構３０は、エンジン８の出力を駆動力と発電とに分割することができる遊星歯車機構であり、サンギアとピニオンギアとリングギアとを含んで構成される。動力分割機構３０は、サンギアとピニオンギアとリングギアがそれぞれ回転することで動力を分割するとともに、ケース体５０の下部に溜まった冷却油１３０を各ギアの回転によって掻き揚げる。そして、各ギアによって掻き揚げられた冷却油１３０は、掻揚油路９０を介して第１モータジェネレータ２０の上部と第２モータジェネレータ４０の上部に供給される。
【００１９】
循環パイプ８０は、ケース体５０の下部に溜まった冷却油１３０が、第２モータジェネレータ４０の上部まで汲み上げられて循環されるように設けられたパイプである。
【００２０】
循環ポンプ６０は、循環パイプ８０の経路の途中に設けられ、ケース体５０の下部に溜まった冷却油１３０を汲み上げるように作動する機能を有する。
【００２１】
第１インバータ回路１１０は、図示しないバッテリからの直流電力を交流電力に変換して第１モータジェネレータ２０に出力し、また、第１モータジェネレータ２０からの交流電力を直流電力に変換して当該バッテリに出力するための回路である。
【００２２】
第２インバータ回路１１２は、図示しないバッテリからの直流電力を交流電力に変換して第２モータジェネレータ４０に出力し、また、第２モータジェネレータ４０からの交流電力を直流電力に変換して当該バッテリに出力するための回路である。
【００２３】
第１導体部１２０は、第１インバータ回路１１０と第１モータジェネレータ２０とを電気的に接続するリード線である。第１導体部１２０は、熱伝導率の高い材料、例えば、銅を用いて構成される。なお、ここでは、第１導体部１２０は、リード線であるものとして説明したが、平板形状を有するバスバーであってもよい。
【００２４】
第２導体部１２２は、第２インバータ回路１１２と第２モータジェネレータ４０とを電気的に接続するリード線である。第２導体部１２２は、熱伝導率の高い材料、例えば、銅を用いて構成される。なお、ここでは、第２導体部１２２は、リード線であるものとして説明したが、平板形状を有するバスバーであってもよい。
【００２５】
第１温度検知部１００は、平板形状を有するペルチェ素子であり、一方側の表面と、他方側の表面（一方側と反対側の表面）の温度差を電圧値として出力する機能を有する。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図において、第１モータジェネレータ２０のコイルエンド２０４に第１温度検知部１００が取り付けられている様子を示す模式図である。また、第１温度検知部１００の一方側の表面は、コイルエンド２０４の平面部に接触するように取り付けられている。そして、第１温度検知部１００の他方側の表面は、掻揚油路９０を介して供給される冷却油１３０によって覆われる。これにより、第１温度検知部１００の一方側の表面には、コイルエンド２０４の熱が伝わる。すなわち、第１温度検知部１００の一方側の表面の温度は、コイルエンド２０４の温度と同じ温度となる。また、第１温度検知部１００の他方側の表面には、冷却油１３０の熱が伝わる。すなわち、第１温度検知部１００の他方側の表面の温度は、冷却油１３０の温度と同じ温度なる。したがって、第１温度検知部１００からは、コイルエンド２０４の温度と冷却油１３０の温度の差に応じた電圧値が出力される。
【００２６】
第２温度検知部１０１は、平板形状を有するペルチェ素子であり、一方側の表面と、他方側の表面（一方側と反対側の表面）の温度差を電圧値として出力する機能を有する。また、第２温度検知部１０１の一方側の表面は、第１温度検知部１００と同様に、コイルエンド４０４の平面部に接触するように取り付けられている。そして、第２温度検知部１０１の他方側の表面は、掻揚油路９０及び循環パイプ８０を介して供給される冷却油１３０によって覆われる。これにより、第２温度検知部１０１の一方側の表面には、コイルエンド４０４の熱が伝わる。すなわち、第２温度検知部１０１の一方側の表面の温度は、コイルエンド４０４の温度と同じ温度となる。また、第２温度検知部１０１の他方側の表面には、冷却油１３０の熱が伝わる。すなわち、第２温度検知部１０１の他方側の表面の温度は、冷却油１３０の温度と同じ温度なる。したがって、第２温度検知部１０１からは、コイルエンド４０４の温度と冷却油１３０の温度の差に応じた電圧値が出力される。
【００２７】
油温検知部１０２は、掻揚油路９０の途中に設けられ、冷却油１３０の温度を検知する温度センサである。
【００２８】
温度算出部１１４は、第１温度検知部１００の出力電圧と、油温検知部１０２によって検知された冷却油１３０の温度と、第１モータジェネレータ２０の温度との関係を予め測定することにより求めた特性マップ１４０を記録している。具体的には、特性マップ１４０は、図３（ａ）に示されるように、コイルエンド２０４の温度と、第１温度検知部１００の出力電圧との関係を、冷却油１３０の油温に応じて予め測定して求めた複数個のマップを有している。ここで、コイルエンド２０４の温度は、第１モータジェネレータ２０の温度を意味する。
【００２９】
そして、温度算出部１１４は、第２温度検知部１０１の出力電圧と、油温検知部１０２によって検知された冷却油１３０の温度と、第２モータジェネレータ４０の温度との関係を予め測定することにより求めた特性マップ１４２を記録している。具体的には、特性マップ１４２は、図３（ｂ）に示されるように、コイルエンド４０４の温度と、第２温度検知部１０１の出力電圧との関係を、冷却油１３０の油温に応じて予め測定して求めた複数個のマップを有している。ここで、コイルエンド４０４の温度は、第２モータジェネレータ４０の温度を意味する。
【００３０】
また、温度算出部１１４は、第１温度検知部１００の出力電圧と、冷却油１３０の温度を取得し、これらの情報と、予め用意された特性マップ１４０を用いて、第１モータジェネレータ２０の温度を算出する機能を有する。そして、温度算出部１１４は、第２温度検知部１０１の出力電圧と、冷却油１３０の温度を取得し、これらの情報と、予め用意された特性マップ１４２を用いて、第２モータジェネレータ４０の温度を算出する機能を有する。
【００３１】
続いて、上記回転電機冷却システム１０の作用について説明する。回転電機冷却システム１０において、第１モータジェネレータ２０及び第２モータジェネレータ４０が作動する際に発熱するが、これらは冷却油１３０によって冷却される。具体的には、動力分配機構３０の各ギアによって掻き揚げられた冷却油１３０が掻揚油路９０を介して第１モータジェネレータ２０及び第２モータジェネレータ４０の表面に供給される。また、循環ポンプ６０によって汲み上げられた冷却油１３０が循環パイプ８０を介して第２モータジェネレータ４０の表面に供給される。このように、冷却油１３０を循環させることにより、第１モータジェネレータ２０及び第２モータジェネレータ４０を冷却している。
【００３２】
そして、回転電機冷却システム１０において、第１モータジェネレータ２０及び第２モータジェネレータ４０の温度は、温度算出部１１４によって算出される。具体的には、温度算出部１１４は、油温検知部１０２によって検知された冷却油１３０の温度と、第１温度検知部１００の出力電圧とを取得し、これらの情報と、予め用意された特性マップ１４０に基づいて第１モータジェネレータ２０の温度を算出する。また、温度算出部１１４は、油温検知部１０２によって検知された冷却油１３０の温度と、第２温度検知部１０１の出力電圧とを取得し、これらの情報と、予め容易された特性マップ１４２に基づいて第２モータジェネレータ４０の温度を算出する。
【００３３】
上記のように、回転電機冷却システム１０によれば、特性マップ１４０，１４２において、第１モータジェネレータ２０及び第２モータジェネレータ４０の温度と、第１温度検知部１００及び第２温度検知部１０１の出力電圧との関係が、冷却油１３０の油温に応じて複数個用意されている。したがって、冷却油１３０の温度が変化した場合であっても、各油温に応じたマップを用いているため、精度よく第１モータジェネレータ２０及び第２モータジェネレータ４０の温度を求めることができる。
【００３４】
次に、回転電機冷却システム１０の変形例である回転電機冷却システム１１について説明する。図４は、回転電機冷却システム１１の構成を示す図である。回転電機冷却システム１１と回転電機冷却システム１０の相違点は、第１温度検知部１００及び第２温度検知部１０１の取り付け位置と、第１導体部１２１及び第２導体部１２３の形状であるため、その相違点について説明する。
【００３５】
第１導体部１２１は、第１インバータ回路１１０と第１モータジェネレータ２０とを電気的に接続するリード線である。第１導体部１２１は、熱伝導率の高い材料、例えば、銅を用いて構成される。図５は、図４において、矢印Ｂ方向から第１導体部１２１を見た様子を示す図である。第１導体部１２１は、図５に示されるように、第１温度検知部１００を配置できる程度の大きさの平面部１２１ａを有している。
【００３６】
第２導体部１２３は、第２インバータ回路１１２と第２モータジェネレータ４０とを電気的に接続するリード線である。第２導体部１２３は、熱伝導率の高い材料、例えば、銅を用いて構成される。第２導体部１２３は、第１導体部１２１と同様に、第２温度検知部１０１を配置できる程度の大きさの平面部を有している。
【００３７】
第１温度検知部１００の一方側の表面は、第１導体部１２１の平面部１２１ａに接触するように取り付けられている。ここで、第１導体部１２１は、熱伝導率の高い材料で構成されているため、コイルエンド２０４の温度とほぼ同じ温度となる。そして、掻揚油路９０を介して第１モータジェネレータ２０側に供給される冷却油１３０が第１導体部１２１にも伝わるため、第１温度検知部１００の他方側の表面は、冷却油１３０によって覆われる。したがって、第１温度検知部１００においても、コイルエンド２０４の温度と冷却油１３０の温度の差に応じた電圧値が出力される。
【００３８】
第２温度検知部１０１の一方側の表面は、第２導体部１２３の平面部に接触するように取り付けられている。ここで、第２導体部１２３は、熱伝導率の高い材料で構成されているため、コイルエンド４０４の温度とほぼ同じ温度となる。そして、掻揚油路９０及び循環パイプ８０を介して第２モータジェネレータ４０側に供給される冷却油１３０が第２導体部１２３にも伝わるため、第２温度検知部１０１の他方側の表面は、冷却油１３０によって覆われる。したがって、第２温度検知部１０１においても、コイルエンド４０４の温度と冷却油１３０の温度の差に応じた電圧値が出力される。
【００３９】
上記のように、回転電機冷却システム１１と回転電機冷却システム１０の主な相違点は、第１温度検知部１０１及び第２油温検知部１０２の取り付け位置である。したがって、回転電機冷却システム１１によっても、回転電機冷却システム１０と同様に、冷却油１３０の温度変化にかかわらず、精度よく第１モータジェネレータ２０及び第２モータジェネレータ４０の温度を求めることができる。
【００４０】
なお、ここでは、第１導体部１２１及び第２導体部１２３は、リード線であるものとして説明したが、平板形状を有するバスバーであってもよい。第１導体部１２１及び第２導体部１２３がバスバーである場合は、平板形状の部分を利用して第１温度検知部１００及び第２温度検知部１０１を取り付けることができる。
【符号の説明】
【００４１】
８  エンジン、１０，１１  回転電機冷却システム、２０  第１モータジェネレータ、２２  軸部材、３０  動力分割機構、４０  第２モータジェネレータ、４２  軸部材、５０  ケース体、６０  循環ポンプ、８０  循環パイプ、９０  掻揚油路、１００  第１温度検知部、１０１  第２温度検知部、１０２  油温検知部、１１０  第１インバータ回路、１１２  第２インバータ回路、１１４  温度算出部、１２０，１２１  第１導体部、１２１ａ  平面部、１２２，１２３  第２導体部、１３０  冷却油、１４０，１４２  特性マップ、２０２，４０２  ステータ、２０４，４０４  コイルエンド。
【図１】
2012231642.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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