(57)【要約】【課題】大気圧が低い環境下においてモータを保護する技術を提供する。【解決手段】本明細書で開示するハイブリッド車は、走行用のモータに供給する電力を蓄えるバッテリと、バッテリの電力を交流に変換してモータに供給したり、モータで発電した電力をバッテリに供給するインバータと、インバータを制御するコントローラと、バッテリの電流を計測する電流センサと、バッテリの温度を計測する温度センサと、大気圧を取得する大気圧取得手段を備える。コントローラは、コントローラは、計測された電流と温度に基づいてバッテリの第１許容充電率を求めるとともに、インバータの交流出力の電圧が、取得した大気圧の値におけるモータの許容耐電圧以下となるようにバッテリの第２許容充電率を求め、第１許容充電率と第２許容充電率のうち値の小さい許容充電率をバッテリの充電率の上限値に設定して前記バッテリ充電制御を行う。【選択図】図３
2015080322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用のモータに供給する電力を蓄えるバッテリと、
前記バッテリの直流電力を交流に変換して前記モータに出力するとともに、前記モータが発電した交流の回生電力を直流に変換して前記バッテリに供給するインバータと、
前記モータに交流電力を出力する前記インバータのモータ出力制御及びバッテリに直流電力を出力するインバータのバッテリ充電制御を実行するコントローラと、
前記バッテリの電流を計測する電流センサと、
前記バッテリの温度を計測する温度センサと、
大気圧を取得する大気圧取得手段と、
を備えており、
前記コントローラは、計測された電流と温度に基づいてバッテリの第１許容充電率を求めるとともに、前記インバータの交流出力の電圧が、取得した大気圧の値における前記モータの許容耐電圧以下となるようにバッテリの第２許容充電率を求め、第１許容充電率と第２許容充電率のうち値の小さい許容充電率をバッテリの充電率の上限値に設定して前記バッテリ充電制御を行うことを特徴とする電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、走行用のモータを備えた電気自動車に関する。本明細書における「電気自動車」には、走行用のモータとエンジンの双方を備えるハイブリッド車を含む。
【背景技術】
【０００２】
走行用のモータを備えた電気自動車に関する技術として、例えば、下記特許文献１に開示される技術がある。この技術では、気圧センサにより検出した大気圧の低下に応じてモータに出力する電圧を低下させながらも、電圧低下によるモータの回転数の制限が緩和されるように制御する。これにより、高地における走行性能の低下を抑制する。高地などで気圧が下がる（空気密度が低くなる）と放電が生じ易くなることに起因して、モータの絶縁耐圧が低下する。そのため、このように大気圧の変化に応じてモータに出力する電圧を下げてモータを保護する技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２３１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、上述したようなモータに供給する電圧の制御を電圧コンバータ等の昇圧回路により行う。そのため、バッテリとインバータの間に昇圧回路を介在させる必要がある。モータの出力が大きい電気自動車では、定常的な走行のためにインバータ回路の前段に元々昇圧回路を備えるものがある。そのような車両では、大気圧に応じて昇圧回路の出力を変更すればよいので、大きなコスト増なしに大気圧の変動からモータを保護する制御が可能である。しかし、昇圧回路を備えない電気自動車もある。典型的には、出力が小さいモータを有する電気自動車では、モータの定格電圧にほぼ等しい出力電圧のバッテリを搭載することがそれほどコスト増ではないことから、バッテリとインバータの間に昇圧回路を備えていないものが多い。そのため、昇圧回路を備えない電気自動車においては、高地環境対策のためにわざわざ昇圧回路を備えることはコストアップにつながる。本明細書は、高地走行時など、大気圧の低い環境下でモータを保護する仕組みを大きなコスト増なしに実現する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する電気自動車は、走行用のモータに供給する電力を蓄えるバッテリと、バッテリの直流電力を交流に変換してモータに出力するとともに、モータが発電した交流の回生電力を直流に変換してバッテリに供給するインバータと、モータに交流電力を出力するインバータのモータ出力制御及びバッテリに直流電力を出力するインバータのバッテリ充電制御を実行するコントローラと、バッテリの電流を計測する電流センサと、バッテリの温度を計測する温度センサと、車両が位置する場所の大気圧を取得する大気圧取得手段を備える。なお、大気圧取得手段は、典型的には大気圧センサであるが、ＧＰＳによって車両の位置を特定し、その位置の標高データからその場所の（平均）大気圧を求める装置であってもよい。そのような装置は、例えばナビゲーション装置を改良することで実現できる。また、そのような装置の一部は車外の遠隔地に存在してもよい。即ち、車両から現在地のデータを遠隔地のサービスプロバイダに送信すると、サービスプロバイダ側で現在地から地図データを参照して標高を特定し、その標高データを送る。その場合、現在知データを送信し、標高データを受信する装置が、大気圧取得手段に該当する。
【０００６】
そして、コントローラは、計測された電流と温度に基づいてバッテリの第１許容充電率を求めるとともに、取得した気圧データに基づいてバッテリの第２許容充電率を求める。ここで、第２許容充電率は、インバータの交流出力の電圧が、車両現在位置の大気圧下におけるモータの許容耐電圧よりも低くなるように、定められる。なお、バッテリの充電率とバッテリの出力電圧の間には、充電率が高くなるほど出力電圧が高くなるという一意の関係がある。それゆえ、インバータの出力電圧の上限が定まれば、バッテリの充電率の上限（第２許容充電率）が定まる。そして、コントローラは、第１許容充電率と第２許容充電率の小さい方を、バッテリの充電率の上限値として採用する。これにより、バッテリの出力電圧は、最大でも、第１／第２許容充電率のうち、値の小さい許容充電率に対応した電圧となる。なお、第２許容充電率を算定する際、インバータのサージ電圧や安全マージンなどを考慮した上で、モータの許容電圧よりも低くなるようにインバータの最大出力電圧が決められる。
【０００７】
バッテリの充電率の上限値を上記のごとく定めることで、平地から大気圧の低い場所（典型的には標高の高い場所）へ移動するような場合であっても大気圧に応じてモータに供給される電圧が抑えられる。また、上記の制御は、昇圧コンバータを要しないので低コストで車両に実装することができる。なお、「充電率」とは、満充電を１００％とした場合における充電割合のことをいい、「電池残存量」と称することもある。なお、本明細書では、以下、「充電率」や「電池残存量」のことをＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）と表記する場合があるので、留意されたい。
【０００８】
本明細書が開示する技術の詳細、及び、さらなる改良は、発明の実施の形態で説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例のハイブリッド車の構成を示すブロック図である。
【図２】リチウムイオン電池のＳＯＣとセル電圧の関係の一例を示す特性図である。
【図３】バッテリのＳＯＣ上限値決定処理のフローチャートである。
【図４】（Ａ）は、気圧と耐圧低下率の関係を示す特性図、（Ｂ）は、大気圧に対して設定される推奨バッテリ電圧のマッピング関係を示す説明図、である。
【図５】（Ａ）は、本実施例のバッテリのＳＯＣ制御を適用した場合のモータ供給電圧の例を示す説明図、（Ｂ）は、本実施例のバッテリのＳＯＣ制御を適用しない場合のモータ供給電圧の例を示す説明図、である。
【図６】実施例の他の例によるモータ許容ＳＯＣを決定する処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照して電気自動車の一実施例を説明する。この実施例は、本明細書が開示する技術をハイブリッド車に適用したものである。図１にハイブリッド車２のブロック図を示す。ハイブリッド車２は、走行用の駆動源として、エンジン６とモータ８を備えている。モータ８は、典型的には三相交流モータである。モータ８の出力トルクとエンジン６の出力トルクは、動力分配機構７で適宜に分配／合成されて出力される。動力分配機構７は、エンジン６のクランクシャフト６ａ及びモータ８のモータ軸８ａからそれぞれ伝達されて入力される動力を、所定比率で分配／合成して出力軸７ａに出力する。典型的には、例えばプラネタリギアがこれに相当する。本実施例では、動力分配機構７の出力は、変速機構９、プロペラシャフト１０及びデファレンシャルギヤ１１を介して駆動輪１３、１４に伝達される。なお、図１は、本明細書の説明に要する部品だけを表しており、説明に関係のない一部の部品は図示を省略していることに留意されたい。
【００１１】
モータ８を駆動するための電力は、インバータ回路２０を介してバッテリ３から供給される。バッテリ３は、典型的には、複数の電池セルにより構成される二次電池である。本実施例では、例えば、バッテリ３はリチウムイオン電池であり、その出力電圧（公称電圧）が３００ボルトに設定されている。但し、前述したように、バッテリの出力電圧はバッテリのＳＯＣに依存して変動する。バッテリ３は、システムメインリレー４を介してコンデンサ５やインバータ回路２０に接続される。本実施例では、バッテリ３の出力電流は、電流センサ６１により計測され、またその温度（セル温度）は温度センサ６２により計測される。電流センサ６１及び温度センサ６２は、後述するバッテリ監視ＥＣＵ５０にそれぞれ接続されており、計測したデータをバッテリ監視ＥＣＵ５０に出力する。
【００１２】
システムメインリレー４は、バッテリ３と車両の駆動系を接続したり切断したりするスイッチである。システムメインリレー４は、例えば、後述する車両制御ＥＣＵ４０に接続されてオンオフが制御される。コンデンサ５は、インバータ回路２０に入力される電流を平滑化するために設けられており、インバータ回路２０の高電位側（Ｐ線）と低電位側（Ｎ線）の間に挿入される。ハイブリッド車２は、バッテリ３のほかに、カーナビゲーション装置やルームランプ等、バッテリ３の出力電圧よりも低い電圧で駆動するデバイス群（補機）に電力を供給するための補機用のバッテリ（不図示）も備える。後述するモータ制御ＥＣＵ３０、車両制御ＥＣＵ４０、バッテリ監視ＥＣＵ５０もこのような補機の一種である。
【００１３】
ハイブリッド車２は、エンジン６の駆動力、あるいは車両の減速エネルギを利用して、即ち制動時の車両の運動エネルギを使用してモータ８で発電する。このような発電は「回生」と称される。モータ８が発電する場合、インバータ回路２０が交流を直流に変換してバッテリ３へ供給する。これに対して、インバータ回路２０が直流を交流に変換してモータ８により駆動輪１３、１４を駆動することを本明細書では「力行」と称する。なお、本実施例のハイブリッド車２は、バッテリ３とインバータ回路２０の間に電圧コンバータ等の昇圧回路を介在させていない。これは、モータ８の定格電圧がバッテリ３の出力電圧とほぼ同じあるため、インバータ回路２０の出力電圧を高める必要がないからである。なお、モータ８よりも定格電圧の高いモータを走行用の駆動源にする電気自動車においては、インバータ回路からの出力電力を確保する必要から、インバータ回路の前段に電圧コンバータ等の昇圧回路が設けられる。
【００１４】
インバータ回路２０は、モータ８のＵ、Ｖ、Ｗの各相に対応してスイッチング制御するＩＧＢＴ等のスイッチングトランジスタ２１、２２、２３、２４、２５、２６（以下、これらの符号は「２１−２６」と総称する）を主とする回路である。これらのスイッチングトランジスタ２１−２６には、それぞれ保護用のダイオードが逆並列に接続されている。スイッチングトランジスタ２１−２６やその周辺回路は、インテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）としてパッケージ化されている場合がある。インバータ回路２０は、モータ制御ＥＣＵ３０に接続されてスイッチングトランジスタ２１−２６が制御される。スイッチングトランジスタ２１−２６は、モータ制御ＥＣＵ３０により生成されるＰＷＭ信号によって、直流を交流に変換するためのスイッチング制御（モータ出力制御）、あるいは、交流を直流に変換する制御（バッテリ充電制御）が行われる。
【００１５】
モータ制御ＥＣＵ３０、車両制御ＥＣＵ４０、バッテリ監視ＥＣＵ５０は、いずれも、マイクロコンピュータ、メモリ、入出力インタフェース、Ａ／Ｄコンバータ等の電子部品により構成される情報処理装置である。モータ制御ＥＣＵ３０には、インバータ回路２０、車両制御ＥＣＵ４０や気圧センサ６３が接続されている。車両制御ＥＣＵ４０には、システムメインリレー４、モータ制御ＥＣＵ３０やバッテリ監視ＥＣＵ５０等が接続されている。バッテリ監視ＥＣＵ５０には、車両制御ＥＣＵ４０のほかに、電流センサ６１や温度センサ６２が接続されている。なお、気圧センサ６３は、ハイブリッド車２の周囲の大気圧を計測するために設けられている。例えば、ピエゾ抵抗型、静電容量型、ＭＥＭＳ型等の各計測方式により絶対圧を電気信号に変換して出力可能に構成されている圧力センサがこれに相当する。
【００１６】
このように本実施例のハイブリッド車２のハードウェアは構成される。ところで、リチウムイオン電池等のハイブリッド車２に搭載されるバッテリ３は、ＳＯＣに関係なく、常に一定の電圧値を出力可能な出力電圧特性を持つことが理想的である。しかし実際には、ＳＯＣに対してバッテリ３の出力電圧が変動する。例えば、図２に示すリチウムイオン電池のＳＯＣとセル電圧の関係を表す特性図からわかるように、リチウムイオン電池は、ＳＯＣが小さいほど出力電圧が低下し、ＳＯＣが大きいほど出力電圧が上昇する。なお、セル電圧にセル数を乗じた値がバッテリ３の出力電圧に相当する。本実施例では、このようなバッテリ３の特性を利用してモータ８への供給電圧を制御する。
【００１７】
具体的には、例えば、ＳＯＣ９０％からＳＯＣ２０％の間において、各ＳＯＣに対応するバッテリ３の出力電圧がマッピングされたＳＯＣ−電圧マップをモータ制御ＥＣＵ３０のメモリに予め記憶させておく。そして、このＳＯＣ−電圧マップに基づいてバッテリ３のＳＯＣの上限値を例えば９０％〜７０％の間で変更することにより、バッテリ３からインバータ回路２０に出力される電圧の最大値を制御する。つまり、ＳＯＣを制御してバッテリ３の最大出力電圧を決定する。これにより、本実施例のハイブリッド車２では、バッテリ３とインバータ回路２０の間に電圧コンバータ等の昇圧回路を介在させることなく、モータ８に出力する電圧の最大値を増減させることを可能にしている。
【００１８】
次に、バッテリ３のＳＯＣ制御に関する処理について、図３、図４を参照して説明する。図３に、充電時のバッテリのＳＯＣ上限値決定処理のフローチャートを示す。図４（Ａ）に気圧と耐圧低下率の関係を表す特性図、図４（Ｂ）に大気圧に対して設定される推奨バッテリ電圧のマッピング関係を表す説明図、をそれぞれ示す。「推奨バッテリ電圧」については後に説明する。
【００１９】
本実施例では、前述したように、電流センサ６１及び温度センサ６２はバッテリ監視ＥＣＵ５０に接続されている。そのため、バッテリ３の状態に基づく許容ＳＯＣ（バッテリ許容ＳＯＣ）はバッテリ監視ＥＣＵ５０により実行される。また、モータ制御ＥＣＵ３０には気圧センサ６３が接続されているため、大気圧に依存したモータ８の状態に基づく許容ＳＯＣ（モータ許容ＳＯＣ）は、モータ制御ＥＣＵ３０により実行される。さらに、これらのＥＣＵ３０、５０に接続される車両制御ＥＣＵ４０がインバータの制御を行うため、バッテリ３の充電に際してＳＯＣの上限値を定めるのは車両制御ＥＣＵである。ただし、本明細書では、説明を理解し易くするため、バッテリ許容ＳＯＣとモータ許容ＳＯＣを求め、最終的にバッテリ充電時のＳＯＣ上限値を決定する処理を、図３に示した一つのフローチャートにまとめて説明する。そして、図３の処理を行う仮想的な一つの制御装置（バッテリ監視ＥＣＵ５０とモータ制御ＥＣＵ３０と車両制御ＥＣＵ４０を一つにした制御装置）を以下ではコントローラと称することにする。
【００２０】
まず、コントローラは、ステップＳ１２により電流データ取得処理を行う。コントローラ（バッテリ監視ＥＣＵ５０）には、前述したように、バッテリ３を流れる電流を計測する電流センサ６１が接続されている。そのため、この電流センサ６１から送られてくる電流データをこのステップＳ１２により取得する。また、コントローラ（バッテリ監視ＥＣＵ５０）には、バッテリ３のセル温度を計測する温度センサ６２も接続されている。そのため、この温度センサ６２から送られてくる温度データをステップＳ１３の温度データ取得処理により取得する。これらのデータはバッテリ３の状態を表す。
【００２１】
電流データ及び温度データを取得すると、コントローラは、次にステップＳ１４によりバッテリ許容ＳＯＣ算出処理を行う。バッテリ許容ＳＯＣは、バッテリ３の電気的な仕様により決定されるＳＯＣの上限値であるが、この値は、バッテリを流れる電流とバッテリの温度に対して予め定められている。バッテリ許容ＳＯＣは、バッテリが充放電を繰り返しても劣化があまり進行しない値に制限される。別言すれば、バッテリ許容ＳＯＣは、いわゆる過充電が生じない値に設定される。コントローラは、バッテリを流れる電流及びバッテリの温度に対するバッテリ許容ＳＯＣの値をマップで記憶している。ステップＳ１４では、コントローラは、記憶しているマップに取得した電流データと温度データを代入し、それらに対応したＳＯＣ（バッテリ許容ＳＯＣ）を求める。
【００２２】
次に、コントローラは、ステップＳ１５により大気圧データ取得処理を行う。コントローラ（モータ制御ＥＣＵ３０）には、前述したように、ハイブリッド車２の周囲の大気圧を計測する気圧センサ６３が接続されている。そのため、この気圧センサ６３から送られてくる気圧データをこのステップＳ１５により取得する。
【００２３】
[背景技術]の欄で述べたように、モータ８は、一般に、大気圧が下がる（空気密度が低くなる）と放電が生じ易くなることに起因して、電気的な絶縁耐圧が低下する。図４（Ａ）に示す気圧と耐圧低下率（モータの許容耐電圧の低下率）の関係（特性図）の一例を示す。この特性図からわかるように、大気圧の減少に従って絶縁耐圧が低下する。そのため、本実施例では、コントローラは、インバータの出力電圧がモータの許容耐電圧以下となるようにバッテリの最大出力電圧を決定する。
【００２４】
コントローラ（モータ制御ＥＣＵ３０）のメモリには、図４（Ｂ）に示す大気圧−推奨バッテリ電圧マップが予め記憶されている。なお、図４（Ｂ）のグラフでは、モータの要求から求まるバッテリの上限電圧を、バッテリの仕様から求まる上限電圧と区別するために、「推奨バッテリ電圧」と記述している。以下、本明細書でも「推奨バッテリ電圧」という表現を用いる。
【００２５】
コントローラは、このマップに基づいて推奨バッテリ電圧を決定する。インバータ回路では、出力を変化させるときにサージ電圧が生じる。図４（Ｂ）のマップは、このサージ電圧を考慮して、インバータ回路の出力電圧がモータ許容耐電圧を超えないためのバッテリの電圧の最大値を定めるものである。
【００２６】
図４（Ｂ）に示されているように、大気圧が下がると、モータの耐圧（モータの許容耐電圧）が低下する。モータ耐圧グラフに対して所定の安全マージンを差し引いたグラフ（点線のグラフ）がインバータ回路の出力電圧の上限値、即ち、推奨バッテリ電圧＋サージ電圧のグラフである。そのグラフからサージ電圧を差し引いたグラフが、推奨バッテリ電圧（バッテリ上限電圧）となる。
【００２７】
コントローラは、図４（Ｂ）のグラフから（即ち、記憶しているマップデータから）、大気圧に応じた推奨バッテリ電圧を決定する。この処理が、図３のフローチャートにおけるステップＳ１６：推奨バッテリ電圧決定処理に相当する。
【００２８】
次に、ステップＳ１７では、モータ許容ＳＯＣ算出処理により、推奨バッテリ電圧（即ち、インバータの出力電圧がモータ耐電圧を超えないためのバッテリ電圧の上限値）に対応するバッテリ３のＳＯＣ、つまりモータ許容ＳＯＣを算出する。このモータ許容ＳＯＣは、モータ８の耐電圧（モータ耐圧）から要求されるＳＯＣである。なお、このモータ許容ＳＯＣの算出には、図２を参照して説明したように、モータ制御ＥＣＵ３０のメモリに記憶されたＳＯＣ−電圧マップに基づいて行われる。
【００２９】
続いて、コントローラ（車両制御ＥＣＵ４０）は、ステップＳ１４で得られたバッテリ許容ＳＯＣと、ステップＳ１７で得られたモータ許容ＳＯＣを比較し、小さい方を充電時のバッテリのＳＯＣ上限値に設定する（ステップＳ１８）。以後、コントローラは、回生が可能な場合、設定したＳＯＣ上限値に至るまで回生で得た電力でバッテリ３を充電する。あるいは、コントローラは、バッテリ３の現在のＳＯＣが所定の下限値を下まわると、エンジン６の出力を走行用の駆動力とモータ８での発電に振り分け、エンジン６の動力によって発電し、その電力でバッテリ３を充電する。コントローラは、ステップＳ１８で設定したＳＯＣ上限値に達したら発電を停止する。
【００３０】
上述したようにコントローラ（ＥＣＵ３０、４０、５０）による図３の処理を行うことにより、本実施例のハイブリッド車２は、高地のように大気圧が低くなり、モータの許容耐電圧が低下しても、モータの許容耐電圧を超える電圧がモータに印加されないようにしている。大気圧が高い平地に戻ってきたときには、モータの許容耐圧の上昇に伴いバッテリのＳＯＣ上限値も上昇し、即ち、モータに印加される電圧の上限値も上昇し、通常の走行性能が復活する。なお、平地を走行する場合には、大気圧ではなく、バッテリの電流と温度から定まるバッテリ許容ＳＯＣが充電の上限値となり、バッテリが保護される。
【００３１】
実施例のハイブリッド車２では、平地、および、大気圧が平地よりも低い高地のいずれの環境下においてもバッテリ３及びモータ８を保護することが可能になる。これを、図５を参照して説明する。図５（Ａ）に、本実施例のバッテリＳＯＣ制御を適用した場合のモータ供給電圧の例を表す説明図を示す。また図５（Ｂ）に、本実施例のバッテリＳＯＣ制御を適用しない場合のモータ供給電圧の例を表す説明図を示す。
【００３２】
図５（Ａ）に示すように、本実施例のバッテリＳＯＣ制御を適用した場合のモータ供給電圧の例では、時間ｔ０においてモータ８に駆動電力が供給されると、ハイブリッド車２が標高０メートルの平地を走行しているときには、時間ｔ０の直後にモータ８への供給電圧Ｖｆｎとインバータ回路２０のサージ電圧が加わる。そのため、時間ｔ０の直後のピーク電圧Ｖｆｐは、標高０メートルにおけるモータ８の耐圧近くに達するが、その後においてはサージ電圧が収まるため、電圧Ｖｆｎがモータ８に供給される。平地の気圧は、ほぼ１０１ｋＰａであり高地よりも高い。そのため、モータ許容ＳＯＣは、バッテリ許容ＳＯＣよりも値が大きくなる（モータ許容ＳＯＣ＞バッテリ許容ＳＯＣ）。平地におけるＳＯＣ上限値は、両許容ＳＯＣの小さい方、つまりバッテリ許容ＳＯＣに設定されるので、運転者がブレーキペダルを踏むことによって開始されるモータ発電時のバッテリ充電制御では、モータ制御ＥＣＵ３０によりインバータ回路２０が制御されて、バッテリ３の電流と温度に依存して定まるバッテリ３の電気的な仕様上要求されるＳＯＣ上限値までバッテリ３が充電される。これにより、高地よりも気圧が低い平地においてはバッテリ３の保護が可能になる。また気圧が低い平地では、モータ８の絶縁強度が十分に確保されるため、モータ８の保護についても担保されている。
【００３３】
これに対して、ハイブリッド車２が標高５０００メートルの高地を走行しているときには、時間ｔ０の直後において、ピーク時電圧Ｖｈｐが標高５０００メートルにおけるモータ８の耐圧近くに達する。この電圧Ｖｈｐにも、前述と同様にモータ８への供給電圧Ｖｈｎにインバータ回路２０のサージ電圧が加わる。またその後においては電圧Ｖｆｎがモータ８に供給される。標高５０００メートルの高地の気圧は、ほぼ５４ｋＰａであることから、これに対応するモータ許容ＳＯＣはバッテリ許容ＳＯＣよりも値が小さくなる（モータ許容ＳＯＣ＜バッテリ許容ＳＯＣ）。そのため、高地におけるＳＯＣ上限値は、両許容ＳＯＣの小さい方、つまりモータ許容ＳＯＣに設定される。従って、モータ出力制御によりモータ８にはその耐電圧よりも低い供給電圧Ｖｈｎが供給される。これにより、平地よりも気圧が高い高地においてもモータ８の保護が可能になる。また図５（Ａ）からわかるように、高地における供給電圧Ｖｈｎは、平地における供給電圧Ｖｆｎよりも低い。そのため、高地では、バッテリ３の保護についても担保されている。
【００３４】
このように本実施例のハイブリッド車２では、当該車両が走行する標高に合わせて充電におけるバッテリ３のＳＯＣ上限値を変更してモータ８への供給電圧を制御する。そのため、モータ８の電気的な絶縁強度が低下し得る標高においては、モータ８への供給電圧がサージ電圧分を加味して下げられることから、モータ８へ供給される電圧がその耐圧を超えることはない。図５（Ｂ）に示すように、本実施例のバッテリＳＯＣ制御を適用しない場合のモータ供給電圧の例では、図５（Ａ）の例に比べて電圧波形の立ち上がりが緩やかである。この例では、高地時におけるモータ耐圧とサージ電圧の発生を考慮して、インバータ回路２０を構成するＩＧＢＴ等のスイッチングトランジスタ２１−２６のスイッチング速度が遅く設定されている。スイッチング速度を遅くするとサージ電圧が抑制できる。但し、副作用として、スイッチング素子の発熱が大きくなり、損失が増加する。また、標高５０００メートルの高地に合わせてピーク時電圧Ｖｐがモータ耐圧を超えないように、モータへの供給電圧Ｖｎが設定されている。
【００３５】
このように本実施例のハイブリッド車２では、インバータ回路２０を構成するＩＧＢＴ等のスイッチングトランジスタ２１−２６のスイッチング速度を遅くする必要がない。そのため、発熱量の増大とそれに伴う放熱体の大型化等、速度を遅くした場合に生じ得る種々の弊害を回避できる。なお、ＩＧＢＴ等のスイッチングトランジスタ２１−２６のゲート端子に抵抗を直列に接続してスイッチング速度を制御する回路方式もある。しかし、この方式では、スイッチング速度の変更パターンごとに異なる抵抗値の抵抗をゲート端子に接続する回路構成を採る必要がある。そのため、ＥＣＵを構成するマイクロコンピュータには、スイッチング速度の変更パターン数分の出力ポートを設ける必要がある。またそれによる速度変更は、段階的なものにならざるを得ないため、速度制御が離散的になる。したがって、このような回路方式では、バッテリ３やモータ８を保護するにはコストが嵩む。
【００３６】
なお、モータ８の耐電圧（サージ耐圧）を低下させる要因として、モータ８の周囲温度がある。モータ８は高出力状態が継続すると、そのコイル温度の上昇によりコイルの周囲温度も上昇する。そのため、コイルの周囲を取り巻く空気温度が上昇することによって、空気の気体密度が低下して高地における空気密度の低下と同様の状態になり得る。これにより、モータ８の耐電圧（サージ耐圧）の低下を招くことがある。ハイブリッド車２のモータ８には、典型的には、コイル温度を監視する目的で、温度センサが内装されている。そのため、このセンサ出力（温度データ）に基づいて、モータ許容ＳＯＣを求める処理（図３のステップＳ１５〜Ｓ１７）を図６に示すような構成にしてもよい。
【００３７】
図６は、図３のフローチャートにおけるステップＳ１５〜Ｓ１７を、Ｓ１１５〜Ｓ１１７に置き換えた処理である。ステップＳ１２〜１４、Ｓ１８は、図３の処理と同じである。図６に示す処理では、ステップＳ１１５により大気データ取得処理を行う。モータ制御ＥＣＵ３０（コントローラ）に接続されている気圧センサ６３から気圧データを取得する。次にステップＳ１１６のモータ温度取得処理により、モータ８の温度センサからモータ制御ＥＣＵ３０（コントローラ）に送られてくるモータ８の温度データを取得する。これにより、大気圧とモータ温度の情報が得られるため、続くステップＳ１１７のモータ許容ＳＯＣ算出処理により、モータ許容ＳＯＣを算出する。
【００３８】
例えば、大気圧とモータ温度をそれぞれ所定幅の値ごとにグループ分けをして、大気圧及びモータ温度の各条件を満たすものからモータ許容ＳＯＣを選択する。具体例として、  モータ温度：低温、かつ、大気圧：１０１ｋＰａ（標高０メートル相当）の場合には、モータ許容ＳＯＣは「高」、
モータ温度：高温、かつ、大気圧：１０１ｋＰａ（標高０メートル相当）の場合には、モータ許容ＳＯＣは「中」、
モータ温度：低温、かつ、大気圧：５４ｋＰａ（標高５０００メートル相当）の場合には、モータ許容ＳＯＣは「中」、
モータ温度：高温、かつ、大気圧：５４ｋＰａ（標高５０００メートル相当）の場合には、モータ許容ＳＯＣは「低」、のように設定した配列表をモータ制御ＥＣＵ３０のメモリに予め記憶する。なお、「低温」は、例えば５０℃未満、「高温」は、例えば５０℃以上にそれぞれ設定する。またモータ許容ＳＯＣの「高」は、例えば８０％、「中」は５０％、「低」は３０％にそれぞれ設定する。この例では、温度を３段階、大気圧を２段階に分けたが、これよりも細分化した多段階に分けてそれぞれにモータ許容ＳＯＣの「高」、「中」、「低」を割り当ててもよい。またモータ許容ＳＯＣも４段階以上に細分化してもよい。
【００３９】
コントローラは、上記の処理により算出されたモータ許容ＳＯＣをバッテリ許容ＳＯＣと比較し、小さい方を充電時のバッテリのＳＯＣ上限値に設定する。
【００４０】
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。インバータ回路２０及びモータ制御ＥＣＵ３０が「インバータ」の一例に相当する。モータ制御ＥＣＵ３０と車両制御ＥＣＵ４０とバッテリ監視ＥＣＵ５０を合わせた制御装置が「コントローラ」の一例に相当する。バッテリ許容ＳＯＣが「第１許容充電率」の一例に相当する。モータ許容ＳＯＣが「第２許容充電率」の一例に相当する。
【００４１】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４２】
２：ハイブリッド車
３：バッテリ
６：エンジン
９：自動変速機
８：モータ
１３、１４：駆動輪
２０：インバータ回路
２１：スイッチングトランジスタ
３０：モータ制御ＥＣＵ
４０：車両制御ＥＣＵ
５０：バッテリ監視ＥＣＵ
６１：電流センサ
６２：温度センサ
６３：気圧センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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