(57)【要約】【課題】電気ヒータのスイッチング素子が万一短絡故障を起こした場合であっても、電気ヒータの制御に係る信頼性の向上を可能とする電気ヒータ駆動装置を提供する。【解決手段】メインリレー１３と並列接続されるプリチャージ回路１４の下流側に接続されるコンデンサ１７を有し、始動時に、高電圧電源１１からの電流をプリチャージ回路１４に流し、コンデンサ１７に予備充電させた後に、メインリレー１３に電流を流すようにした走行用電動モータを備える車両に適用されるものであって、コンデンサ１７に対して並列接続される電気ヒータ１２０とスイッチ素子１３１、１３３とを備える電気ヒータ駆動装置において、コンデンサ１７による予備充電が行われる時に、スイッチ素子１３１、１３３を開状態にするようにしており、スイッチ素子１３１、１３３は、電気ヒータ１２０に対して直列に複数設けられるようにする。【選択図】図１
2010179889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧電源（１１）と、
前記高電圧電源（１１）の陽極側に接続されるメインリレー（１３）に対して並列接続されるプリチャージ回路（１４）と、
前記メインリレー（１３）および前記プリチャージ回路（１４）の電気流れの下流側に接続される充電用のコンデンサ（１７）とを有し、
イグニッションスイッチ（１５）による始動時に、前記高電圧電源（１１）からの電流を前記プリチャージ回路（１４）に流し、前記コンデンサ（１７）に予備充電させた後に、前記メインリレー（１３）に前記高電圧電源（１１）の電流を流すようにした走行用電動モータを備える車両に適用されるものであって、
前記コンデンサ（１７）に対して並列接続される暖房用の電気ヒータ（１２０）と、
前記電気ヒータ（１２０）に繋がる通電経路を開閉することで前記電気ヒータ（１２０）への供給電力を調整するスイッチ素子（１３１、１３３）と、
前記スイッチ素子（１３１、１３３）の開閉作動を制御する制御装置（１３２、１３４）とを備える電気ヒータ駆動装置において、
前記制御装置（１３２、１３４）は、前記コンデンサ（１７）による前記予備充電が行われる時に、前記スイッチ素子（１３１、１３３）を開状態にするようにしており、
前記スイッチ素子（１３１、１３３）は、前記電気ヒータ（１２０）に対して直列に複数設けられたことを特徴とする電気ヒータ駆動装置。
【請求項２】
前記高電圧電源（１１）の定格電圧をＶＩ、
前記電気ヒータ（１２０）の抵抗値をＲＨ、
前記プリチャージ回路（１４）の抵抗値をＲＩとした時に、
ＶＩ{１−ＲＨ／（ＲＩ＋ＲＨ）}＞１２
であることを特徴とする請求項１に記載の電気ヒータ駆動装置。
【請求項３】
走行用電動モータを備える車両に適用されるものであって、
暖房用の電気ヒータ（１２０）と、
前記電気ヒータ（１２０）に繋がる通電経路を開閉することで前記電気ヒータ（１２０）への供給電力を調整するスイッチ素子（１３１、１３３）と、
前記スイッチ素子（１３１、１３３）の開閉作動を制御する制御装置（１３２、１３４）とを備える電気ヒータ駆動装置において、
前記スイッチ素子（１３１、１３３）は、前記電気ヒータ（１２０）に対して直列に複数設けられており、
前記スイッチ素子（１３１、１３３）の閉状態故障を検知する故障検知手段（１３５）を備えており、
前記制御装置（１３２、１３４）は、前記電気ヒータ（１２０）へ電力供給を行う際に、前記故障検知手段（１３５）によって複数の前記スイッチ素子（１３１、１３３）のうち、１つのスイッチ素子（１３１）が閉状態故障であると検知されると、他のスイッチ素子（１３３）を開閉作動させて前記電気ヒータ（１２０）を制御することを特徴とする電気ヒータ駆動装置。
【請求項４】
走行用電動モータを備える車両に適用されるものであって、
暖房用の電気ヒータ（１２０）と、
前記電気ヒータ（１２０）に繋がる通電経路を開閉することで前記電気ヒータ（１２０）への供給電力を調整するスイッチ素子（１３１、１３３）と、
前記スイッチ素子（１３１、１３３）の開閉作動を制御する制御装置（１３２、１３４）とを備える電気ヒータ駆動装置において、
前記スイッチ素子（１３１、１３３）は、前記電気ヒータ（１２０）に対して直列に複数設けられており、
前記スイッチ素子（１３１、１３３）の閉状態故障を検知する故障検知手段（１３５）を備えており、
前記制御装置（１３２、１３４）は、前記電気ヒータ（１２０）への電力供給を停止させる際に、前記故障検知手段（１３５）によって複数の前記スイッチ素子（１３１、１３３）のうち、１つのスイッチ素子（１３１）が閉状態故障であると検知されると、他のスイッチ素子（１３３）を開状態にすることを特徴とする電気ヒータ駆動装置。
【請求項５】
前記電気ヒータ（１２０）は、互いに並列となるように複数設けられ、
前記スイッチ素子（１３１、１３３）は、それぞれの電気ヒータ（１２１、１２２）に対して直列に複数設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の電気ヒータ駆動装置。
【請求項６】
前記スイッチ素子（１３１、１３３）は、半導体スイッチ素子（１３１、１３３）であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の電気ヒータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１００Ｖ系から４００Ｖ系の高電圧電源、およびプリチャージ回路を備える環境対応自動車（燃料電池自動車、ハイブリッド電気自動車、電気自動車等）に適用される暖房用の電気ヒータ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、環境対応自動車に適用される空調装置の電気負荷制御装置として、特許文献１に示されるものが知られている。即ち、特許文献１の電気負荷制御装置では、暖房用の加熱器として電気ヒータ（電気負荷）が設けられており、この電気ヒータはインバータによってその作動が制御されるようになっている。インバータにはヒータ駆動回路が設けられており、このヒータ駆動回路によって車両の高電圧電源からの直流電力がスイッチングされることで電気ヒータに供給される電力がデューティ制御されるようになっている。
【０００３】
ヒータ駆動回路のスイッチ素子としては、例えばＩＧＢＴ等のトランジスタ（半導体スイッチ素子）が用いられていることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６４６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の電気負荷制御装置におけるスイッチ素子は、通常、１つの電気ヒータに対して１つ設けられるのが一般的であった。よって、このスイッチ素子が万一、短絡故障した場合は、上記で説明したようなスイッチングが不能となり、通常の電気ヒータの制御ができなくなる。
【０００６】
また、電気ヒータの作動が不要の時であっても電力供給を停止する方法がなくなり、電気ヒータにはその電気抵抗値に応じた電流が常に流れることになってしまう。よって、車両の高電圧電源（バッテリ）の電力を無駄に消費してしまい、ひいてはバッテリ上がりに繋がる。
【０００７】
更に、上記のような環境対応自動車は、始動時（イグニッションスイッチオン時）において、高電圧電源からの電流をまず、プリチャージ回路からコンデンサ（キャパシタ）に流し、コンデンサでプリチャージ（予備充電）を行い、高電圧電源の電圧が所定電圧以上あることを確認してから、メインリレーを介してインバータに電流を流すようにしている。
【０００８】
ここで、上記のように電気ヒータのスイッチ素子に短絡故障があると、始動時における高電圧電源からの電力が電気ヒータに供給されてしまい、コンデンサでのプリチャージが十分に行えず、電圧不足と判定（誤判定）されて、車両は始動不可となってしまう。
【０００９】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、電気ヒータのスイッチ素子が万一短絡故障を起こした場合であっても、電気ヒータの制御に係る信頼性の向上を可能とする電気ヒータ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【００１１】
まず、電気ヒータの制御に係る信頼性向上として、電気ヒータのスイッチング素子が万一短絡故障を起こした場合であっても、車両始動時におけるプリチャージ不足判定（誤判定）による車両始動不良を回避可能とするために、請求項１に記載の発明では、
高電圧電源（１１）と、
高電圧電源（１１）の陽極側に接続されるメインリレー（１３）に対して並列接続されるプリチャージ回路（１４）と、
メインリレー（１３）およびプリチャージ回路（１４）の電気流れの下流側に接続される充電用のコンデンサ（１７）とを有し、
イグニッションスイッチ（１５）による始動時に、高電圧電源（１１）からの電流をプリチャージ回路（１４）に流し、コンデンサ（１７）に予備充電させた後に、メインリレー（１３）に高電圧電源（１１）の電流を流すようにした走行用電動モータを備える車両に適用されるものであって、
コンデンサ（１７）に対して並列接続される暖房用の電気ヒータ（１２０）と、
電気ヒータ（１２０）に繋がる通電経路を開閉することで電気ヒータ（１２０）への供給電力を調整するスイッチ素子（１３１、１３３）と、
スイッチ素子（１３１、１３３）の開閉作動を制御する制御装置（１３２、１３４）とを備える電気ヒータ駆動装置において、
制御装置（１３２、１３４）は、コンデンサ（１７）による予備充電が行われる時に、スイッチ素子（１３１、１３３）を開状態にするようにしており、
スイッチ素子（１３１、１３３）は、電気ヒータ（１２０）に対して直列に複数設けられたことを特徴としている。
【００１２】
これにより、コンデンサ（１７）による予備充電が行われる時に、複数設けたスイッチ素子（１３１、１３３）のうちの１つが万一短絡故障を起こしても短絡故障のない他のスイッチ素子（１３３）は開状態が維持されて、高電圧電源（１１）の電流が電気ヒータ（１２０）に流れることを確実に防止できるので、コンデンサ（１７）において本来の高電圧電源（１１）の電圧に相当する充電電圧を検出でき、始動時電圧の誤判定をなくすことができる。よって、誤判定による車両始動不良をなくすことができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、
高電圧電源（１１）の定格電圧をＶＩ、
電気ヒータ（１２０）の抵抗値をＲＨ、
プリチャージ回路（１４）の抵抗値をＲＩとした時に、
ＶＩ{１−ＲＨ／（ＲＩ＋ＲＨ）}＞１２
であることを特徴としている。
【００１４】
上式の左辺は、プリチャージ回路（１４）にかかる電圧を示し、右辺は低電圧電源の定格電圧を想定した１２Ｖを示している。本発明は、プリチャージ回路（１４）にかかる電圧が１２Ｖよりも高くなるような高電圧電源（１１）を用いる場合に用いて好適である。
【００１５】
また、電気ヒータの制御に係る信頼性向上として、電気ヒータのスイッチング素子が万一短絡故障を起こした場合であっても、電気ヒータに対する本来の電力供給制御を行い、電気ヒータの作動制御を継続可能とするために、請求項３に記載の発明では、
走行用電動モータを備える車両に適用されるものであって、
暖房用の電気ヒータ（１２０）と、
電気ヒータ（１２０）に繋がる通電経路を開閉することで電気ヒータ（１２０）への供給電力を調整するスイッチ素子（１３１、１３３）と、
スイッチ素子（１３１、１３３）の開閉作動を制御する制御装置（１３２、１３４）とを備える電気ヒータ駆動装置において、
スイッチ素子（１３１、１３３）は、電気ヒータ（１２０）に対して直列に複数設けられており、
スイッチ素子（１３１、１３３）の閉状態故障を検知する故障検知手段（１３５）を備えており、
制御装置（１３２、１３４）は、電気ヒータ（１２０）へ電力供給を行う際に、故障検知手段（１３５）によって複数のスイッチ素子（１３１、１３３）のうち、１つのスイッチ素子（１３１）が閉状態故障であると検知されると、他のスイッチ素子（１３３）を開閉作動させて電気ヒータ（１２０）を制御することを特徴としている。
【００１６】
これにより、スイッチ素子（１３１、１３３）の１つが万一短絡故障を起こした場合であっても、他のスイッチ素子（１３３）を開閉制御することで電気ヒータ（１２０）に対する本来の電力供給制御を行い、電気ヒータ（１２０）の作動制御を継続させることができる。よって、低温環境下での電気ヒータ（１２０）による適切な暖房制御が継続可能となり、乗員に対する安全性を確保することができる。更に、スイッチ素子（１３１、１３３）の短絡故障による電気ヒータ（１２０）への不要な電力消費を防止して、車両の航続距離に対する悪影響をなくすことができる。
【００１７】
また、電気ヒータの制御に係る信頼性向上として、電気ヒータのスイッチング素子が万一短絡故障を起こした場合であっても、電気ヒータに常時電流が流れるのを防止して、高電圧電源での不要な電力消費を防止可能とするために、請求項４に記載の発明では、
走行用電動モータを備える車両に適用されるものであって、
暖房用の電気ヒータ（１２０）と、
電気ヒータ（１２０）に繋がる通電経路を開閉することで電気ヒータ（１２０）への供給電力を調整するスイッチ素子（１３１、１３３）と、
スイッチ素子（１３１、１３３）の開閉作動を制御する制御装置（１３２、１３４）とを備える電気ヒータ駆動装置において、
スイッチ素子（１３１、１３３）は、電気ヒータ（１２０）に対して直列に複数設けられており、
スイッチ素子（１３１、１３３）の閉状態故障を検知する故障検知手段（１３５）を備えており、
制御装置（１３２、１３４）は、電気ヒータ（１２０）への電力供給を停止させる際に、故障検知手段（１３５）によって複数のスイッチ素子（１３１、１３３）のうち、１つのスイッチ素子（１３１）が閉状態故障であると検知されると、他のスイッチ素子（１３３）を開状態にすることを特徴としている。
【００１８】
これにより、スイッチ素子（１３１、１３３）の１つが万一短絡故障を起こした場合であっても、他のスイッチ素子（１３３）を開状態とすることで、電気ヒータ（１２０）に常時電流が流れることを防止して、高電圧電源（１１）での不要な電力消費を防止することができる。そして、他の電気機器の作動に対する影響を与えることがなくなる。
【００１９】
請求項１〜請求項４に記載の発明において、請求項５に記載の発明のように、電気ヒータ（１２０）は、互いに並列となるように複数設けられるようにしても良く、この場合は、スイッチ素子（１３１、１３３）は、それぞれの電気ヒータ（１２１、１２２）に対して直列に複数設けられるようにするのが良い。
【００２０】
また、請求項１〜請求項５に記載の発明において、請求項６に記載の発明のように、スイッチ素子（１３１、１３３）として、半導体スイッチ素子（１３１、１３３）を選定すれば、コンパクトで制御容易な電気ヒータ駆動装置とすることができる。
【００２１】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態におけるシステム全体を示す電気回路図である。
【図２】予備充電時における充電電圧を示すタイムチャートである。
【図３】第２実施形態１における電気ヒータ駆動回路を示す電気回路図である。
【図４】第２実施形態２における電気ヒータ駆動回路を示す電気回路図である。
【図５】第２実施形態３における電気ヒータ駆動回路を示す電気回路図である。
【図６】第２実施形態４おける電気ヒータ駆動回路を示す電気回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態における電気ヒータ駆動装置１００について図１、図２を用いて説明する。第１実施形態の電気ヒータ駆動装置１００は、走行用電動モータを備える環境対応自動車（燃料電池自動車、ハイブリッド電気自動車、電気自動車等）の空調装置として適用されたものである。図１は車両におけるシステム全体を示す電気回路図、図２はプリチャージ（予備充電）時における充電電圧を示すタイムチャートである。
【００２４】
図１に示すように、車両には走行用電動モータ（図示せず）を始めとして、電気ヒータ駆動装置１００を含む種々の機器を駆動させるための電源部としての高電圧電源１１が設けられている。この高電圧電源１１は、例えば１００Ｖ系から４００Ｖ系の直流高圧電源であり、本実施形態では、例えば３００Ｖのものを採用している。
【００２５】
高電圧電源１１の陽極側には、回路保護のためのメインヒューズ１２が接続されており、更にこのメインヒューズ１２の電気流れ下流側には、メインリレー１３が接続されている。メインリレー１３は、自身の接続された通電経路を開閉することで、高電圧電源１１からの電流を遮断あるいは導通させるスイッチである。メインリレー１３はここでは通常は開状態とされる常開リレーとしており、後述する電圧異常検出装置１８からメインリレー１３のコイルに通電されると閉状態となるようになっている。
【００２６】
メインヒューズ１２の電気流れ下流側には、メインリレー１３に対して並列接続されるプリチャージ回路１４が設けられている。プリチャージ回路１４には、メインヒューズ１２側から電気流れ下流側に向けて、抵抗１４ａとリレー１４ｂとが設けられている。抵抗１４ａは数十Ω程度（例えば２０Ω）の抵抗値を有する抵抗体である。
【００２７】
リレー１４ｂは、自身の接続された通電経路を開閉することで、高電圧電源１１からの電流を遮断あるいは導通させるスイッチである。リレー１４ｂはここでは通常は開状態とされる常開リレーとなっている。リレー１４ｂのコイルは、例えば定格１２Ｖの低電圧電源１６、およびイグニッションスイッチ１５に接続されている。つまり、イグニッションスイッチ１５がオンされると、低電圧電源１６からリレー１４ｂのコイルに電流が流れ、リレー１４ｂは閉状態となり、高電圧電源１１からの電流がプリチャージ回路１４を介して、後述するプリチャージ用コンデンサ１７側に流れるようになっている。
【００２８】
プリチャージ用コンデンサ（以下、コンデンサ）１７は、車両の始動時（イグニッションスイッチ１５オン時）にプリチャージ（予備充電）を行う蓄電器であり、メインリレー１３とプリチャージ回路１４との電気流れ下流側に接続されている。
【００２９】
コンデンサ１７には、低電圧電源１６の電力によって作動されて、コンデンサ１７でプリチャージされた充電電圧を検出する電圧異常検出装置１８が設けられている。電圧異常検出装置１８は、検出された充電電圧が予め定められた所定電圧Ｖ２（例えば高電圧電源の定格３００Ｖの７０％とした２１０Ｖ）以上であるとメインリレー１３のコイルに通電するようになっている。つまり、電圧異常検出装置１８は、コンデンサ１７での充電電圧が２１０Ｖ以上あると、始動時の電圧として適正と判断して、メインリレー１３に通電してメインリレー１３を閉じさせる（オンさせる）ものである。
【００３０】
電気ヒータ駆動装置１００は、上記電気回路においてコンデンサ１７に対して並列接続されている。電気ヒータ駆動装置１００は、空調装置の暖房機能を果たすものであって、空調空気の加熱器としての電気ヒータ１２０と、この電気ヒータ１２０の作動を制御する電気ヒータ駆動回路１３０Ａとを備えている。尚、電気ヒータ駆動装置１００の電気流れ上流側には、回路保護用の空調用ヒューズ１１０が設けられている。
【００３１】
電気ヒータ１２０は、例えばニクロム線を利用したシーズヒータによって構成されており、乗員からの暖房要求、および車室内温度等に基づいて、高電圧電源１１からの電流が通電されることで、発熱して、空調空気を加熱するようになっている。
【００３２】
電気ヒータ駆動回路１３０Ａは、電気ヒータ１２０に繋がる通電経路を開閉することで電気ヒータ１２０へ供給される電力を調整する複数（ここでは２つ）のスイッチ（スイッチ素子）１３１、１３３と、このスイッチ１３１、１３３の開閉作動をそれぞれ制御するスイッチ制御回路（制御装置）１３２、１３４と、各スイッチ１３１、１３３の閉状態故障（短絡故障）を検知する短絡故障検知回路（故障検知手段）１３５とを備えている。
【００３３】
スイッチ１３１、１３３は、電気ヒータ１２０に対して直列となるように接続されている。ここでは、スイッチ１３１、１３３は、電気ヒータ１２０の電気流れ上流側と下流側とにそれぞれ接続されている。そして、上流側のスイッチが上流側スイッチ１３１、下流側のスイッチが下流側スイッチ１３３となっている。各スイッチ１３１、１３３としては、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）のような半導体スイッチ素子が採用されている。
【００３４】
スイッチ制御回路１３２、１３４は、上記スイッチ１３１、１３３にそれぞれ対応するように設けられており、上流側スイッチ１３１に対応するものが上流側スイッチ制御回路１３２、下流側スイッチ１３３に対応するものが下流側スイッチ制御回路１３４となっている。各スイッチ制御回路１３２、１３４は、各スイッチ１３１、１３３に通電することで、各スイッチ１３１、１３３を閉状態とし、各スイッチ１３１、１３３に非通電とすることで、各スイッチ１３１、１３３を開状態とする。つまり、各スイッチ制御回路１３２、１３４は、各スイッチ１３１、１３３に対して、通電あるいは非通電を繰り返す（デューティ駆動信号を与える）ことで、各スイッチ１３１、１３３を任意のデューティ比で閉状態とすることができる。
【００３５】
短絡故障検知回路１３５は、各スイッチ制御回路１３２、１３４から各スイッチ１３１、１３３に出力されるデューティ駆動信号（オンオフ信号）に対して、各スイッチ１３１、１３３の開状態が検出されない場合に、各スイッチ１３１、１３３が短絡故障にあることを検知するようになっている。
【００３６】
尚、本実施形態では、高電圧電源１１の定格電圧をＶＩ、電気ヒータ１２０の抵抗値をＲＨ、プリチャージ回路１４の抵抗値（抵抗１４ａの抵抗値）をＲＩとした時に、
ＶＩ{１−ＲＨ／（ＲＩ＋ＲＨ）}＞１２
の関係が成立するように設定されている。
【００３７】
上式の左辺は、プリチャージ回路１４にかかる電圧を示し、右辺は低電圧電源１６の定格電圧を想定した１２Ｖを示している。つまり、本実施形態は、プリチャージ回路１４にかかる電圧が１２Ｖよりも高くなるような高電圧電源１１を用いる場合に対応しているのである。
【００３８】
次に、上記電気ヒータ駆動装置１００の作動について説明する。
【００３９】
１．車両始動時
車両始動時において、イグニッションスイッチ１５がオンされると、スイッチ制御回路１３２、１３４は、各スイッチ１３１、１３３を強制的に開状態（オフ）にする。ここで、短絡故障検知回路１３５によって、万一各スイッチ１３１、１３３のうち、１つのスイッチ１３１（１３４）が短絡故障していた場合は、他のスイッチ１３４（１３１）が強制的に開状態（オフ）となるのである。
【００４０】
イグニッションスイッチ１５がオンされることで、低電圧電源１６からリレー１４ｂのコイルに通電されて、リレー１４ｂが閉状態（オン）となる。そして、高電圧電源１１の電流が、メインヒューズ１２、プリチャージ回路１４を流れ、コンデンサ１７に至り、コンデンサ１７でプリチャージが行われる。
【００４１】
この時、上記のように、スイッチは複数設けられており、複数のスイッチ１３１、１３４のうち少なくとも１つは開状態（オフ）とされていることから、高電圧電源１１から電気ヒータ１２０に電流が流れることがない。つまり、高電圧電源１１からコンデンサ１７のみに電流が流れるために、図２に示すように、電圧異常検出装置１８は、時間Ｔ１でコンデンサ１７における所定電圧Ｖ２（２１０Ｖ）を検出し、更に時間Ｔ２で定格電圧Ｖ３（３００Ｖ）相当の電圧を検出する。
【００４２】
よって、電圧異常検出装置１８は、始動時において短時間のうちに、高電圧電源１１に適正な電圧があると判断して、メインリレー１３に通電してメインリレー１３を閉じさせる（オンにする）。
【００４３】
２．電気ヒータ作動時
メインリレー１３がオンされると、高電圧電源１１からの電流が電気ヒータ駆動装置１００に流れることになる。空調装置の暖房要求、および車室内温度等に応じて、スイッチ制御回路１３２、１３４によってスイッチ１３１、１３３の閉状態（オン）が調整され、電気ヒータ１２０に流れる電力量が調整されて、空調空気の加熱度合いが制御される。
【００４４】
ここで、短絡故障検知回路１３５によって各スイッチ１３１、１３３の両者ともが正常であると判定されれば、一方のスイッチ１３１（１３３）を常に閉状態（オン）として、他のスイッチ１３３（１３１）をディーティ制御することで、電気ヒータ１２０に供給される電力量が制御されることになる。
【００４５】
また、暖房要求があり、かつ、車室内温度が予め定めた所定温度以下である時に、短絡故障検知回路１３５によって各スイッチ１３１、１３３のうち、万一１つのスイッチ（１３１）が短絡故障であると判定されれば、他のスイッチ（１３３）に対して、デューティ制御することで、電気ヒータ１２０に供給される電力量が制御されるようにしている。
【００４６】
３．電気ヒータ停止時
更に、空調装置の暖房要求、および車室内温度（上記所定温度より高い場合）に応じて電気ヒータ１２０の作動が不要となる時に、短絡故障検知回路１３５によって各スイッチ１３１、１３３の両者ともが正常であると判定されれば、両スイッチ１３１、１３３を共に開状態（オフ）とすることで、電気ヒータ１２０への電力供給が確実に停止される。
【００４７】
また、短絡故障検知回路１３５によって各スイッチ１３１、１３３のうち、万一１つのスイッチ（１３１）が短絡故障であると判定されれば、他のスイッチ（１３３）を開状態（オフ）とすることで、電気ヒータ１２０への電力供給が確実に停止されるようにしている。
【００４８】
以上のように、本実施形態では、始動時にプリチャージを行う環境対応自動車において、まず電気ヒータ１２０のスイッチ１３１、１３３を開状態にしてプリチャージを行うようのであるが、電気ヒータ１２０の通電経路を開閉するスイッチとして、電気ヒータ１２０に対して直列となるように複数のスイッチ１３１、１３３を設けるようにしている。
【００４９】
これにより、コンデンサ１７によるプリチャージが行われる時に、複数設けたスイッチ１３１、１３３のうちの１つが万一短絡故障を起こしても短絡故障のない他のスイッチ素子（１３３）は開状態が維持されて、高電圧電源１１の電流が電気ヒータ１２０に流れることを確実に防止できるので、コンデンサ１７において本来の高電圧電源１１の電圧に相当する充電電圧を検出でき、始動時電圧の誤判定をなくすことができる。よって、誤判定による車両始動不良をなくすことができる。
【００５０】
ここで、従来技術のように、電気ヒータ１２０に対してスイッチが１つだけ設けられている場合では、万一その１つのスイッチが短絡故障していると、電気ヒータ１２０への通電を遮断する方法がなく、始動時において、コンデンサ１７および電気ヒータ１２０の両者に高電圧電源１１からの電流が流れてしまう。すると、高電圧電源１１の電圧はコンデンサ１７と電気ヒータ１２０とに分配されて、コンデンサ１７に充電される電圧は、以下の数式１に示される電圧となってしまう。
【００５１】
（数１）
コンデンサ充電電圧Ｖ１＝Ｖ３｛ＲＨ／（ＲＩ＋ＲＨ）｝
但し、ＲＨは電気ヒータ１２０の抵抗値、
ＲＩはプリチャージ回路１４の抵抗１４ａの抵抗値、である。
【００５２】
例えば、各抵抗値ＲＨ、ＲＩをそれぞれ２０Ωとすると、コンデンサ充電電圧Ｖ１は１５０Ｖとなり、所定電圧Ｖ２を満足しないという判定（誤判定）を招いてしまい（図２）、よって、電圧異常検出装置１８は、メインリレー１３への通電を行わないことになる。即ち、これは、高電圧電源１１に十分な電圧があっても、メインリレー１３がオンとならず、各電気機器への通電が行われず、車両は始動できないことを意味する。本実施形態では、このような車両の始動不良を回避できるのである。
【００５３】
また、電気ヒータ１２０を作動させる際に、１つのスイッチ１３１が万一短絡故障していても、他のスイッチ１３３を開閉制御するようにしているので、電気ヒータ１２０に対する本来の電力供給制御を可能として、電気ヒータ１２０の作動制御を継続させることができる。よって、低温環境下での電気ヒータ１２０による適切な暖房制御が継続可能となり、乗員に対する安全性を確保することができる。更に、スイッチ１３１、１３３の短絡故障による電気ヒータ１２０への不要な電力消費を防止して、車両の航続距離に対する悪影響をなくすことができる。
【００５４】
更に、暖房が不要であり、電気ヒータ１２０を停止させる際に、１つのスイッチ１３１が万一短絡故障していても、他のスイッチ１３３を開状態とすることで、電気ヒータ１２０への電力供給を確実に停止することができる。よって、電気ヒータ１２０に常時電流が流れることを防止して、高電圧電源１１での不要な電力消費を防止することができる。そして、他の電気機器の作動に対する影響を与えることがなくなる。
【００５５】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、電気ヒータ駆動回路１３０Ａにおいて、複数のスイッチ１３１、１３３を電気ヒータ１２０の電気流れの上流側と下流側にそれぞれ接続するようにしたが、これに限らず、図３の第２実施形態１（電気ヒータ駆動回路１３０Ｂ）に示すように、電気ヒータ１２０の下流側に接続する、あるいは、図４の第２実施形態２（電気ヒータ駆動回路１３０Ｃ）に示すように、電気ヒータ１２０の上流側に接続するようにしても良い。
【００５６】
また、上記第１実施形態では、電気ヒータ駆動回路１３０Ａにおいて、電気ヒータ１２０を１つ設けるものとして説明したが、これに限らず、並列となるように複数設けるようにしても良い。この場合は、図５の第２実施形態３（電気ヒータ駆動回路１３０Ｄ）に示すように、第１電気ヒータ１２１に対して、第１上流側スイッチ１３１ａ、第１下流側スイッチ１３３ａを接続すると共に、第２電気ヒータ１２２に対して、第２上流側スイッチ１３１ｂ、第２下流側スイッチ１３３ｂを接続するようにすれば良い。そして、上流側スイッチ制御回路１３２によってスイッチ１３１ａ、１３１ｂを制御し、下流側スイッチ制御回路１３４によってスイッチ１３３ａ、１３３ｂを制御する。
【００５７】
また、図６の第２実施形態４（電気ヒータ駆動回路１３０Ｅ）に示すように、第１、第２電気ヒータ１２１、１２２の上流側に上流側スイッチ１３１を接続すると共に、第１電気ヒータ１２１の下流側に第１下流側スイッチ１３３ａを接続し、第２電気ヒータ１２２の下流側に第２下流側スイッチ１３３ｂを接続するようにしても良い。そして、上流側スイッチ制御回路１３２によってスイッチ１３１を制御し、下流側スイッチ制御回路１３４によってスイッチ１３３ａ、１３３ｂを制御する。
【００５８】
（その他の実施形態）
上記第１実施形態では、電気ヒータ１２０に設けるスイッチを２つとしたが、これに限らず、３つ以上としても良い。
【００５９】
また、スイッチは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）に代えて、絶縁ゲート電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）としても良い。更には、半導体スイッチ素子に限らず、例えばリレーに置き換えても良い。
【００６０】
また、電気ヒータは、シーズヒータに限らず、セラミックＰＴＣヒータとしても良い。
【００６１】
また、車両始動時のプリチャージを行う際に、コンデンサ１７での充電電圧に基づいて高電圧電源１１の良否判定を行うようにしたが、これに限らず、コンデンサ１７側に流れる電流値に基づいて高電圧電源１１良否判定を行うようにしても良い。即ち、電気ヒータ１２０のスイッチの短絡故障がなければ、電気ヒータ１２０側への通電はなく、コンデンサ１７側での電流は予め定めた所定電流以下となることを判定すれば良い。
【符号の説明】
【００６２】
１１  高電圧電源
１３  メインリレー
１４  プリチャージ回路
１５  イグニッションスイッチ
１７  プリチャージ用コンデンサ（充電用コンデンサ）
１００  電気ヒータ駆動装置
１２０  電気ヒータ
１３１  上流側スイッチ（スイッチ素子）
１３２  上流側スイッチ制御回路（制御装置）
１３３  下流側スイッチ（スイッチ素子）
１３４  下流側スイッチ制御回路（制御装置）
１３５  短絡故障検知回路（故障検知手段）
【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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