JP5937621B2 - 漏電検知器、電動式乗り物の漏電検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、漏電検知器、電動式乗り物の漏電検知方法に関する。

電気エネルギーを走行動力源とした乗り物（以下、電動式乗り物という）には、直流電力を蓄えるバッテリ、該バッテリに蓄えられた直流電力を交流電力に変換するインバータ、及び該インバータの出力により駆動される電気モータなどの電装品が搭載されている。なお、これらの電装品は、グランド電位に維持されている車体グランド部位から絶縁分離（フローティング）されるように絶縁性を有したケースに搭載されている。 例えば、特許文献１には、バッテリが車体グランド部位から絶縁分離されている状態であっても漏電の検出及び漏電部位の推測を行うことが開示されている。

特開平６−１５３３０３号公報

ところで、特許文献１に開示されている漏電検知器が、漏電検出を行うためには、該電動式乗り物のシステム（例えば電源系統、測定系統、及び制御系統）が起動した後でなければならない。したがって、特許文献１に開示されている漏電検知器では、電動式乗り物のシステムが起動する前に漏電検知を行うことができない。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電動式乗り物のシステム起動の有無に関わらず簡易に漏電検知を行うことができる装置並びに方法を提供することである。

前記課題を解決するために、本発明のある形態（aspect）に係る漏電検出器は、バッテリと、外部から該バッテリに電力供給する外部電力線の一端に形成された端子部と電気的に接続可能な充電コネクタとを有する電動式乗り物における漏電を検知する漏電検知器であって、前記充電コネクタと電気的に接続可能なコネクタ接続部と、前記電動式乗り物の車体グランド部位と接触される接触片と、前記バッテリから前記車体グランド部位への漏電の有無を前記コネクタ接続部と前記接触片との間に流れる電流に基づいて検知する検知回路と、を備えるものである。

前記構成によれば、漏電検知器のコネクタ接続部を電動式乗り物の充電コネクタと電気的に接続することで、該コネクタ接続部の電位を該電動式乗り物のバッテリの端子電圧に応じた電位とすることができる。つまり、漏電検知のためにバッテリの両端に専用の接続端子（例えば、ワニ口クリップ）を接続して該バッテリの端子電圧をセンシングする手間を省くことができる。そして、この状態で、接触片を車体グランド部位に接触することで、バッテリから車体グランド部位への漏電の有無をコネクタ接続部と接触片との間に流れる電流に基づいて検知することができる。つまり、漏電検知を実行する主体は充電コネクタと電気的に接続された車外の漏電検知器であって、電動式乗り物のシステム起動の有無を問わずに漏電検知を実行することができる。以上より、電動式乗り物のシステムが起動する前であっても車外からバッテリの漏電検知を簡易に行うことができる。

前記漏電検知器において、前記コネクタ接続部は、前記充電コネクタを介して前記バッテリの正極側及び負極側と電気的に接続可能となるよう構成される、としてもよい。

前記構成によれば、コネクタ接続部を充電コネクタと電気的に接続することで、回路を切り換えることにより、バッテリの正極側とバッテリの負極側の両方の漏電を検知できる。

前記漏電検知器において、前記検知回路は、前記接触片を介して前記バッテリの一方の電極と前記車体グランド部位との間を短絡するか否かを切り替えるスイッチと、前記スイッチにより前記バッテリの一方の電極と前記車体グランド部位との間が短絡されたとき、前記検知回路が正常に作動するか否かを判定する動作判定部と、を備える、としてもよい。

前記構成によれば、通常の漏電検知動作を実行するのか、若しくは検知回路が正常に作動するか否かを判定する、いわゆる自己診断を実行するのかを、スイッチにより任意に選択することができる。これにより、検知回路が正常に作動することが判定されたことを条件として、通常の漏電検知動作を実行することができる。

前記漏電検知器において、前記電動式乗り物は、前記充電コネクタと前記バッテリとの間に配設され、前記充電コネクタと前記バッテリとの間を連通又は遮断する第１の車載リレーと、前記第１の車載リレーを作動させる車体制御ユニットと、を備え、前記充電コネクタ及び前記コネクタ接続部は、前記漏電検知器と前記車体制御ユニットとが互いに通信可能に接続されるよう構成され、前記漏電検知器は、前記車体制御ユニットに対し、前記検知回路を作動させる際に前記充電コネクタと前記バッテリとの間を連通するよう前記第１の車載リレーを作動させる指令を、前記コネクタ接続部及び前記充電コネクタを介して出力するよう構成される、としてもよい。

前記構成によれば、コネクタ接続部が充電コネクタと電気的に接続されたら直ぐに漏電検知動作が実行されるのではなく、漏電検知動作を実行するときに限って第１の車載リレーを作動させて充電コネクタとバッテリとの間を連通することができるので、バッテリに蓄えられた電力を用いて漏電検知をすることができる。

前記漏電検知器において、前記電動式乗り物は、前記バッテリと電気的に接続され、且つシステム起動前にその接点が閉じる第２の車載リレーを備え、前記漏電検知器は、前記車体制御ユニットに対し、前記検出回路を起動させる際に前記第２の車載リレーの接点を閉じる前記第２の車載リレーを作動させる指令を、前記コネクタ接続部及び前記充電コネクタを介して出力するよう構成される、としてもよい。

前記構成によれば、コネクタ接続後、第１、第２の車台リレーの接点を閉じる指令を与えることができ、システム起動前であっても漏電検知のための回路を構成することができ、漏電検知動作を実行することができる。

前記漏電検知器において、前記検知回路は、前記車体制御ユニットに対し、予め定める終了条件を満足すると、前記充電コネクタと前記バッテリとの間を遮断するよう前記第１の車載リレーを作動させる指令を前記コネクタ接続部及び前記充電コネクタを介して出力するよう構成される、としてもよい。

前記構成によれば、予め定める終了条件、例えば、漏電検知開始からの経過時間が所定の閾値時間に到達すれば、第１の車載リレーを作動させて充電コネクタとバッテリとの間を遮断するので、漏電検知状態が不所望に長く続くことを防ぐことができ、バッテリに蓄えられた電力の消費を抑制することができる。なお、予め定める終了条件は、漏電検知開始からの経過時間が所定の閾値に到達することであってもよいし、他の条件であってもよい。例えば、この終了条件として、正極及び負極の漏電検知動作が終了したことであってもよいし、正極及び負極のいずれかで漏電検知したことであってもよい。

前記漏電検知器において、前記検知回路は、前記コネクタ接続部に対し前記バッテリと並列に接続された、前記バッテリの端子電圧よりも低電圧の電圧源をさらに備え、前記動作判定部により前記検知回路が正常に作動するか否かを判定する際に、前記充電コネクタ及び前記コネクタ接続部を介した前記バッテリとの電気的な接続を遮断するとともに、前記接触片を介して前記電圧源の一方の電極と前記車体グランド部位との間を短絡させるよう構成される、としてもよい。

前記構成によれば、自己診断の際に、電動式乗り物のバッテリの端子電圧ではなく、該バッテリの端子電圧よりも低い漏電検知器の電圧源（内蔵バッテリ、商用電源の電圧をＡＣ／ＤＣ変換した電圧など）の電圧を利用することにより、バッテリに蓄えられた電力の消費を抑制することができる。また、漏電検知器の電圧源の電圧は電動式乗り物のバッテリの端子電圧よりも低いので、自己診断の際に接触片を介して電圧源の一方の電極と車体グランド部位との間を短絡させたときに流れる電流を抑制することができ、漏電検知器の安全性を向上することができる。また、電動式乗り物のバッテリの残量が少なくても、漏電検知が可能となる。

前記漏電検知器は、前記充電コネクタと電気的に接続可能な外部充電器に搭載される、としてもよい。

前記構成によれば、充電コネクタと電気的に接続可能な外部充電器のコネクタを有効に活用することができ、該外部充電器に搭載される漏電検知器向けに新たに別のコネクタを設ける必要がなくなる。

前記漏電検知器は、充電時の開始時又は終了時に自動的に漏電の有無を検知する、としてもよい。

前記構成によれば、外部充電器によるバッテリへの充電を開始する前又は充電を終了した後にその充電の実効性を自動的に確認することができる。

前記漏電検知器は、前記外部充電器を前記充電コネクタと長期的に電気的に接続している状態であるときに、定期的に漏電の有無を検知する、としてもよい。

前記構成によれば、充電コネクタと長期的に電気的に接続されている電動式乗り物の長期保管中の期間を有効に活用して、漏電の有無を検知することができる。

前記課題を解決するために、本発明の他の形態（aspect）に係る電動式乗り物の漏電検出方法は、バッテリと、外部から該バッテリに電力供給する外部電力線の一端に形成された端子部と電気的に接続可能な充電コネクタとを有する電動式乗り物における漏電を、前記充電コネクタに電気的に接続可能なコネクタ接続部と、前記電動式乗り物の車体グランド部位と接触されせる接触片と、を備える漏電検知器により検知する方法であって、前記コネクタ接続部を前記充電コネクタに電気的に接続することと、前記接触片を前記車体グランド部位に接触することと、前記バッテリから前記車体グランド部位への漏電の有無を、前記コネクタ接続部と前記接触片との間に流れる電流に基づいて検知することと、を含むものである。

前記方法によれば、電動式乗り物のシステムが起動する前であっても車外からバッテリの漏電検知を簡易に行うことができる。

前記課題を解決するために、本発明の更にその他の形態（aspect）に係る電動式乗り物の漏電検出方法は、バッテリと、前記バッテリからグランド電位に維持されている車体グランド部位への漏電を検知する車載漏電検知器と、外部から該バッテリに電力供給する外部電力線の一端に形成された端子部と電気的に接続可能であり、且つ前記車載漏電検知器と通信可能となるよう構成された充電コネクタと、を有する電動式乗り物における漏電を、前記充電コネクタに電気的に接続可能であって、且つ前記車載漏電検知器と通信可能となるよう構成されたコネクタ接続部を備える制御装置により検知する方法であって、前記コネクタ接続部を前記充電コネクタに電気的に接続することと、前記制御装置が前記コネクタ接続部及び前記充電コネクタを介して前記車載漏電検知器に起動指令を送信することと、前記車載漏電検知器が前記制御装置からの前記起動指令を受信して、前記車載漏電検知器が前記バッテリから前記車体グランド部位への漏電の有無を検知することと、前記車載漏電検知器が前記充電コネクタ及び前記コネクタ接続部を介して漏電の有無の検知結果を示す情報を前記制御装置に送信することと、前記制御装置が前記車載漏電検知器から前記漏電の有無の検知結果を示す情報を前記充電コネクタ及び前記コネクタ接続部を介して受信することと、を含むものである。

前記方法によれば、電動式乗り物のシステムが起動する前であっても車外からバッテリの漏電検知を簡易に行うことができる。

本発明の前記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

本発明によれば、電動式乗り物のシステム起動の有無に関わらず簡易に漏電検知を行うことができる装置や方法を提供することができる。

図１は本発明の実施の形態１における全体システムの構成例として、電動式乗り物の左側面図の一例と電動式乗り物の外部接続例とを示した図である。 図２は図１に示す電動二輪車の電気システムの構成例として、特に電装品及びそれらの電気配線を示したブロック図である。 図３Ａは図１に示す漏電検知器の回路構成例を示す図である。 図３Ｂは図１に示す漏電検知器のその他の回路構成例を示す図である。 図４は本発明の実施の形態１におけるバッテリユニットの負極側が漏電した際の漏電検知器の動作例を説明するための図である。 図５は本発明の実施の形態１におけるバッテリユニットの正極側が漏電した際の漏電検知器の動作例を説明するための図である。 図６は本発明の実施の形態１における漏電検知器がバッテリユニットの負極側の漏電を検出する際の動作を模擬して自己診断するときの状態を説明するための図であり、 図７は本発明の実施の形態１における漏電検知器がバッテリユニットの正極側の漏電を検出する際の動作を模擬して自己診断するときの状態を説明するための図である。 図８は漏電検知器に搭載されている内蔵バッテリの端子電圧を利用する、図６に示す自己診断動作の変形例を説明するための図である。 図９は本発明の実施の形態２における車載漏電検知器及び外部制御装置それぞれの概略構成例を示すブロック図である。 図１０は本発明の実施の形態１における漏電検知器を搭載した漏電検知機能付充電器を含む、本発明の実施の形態３における全体システムの構成例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下ではすべての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、特に言及しない場合にはその重複する説明を省略する。

（実施の形態１）
[全体システムの構成例]
本発明の実施の形態１は、電動式乗り物が元々備えているバッテリ充電用の充電コネクタを、車外の漏電検知器と該電動式乗り物とを互いに電気的に且つ通信可能に接続するためのコネクタとしても利用し、該電動式乗り物のシステムが起動する前であっても該電動式乗り物における漏電の検知を可能とするものである。

図１は本発明の実施の形態１における全体システムの構成例として、電動式乗り物の左側面図の一例と電動式乗り物の外部接続例とを示した図である。図１では、電動式乗り物として電動二輪車が例に挙げられているが、電動二輪車に限るものではなく、その他の鞍乗型の電動車両（電動三輪車など）であってもよいし、多目的車両などの居住空間を有する電動四輪車や、小型船舶のような車両以外の乗り物であってもよい。また、内燃機関を併せ持つハイブリッド型の乗り物であってもよい。

図１に示す電動二輪車１は、従動輪である前輪２と、駆動輪である後輪３と、前輪２と後輪３との間に配設される車体フレーム４と、車体フレーム４に支持された電気モータ５と、を備えている。電動二輪車１は、内燃機関を備えておらず、電気モータ５により発生された走行動力により後輪３を回転駆動するように構成されている。

前輪２は、あるキャスター角で傾斜しながら略上下方向に延設されたフロントフォーク６の下部において回転可能に支持されている。フロントフォーク６の上部にはステアリングシャフト７が接続され、ステアリングシャフト７の上部にはバー型のハンドル８が取り付けられている。ハンドル８の右グリップは、操縦者が電気モータ５により発生される走行動力を調整するためのスロットルグリップである。

車体フレーム４は、ヘッドパイプ１１と、左右一対且つ上下一対のメインフレーム１２と、左右一対のダウンフレーム１３と、左右一対のピボットフレーム１４と、左右一対のスイングアーム１５と、シートフレーム１６とを有している。なお、ヘッドパイプ１１は、ステアリングシャフト７を回転可能に支持している。また、シートフレーム１６は、操縦者及び同乗者が前後に並んで着座可能なシート（図示せず）を支持している。

電気モータ５は、ダウンフレーム１３の下方且つピボットフレーム１４の前方の領域に配置されている。電気モータ５により発生された走行動力は、動力伝達機構１７を介して後輪３に伝達される。電気モータ５は、絶縁性を有したモータケース１８に収容されている。モータケース１８は、動力伝達機構１７を構成する変速機（図示せず）を電気モータ５と共に収容し、ダウンフレーム１３及びピボットフレーム１４に懸架されている。なお、変速機は、多段型及び無段型のどちらでもよいし、手動型及び自動型のどちらでもよい。

電動二輪車１は、電気モータ５を収容するモータケース１８の他に、絶縁性を有したインバータケース１９及びバッテリケース８０を搭載している。インバータケース１９はインバータ２０をはじめとした電装品を収容しており、バッテリケース８０はバッテリユニット６０をはじめとした電装品を収容している。インバータケース１９は、メインフレーム１２とピボットフレーム１４とシートフレーム１６とにより囲まれた側面視で略逆三角形状の空間に配置され、バッテリケース８０の下後端部の直ぐ後ろに配置されている。バッテリケース８０は、左右一対のメインフレーム１２の間、左右一対のダウンフレーム１３の下側部よりも上、且つピボットフレーム１４よりも前の空間に配置され、前輪２及び後輪３により前後方向に挟まれている。

バッテリケース８０にはバッテリユニット６０を車外から充電するための充電コネクタ４９が配設されている。例えば、充電コネクタ４９の嵌合（装着）部がバッテリケース８０の外装面に露出されてもよいし、バッテリケース８０の開口部（充電口）に配設されて該開口部が所定のカバーで被覆されるようにしてもよい。

充電コネクタ４９の嵌合部は、バッテリユニット６０から配線された充電線４９１の端部に設けられたピンと、後述の車体制御ユニット５９から配線された通信線４９２の端部に設けられたピンとを含んでいる。図１に示すように、充電コネクタ４９は、バッテリユニット６０向けの外部充電器（図示せず）のみならず、メンテナンス作業者がメンテナンス時に利用する漏電検知器１００とも電気的に接続可能となっている。

漏電検知器１００は、バッテリユニット６０から車体フレーム４などのグランド電位に維持されている部位への漏電の有無を検知する。さらに、漏電検知器１００は、自己診断のために電動式乗り物１を実際に漏電させるのではなく、バッテリユニット６０と車体フレーム４などのグランド電位とを故意に短絡させる機能をも備えている。漏電検知器１００は、充電コネクタ４９のピンと互いに嵌合するピンを有したコネクタ１０１を備えている。図１では、充電コネクタ４９のピンとコネクタ１０１のピンとが嵌合されて、漏電検知器１００と電動式乗り物１とが互いに電気的に且つ通信可能に接続されている状態を表している。また、漏電検知器１００は、電動式乗り物１のグランド電位に維持されている車体フレーム４などの車体グランド部位と接触させるための接触片（a contactor or a probe）１０９を備えている。なお、接触片１０９は、漏電検知器１００から延設されたケーブル１５０の端部に形成されている。

[電気システムの構成例]
図２は、図１に示す電動二輪車１の電気システムの構成例として、特に電装品及びそれらの電気配線を示したブロック図である。

図２に示すように、バッテリユニット６０は、複数のバッテリモジュール６１と、バッテリフレーム６４とを有し、高圧且つ直流の単体の二次電池として機能するユニットである。各バッテリモジュール６１は、複数のバッテリセル６２と、複数のバッテリセル６２を収容する直方体状のモジュール筐体６３とを有する。各バッテリセル６２は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの、直流電力を蓄える二次電池である。複数のバッテリセル６２は、モジュール筐体６３内で整列配置され、且つ電気的に直列に接続されている。複数のバッテリモジュール６１は、バッテリフレーム６４に繋ぎ止められた状態となってバッテリケース８０内で密集配置され、電気的には直列に接続されている。

このように、バッテリユニット６０は、電気的に言えば、多数のバッテリセル６２が直列に接続されたものであり、その結果として高圧直流の二次電池（例えば、２００〜３００Ｖ）として機能している。バッテリユニット６０は、正極側の充電線４９１ｐ及び負極側の充電線４９１ｎから成る充電線４９１を介して充電コネクタ４９に電気的に接続されるとともに、正極側電源線３１ｐ及び負極側電源線３１ｎから成る高圧電線３１を介してインバータ２０に電気的且つ機械的に接続されている。インバータ２０は、バッテリユニット６０から送られる高圧の直流電力を、車体制御ユニット５９からのトルク指令などに従って三相の交流電力に変換し、その三相の交流電力を三相交流配線３２を介して電気モータ５に供給する。電気モータ５は、インバータ２０からの交流電力の給電を受けて駆動され、電流などの電気的特性に応じた走行動力を発生する。

高圧電線３１の正極側電源線３１ｐ上には、インバータ用正極側リレー３６が配設されており、インバータ用正極側リレー３６と並列に正極側電源線３１ｐから迂回した迂回配線３３が形成されている。迂回配線３３上には、電流制限抵抗３４と突入電流防止リレー３５とが直列に配設されている。高圧電線３１の負極側電源線３１ｎ上には、インバータ用負極側リレー３７が配設されている。

バッテリユニット６０とインバータ用正極側リレー３６及びインバータ用負極側リレー３７との間の高圧電線３１から分岐した配線３０１には車載漏電検知器３００が電気的に接続されている。車載漏電検知器３００は、バッテリユニット６０から車体フレーム４などのグランド電位に維持されている車体グランド部位への漏電を検知するものである。例えば、車載漏電検知器３００は、バッテリユニット６０とインバータ用リレー（３６，３７）との間の高圧電線３１から分岐した高圧配線３０１と接続される他に、グランド電位に維持された車体フレーム４とグランド線３０２を介して接続されている。車載漏電検知器３００は、例えば、直列に接続された２つの漏電検出抵抗であってその接続点がグランド電位と接続され、且つ該漏電検出抵抗それぞれに生じた電圧降下に応じてバッテリユニット６０から車体フレーム４へと至る漏電パスが形成されているか否かを検知するよう構成されている。なお、車載漏電検知器３００は、バッテリユニット６０の漏電を単に検知するだけでなく、バッテリユニット６０の漏電を検知したときにはバッテリユニット６０とインバータ２０との間を遮断するようインバータ用リレー（３６，３７）を直接的に作動させる機能を具備してもよい。若しくは、車体制御ユニット５９によってインバータ用リレー（３６，３７）を間接的に作動させるために、車載漏電検知器３００は漏電を検知した結果を車体制御ユニット５９に伝達するように構成されてもよい。

インバータケース１９は、その両電極がそれぞれ正極側電源線３１ｐと負極側電源線３１ｎとに接続された平滑コンデンサ３８を収容している。電動式乗り物１のシステム起動時に各リレー（３５〜３７）の開閉状態を適宜選択すると、平滑コンデンサ３８に電荷が蓄積されていなくても、インバータ２０に過大な突入電流が流れることを防ぐことができる。なお、正極側電源線３１ｐ、負極側電源線３１ｎ及び／又は迂回配線３３上には、電流計５３が配設されている。なお、図２では、正極側電源線３１ｐ上にのみ電流計５３が配設されている場合が示されている。

隣り合って配設されるバッテリモジュール６１同士を接続する接続配線３９上には、サービスプラグ４０が配設されている。サービスプラグ４０は、接続配線３９の導通及び遮断を切り換えるプラグ４１と、過電流が流れたときに接続配線３９を遮断するヒューズ４２とを備えている。メンテナンス作業者は、プラグ４１を手動操作することにより、接続配線３９が導通してバッテリユニット６０から電気モータ５に電力供給可能な給電状態と、接続配線３９が遮断してバッテリユニット６０から電気モータ５への電力供給を遮断する遮断状態とを切り換える。

電動式乗り物１は、電気モータ５の電源となるバッテリユニット６０とは別に、低圧直流（例えば、ＤＣ１２Ｖ）の二次電池である低圧バッテリ４３を備えている。低圧バッテリ４３は、低圧電線４４を介して電気モータ５以外の電力負荷に接続されている。低圧バッテリ４３を電源とする電力負荷としては、例えば、バッテリユニット６０の充電状態を監視するバッテリ監視ユニット５８や、電気モータ５及びインバータ２０の駆動制御を含めた電動式乗り物１全体の制御を司る車体制御ユニット５９が含まれる。なお、バッテリ監視ユニット５８は、バッテリユニット６０の充電状態に応じてバッテリユニット６０とインバータ２０との間の高圧電線３１を遮断するように各リレー（３５〜３７）を作動させることができる。また、車体制御ユニット５９は、バッテリ監視ユニット５８と互いに通信をし、バッテリユニット６０の充電状態を示す情報を共有している。そして、車体制御ユニット５９は、バッテリユニット６０の充電状態を示す情報に応じて各リレー（３５〜３７）を作動させるか若しくはインバータ２０へ任意のトルク指令を出力する。その他、低圧バッテリ４３を電源とする電力負荷としては、ヘッドライト、テールランプ及び方向指示器などの灯火器や、速度表示器などの計器及び表示器も含まれる。

低圧バッテリ４３は、正極側電源線４６ｐ及び負極側電源線４６ｎから成る低圧側コンバータ配線４６を介してＤＣ／ＤＣコンバータ４５に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ４５は正極側電源線４７ｐ及び負極側電源線４７ｎから成る高圧側コンバータ配線４７を介して高圧電線３１の正極側電源線３１ｐ及び負極側電源線３１ｎとそれぞれ接続されている。高圧側コンバータ配線４７の正極側電源線４７ｐ及び負極側電源線４７ｎ上には、ＤＣ／ＤＣコンバータ用リレー４８が配設されている。なお、図２では、高圧側電源線４７ｐ上にのみＤＣ／ＤＣコンバータ用リレー４８が配設されている場合が示されている。

高圧電線３１は、正極側充電線４９１ｐ及び負極側充電線４９１ｎから成る充電線４９１を介して充電コネクタ４９と接続されている。正極側充電線４９１ｐ上には充電用正極側リレー５１が配設され、充電用充電線４９１ｎ上には充電量負極側リレー５２が配設されている。前記のとおり、充電コネクタ４９は、正極側充電線４９１ｐ及び負極側充電線４９１ｎそれぞれの端部に形成されたピンの他に、車体制御ユニット５９と漏電検知器１００との間の通信に用いられる通信線４９２の端部に形成されたピンを含んでいる。また、充電コネクタ４９は、バッテリユニット６０を充電する外部充電器と電気的に接続するコネクタであるとともに、漏電検知器１００が備えているコネクタ１０１と電気的に接続するコネクタである。つまり、充電コネクタ４９は、漏電検知器１００と電動式乗り物１とを電気的に接続するコネクタとして流用されている。

なお、充電コネクタ４９に外部充電器が電気的に接続されると、外部充電器からの電力が充電線４９１及び高圧電線３１を介してバッテリユニット６０に供給され、これによりバッテリユニット６０を充電することができる。また、外部充電器から供給される電力により低圧バッテリ４３を充電することもできる。さらに、電動式乗り物１の減速時には、電気モータ５を発電機として機能させることもでき、この場合、電気モータ５により発生した交流電力（回生電力）はインバータ２０により直流電力に変換され、この直流電力によりバッテリユニット６０及び低圧バッテリ４３を充電することができる。また、バッテリユニット６０に蓄えられている直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ４５により低圧バッテリ４３向けの直流電力に変換して、この直流電力により低圧バッテリ４３を充電することもできる。

[漏電検知器の構成例]
図３は、図１に示す漏電検知器１００の回路構成例を示す図である。なお、図３では、図面の簡略化のために、充電コネクタ４９と電気的に接続されるコネクタ１０１が漏電検知器１００と一体的に形成されている場合としている。

漏電検知器１００は、メンテナンス作業者が持ち運び容易な可搬型の漏電検知器である。
図３Ａに示す漏電検知器１００は、バッテリユニット６０の正極側から配線された正極側充電線４９１ｐの端部である充電コネクタ４９のピンと接続される正極側コネクタ端子ＴＰと、バッテリユニット６０の負極側から配線された負極側充電線４９１ｎの端部である充電コネクタ４９のピンと接続される負極側コネクタ端子ＴＮと、車体制御ユニット５９から配線された通信線４９２の端部である充電コネクタ４９のピンと接続される制御端子Ｃと、接触片１０９から配線されたケーブル１５０の一端と接続される接触片接続端子ＴＧと、を備えている。したがって、図３Ａの例では、充電コネクタ４９のピンとして、接触片接続端子ＴＧ以外の前記の端子（ＴＰ，ＴＮ，Ｃ）に対応する３つのピンが含まれている。

一方、図３Ｂに示す漏電検知器１００は、図３Ａに示す漏電検知器１００と比べて、接触片１０９を備えておらず、充電コネクタ４９を介して車体フレーム４などの車体グランド部位と電気的に接続可能となっている。つまり、図３Ｂに示す漏電検知器１００は、接触片接続端子ＴＧの代わりに車体グランド端子ＢＧが設けられている点が相違している。したがって、図３Ｂの例では、充電コネクタ４９のピンとして、接触片接続端子ＴＧ以外の前記の端子（ＴＰ，ＴＮ，Ｃ）と車体グランド端子ＢＧとにそれぞれに対応する４つのピンが含まれる。なお、図３Ａ及び図３Ｂともに、漏電検知器１００は、車体のグランド電位と共通となるように検知器内部のグランド電位を決定するグランド端子Ｇをさらに備えてもよい。この場合、充電コネクタ４９のピンとして、図３Ａに示す例では４つのピン（端子ＴＰ，ＴＮ，Ｃ，Ｇに対応したピン）を含み、図３Ｂに示す例では５つのピン（端子ＴＰ，ＴＮ，Ｃ，Ｇ，ＢＧ）を含む。

漏電検知器１００では、正極側コネクタ端子ＴＰと負極側コネクタ端子ＴＮとの間には漏電検出抵抗Ｒｐ，Ｒｎが直列に接続されており、正極側コネクタ端子ＴＰと漏電検出抵抗Ｒｐとの間の配線上にはＳＰＳＴ（Single Pole, Single Throw）方式のスイッチＳＷ３Ａが配設され、負極側コネクタ端子ＴＮと漏電検出抵抗Ｒｎとの間の配線上にはＳＰＳＴ方式のスイッチＳＷ３Ｂが配設されている。正極側コネクタ端子ＴＰ及び負極側コネクタ端子ＴＮとスイッチＳＷ３Ａ及びスイッチ３Ｂとは、充電コネクタ４９を介してバッテリユニット６０の正極側及び負極側の両方と電気的に接続可能となるよう構成されたコネクタ接続部を実現している。漏電検出抵抗Ｒｐ，Ｒｎの接続点は接触片接続端子ＴＧと接続されている。したがって、接触片１０９がグランド電位に維持されている車体フレーム４と接触するとき、漏電検出抵抗Ｒｐ，Ｒｎの接続点の電位は車体フレーム４のグランド電位となる。

漏電検知器１００は、内蔵バッテリ１０７と、ＳＰＳＴ方式のスイッチＭＳＷと、ＳＰＳＴ方式のスイッチＳＷ１と、補助リレーＡＳＷのコイルとが直列に接続されている。補助リレーＡＳＷの接点の一端に抵抗Ｒｇの一端が接続され、補助リレーＡＳＷの接点の他端は接触片接続端子ＴＧと接続されている。抵抗Ｒｇの他端は、ＳＰＤＴ(Single Pole, Double Throw)方式のスイッチＳＷ２の固定接点と接続されている。スイッチＳＷ２の可動接点の一方は正極側コネクタ端子ＴＰと接続され、スイッチＳＷ２の可動接点の他方は負極側コネクタ端子ＴＮと接続されている。また、スイッチＳＷ２の可動接点に対して並列にバッテリユニット６０の端子電圧を検出する電圧検出器１０８が接続される。

漏電検知器１００は、内蔵バッテリ１０７によってそれぞれ駆動される制御器１１２及び警報器１１６を備えている。制御器１１２は、バッテリユニット６０から車体フレーム４などの車体グランド部位への漏電の有無を前記のコネクタ接続部（ＴＰ，ＴＮ，ＳＷ３Ａ，ＳＷ３Ｂ）と接触片１０９との間に流れる電流（具体的には、漏電検出抵抗Ｒｐ，Ｒｎに生じた電圧降下ΔＶｐ，ΔＶｎ）に基づいて検知する検知部１１３と、スイッチＳＷ１がオンすることにより接触片１０９を介してバッテリユニット６０の正極及び負極の一方と車体フレーム４などの車体グランド部位との間が短絡されたとき、漏電検知が行われるか否かを判定（自己診断）する動作判定部１１４と、漏電検知の開始からの経過時間を計数する計数部１１５とを備えている。さらに、制御器１１２は、各スイッチ（ＭＳＷ，ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３Ａ，ＳＷ３Ｂ）の状態を制御するスイッチ制御部（図示せず）と、制御端子Ｃ及び充電コネクタ４９を介して電動式乗り物１側の車体制御ユニット５９と通信（例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信）を行う通信処理部（図示せず）を備える。制御器１１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、マイクロコンピュータ、又は論理回路などによって実現される。なお、制御器１１２は、互いに協働して分散制御する複数の制御器によって構成されてもよい。警報器１１６は、ＬＥＤ１１７及びスピーカ１１８を備えている。制御器１１２の検知部１１３によって漏電が検知された場合には、ＬＥＤ１１７が点灯するとともにスピーカ１１８から漏電を検出した旨を表す警告音を出力する。

[漏電検知動作例]
図４、図５を参照しながら、図３Ａに示す漏電検知器１００の動作例を説明する。なお、 図３Ｂに示す漏電検知器１００の動作例は、図３Ａに示す漏電検知器の動作例と接触片１０９を車体グランド部位に接触させるか否かの相違しかないので、その説明を省略する。図４は、本発明の実施の形態１におけるバッテリユニット６０の正極側が漏電した際の漏電検知器１００の動作例を説明するための図であり、図５は、本発明の実施の形態１におけるバッテリユニット６０の負極側が漏電した際の漏電検知器１００の動作例を説明するための図である。なお、図４及び図５に示す例では、電動式乗り物１側では、バッテリユニット６０と充電コネクタ４９との間の充電用正極側リレー５１及び充電用負極側リレー５２それぞれの接点が閉じられており、漏電検知器１００側では、コネクタ１０１が電動式乗り物１の充電コネクタ４９と電気的に接続されているものとする。

まず、スイッチＳＷ３Ａ及びスイッチＳＷ３Ｂの両方が閉じられて漏電検知器１００はバッテリユニット６０の正極側及び負極側と電気的に接続されており、且つバッテリユニット６０の漏電が発生していない場合とする。この場合、漏電検知器１００の正極側コネクタ端子ＴＰ及び負極側コネクタ端子ＴＮにはバッテリユニット６０の端子電圧が印加されている状態となる。この状態で、接触片１０９を車体フレーム４などの車体グランド部位に接触させたとき、漏電検知器１００の接触片接続端子ＴＧの電位及び漏電検出抵抗Ｒｐと漏電検出抵抗Ｒｎとの接続点の電位はグランド電位に維持される。すると、漏電検知器１００において、漏電検出抵抗Ｒｐにはバッテリユニット６０の正極側の電位とグランド電位との間の電位差に相当する電圧が印加され、且つ漏電検出抵抗Ｒｎにはバッテリユニット６０の負極側の電位とグランド電位との間の電位差に相当する電圧が印加された状態となる。以下では、この状態を「正常な状態」と呼ぶこととする。

図４に示す例では、バッテリユニット６０の正極側において漏電（短絡）が実際に発生している状態を表している。具体的には、バッテリユニット６０の正極側における地絡点Ｐ１から対地インピーダンス（図示せず）を介して車体フレーム４に向けて地絡電流が流れる電流路（以下、漏電パスという。図中の破線部で表されている）が形成されている。このとき、スイッチＳＷ３Ｂが閉じられることにより、漏電検知器１００は充電コネクタ４９を介してバッテリユニット６０の負極側のみと電気的に接続される。そして、地絡点Ｐ１から漏電パスを介して車体フレーム４に向けて流れた地絡電流は、図中の太線部で表される電流路により地絡点Ｐ１へと帰還される。図中の太線部で表される電流路は、接触片１０９、ケーブル１５０、接触片接続端子ＴＧ、漏電検出抵抗Ｒｎ、スイッチＳＷ３Ｂ、負極側コネクタ端子ＴＮ、及び充電コネクタ４９を順に経由するように形成されている。したがって、漏電検出抵抗Ｒｎの両端には地絡電流に応じた電圧降下ΔＶｎが生じるので、漏電検知器１００はこの電圧降下ΔＶｎの有無を検出することにより、バッテリユニット６０の正極側の漏電の有無を検出することができる。

図５に示す例では、バッテリユニット６０の負極側において漏電（短絡）が実際に発生している状態を表している。具体的には、バッテリユニット６０の負極側における地絡点Ｐ２から対地インピーダンス（図示せず）を介して車体フレーム４に向けて地絡電流が流れる漏電パス（図中の破線部で表されている）が形成されている。このとき、スイッチＳＷ３Ａが閉じられることにより、漏電検知器１００は充電コネクタ４９を介してバッテリユニット６０の正極側のみと電気的に接続される。そして、地絡点Ｐ２から漏電パスを介して車体フレーム４に向けて流れた地絡電流は、図中の太線部で表される電流路により地絡点Ｐ２へと帰還される。図中の太線部で表される電流路は、接触片１０９、ケーブル１５０、接触片接続端子ＴＧ、漏電検出抵抗Ｒｐ、スイッチＳＷ３Ａ、正極側コネクタ端子ＴＰ、充電コネクタ４９を順に経由するように形成される。したがって、漏電検出抵抗Ｒｐの両端には地絡電流に応じた電圧降下ΔＶｐが生じるので、漏電検知器１００はこの電圧降下ΔＶｐの有無を検出することにより、バッテリユニット６０の負極側の漏電の有無を検出することができる。

前記の動作例によれば、漏電検知器１００のコネクタ接続部（ＴＰ，ＴＮ，スイッチＳＷ３Ａ，ＳＷ３Ｂ）を電動式乗り物１の充電コネクタ４９と電気的に接続することで、漏電検知器１００のコネクタ接続部の電位を該電動式乗り物１のバッテリユニット６０の端子電圧に応じた電位とすることができる。つまり、漏電検知のためにバッテリユニット６０の両端に専用の接続端子（例えば、ワニ口クリップ）を接続して該バッテリユニット６０の端子電圧をセンシングする手間を省くことができる。そして、この状態で、接触片１０９を車体フレーム４などの車体グランド部位に接触することで、バッテリユニット６０から車体グランド部位への漏電の有無をコネクタ接続部と接触片１０９との間に流れる電流に基づいて検知することができる。つまり、漏電検知を実行する主体は充電コネクタ４９と電気的に接続された車外の漏電検知器１００であり、電動式乗り物１のシステム起動の有無を問わずに漏電検知を実行できる。以上より、電動式乗り物１のシステムが起動する前であっても車外からバッテリユニット６０の漏電検知を簡易に行うことができる。

また、前記の動作例によれば、コネクタ接続部を充電コネクタ４０と電気的に接続することで、コネクタ接続部の電位をバッテリユニット６０の正極側及び負極側のいずれか一方の電位とすることができる。したがって、バッテリユニット６０の正極側の漏電検知又はバッテリユニット６０の負極側の漏電検知を任意に選択することができる。

なお、図３Ａに示す漏電検知器１００によれば、接触片接続端子ＴＧから延設されたケーブル１５０の一端にある接触片１０９を、車体の任意の位置に接触させることができるので、車体の漏電個所を詳細に調査することができる。

また、図３Ｂに示す漏電検知器１００によれば、車体グランド端子ＢＧは充電コネクタ４９を介して車体フレーム４などの車体グランド部位に接続されるので、図３Ａに示す接触片１０９を車体グランド部位に接触させる手間を省くことができ、メンテナンス作業者にとって利便性が増すことになる。
[漏電検知器の自己診断動作例]
図６、図７を参照しながら、図３Ａに示す漏電検知器１００の自己診断動作例を説明する。なお、図３Ｂに示す漏電検知器１００の自己診断動作例については同様に説明を省略する。

図６は、本発明の実施の形態１における漏電検知器１００がバッテリユニット６０の負極側の漏電を検出する際の動作を模擬して自己診断するときの状態を説明するための図であり、図７は本発明の実施の形態１における漏電検知器１００がバッテリユニット６０の正極側の漏電を検出する際の動作を模擬して自己診断するときの状態を説明するための図である。なお、図６及び図７に示す例では、電動式乗り物１側では、バッテリユニット６０と充電コネクタ４９との間の充電用正極側リレー５１及び充電用負極側リレー５２それぞれの接点が閉じらており、漏電検知器１００側では、漏電検知器１００のコネクタ１０１が電動式乗り物１の充電コネクタ４９と電気的に接続されている場合とする。

図６に示す例では、バッテリユニット６０の負極側の漏電パス（図５に示す破線部）が模擬されている。具体的には、スイッチＭＳＷ及びスイッチＳＷ１が閉じられており、この結果、補助リレーＡＳＷのコイルが内蔵バッテリ１０７により励磁されて、補助リレーＡＳＷの接点が閉じられている。また、スイッチＳＷ２の固定接点は負極側コネクタ端子ＴＮと接続されたスイッチＳＷ２の可動接点の一方と接続されるように、スイッチＳＷ２の接続状態が確定している。さらに、漏電検知器１００がバッテリユニット６０の負極側と電気的に接続されるように、スイッチＳＷ３Ｂが閉じられている。

すると、バッテリユニット６０の負極側は、充電コネクタ４９、負極側コネクタ端子ＴＮ、スイッチＳＷ３Ｂ、スイッチＳＷ２、抵抗Ｒｇ、補助リレーＡＳＷの接点、接触片接続端子ＴＧ、接触片１０９を介してグランド電位に維持されている車体フレーム４に至る電流路（図６に示す太線部）を形成する。この電流路により、バッテリユニット６０の負極側の漏電パス（図５に示す破線部）が模擬される。また、バッテリユニット６０の負極側とグランド電位に維持されている車体フレーム４との間には抵抗Ｒｇと漏電検出抵抗Ｒｎとが並列に接続された状態となる。このため、スイッチＳＷ１及び補助リレーＡＳＷが開かれた「正常な状態」と比較すると、バッテリユニット６０の両端と車体フレーム４との間のインピーダンス値が異なるので、漏電検出抵抗Ｒｐ，Ｒｎには「正常な状態」とはそれぞれ異なる電流が流れることとなる。そこで、漏電検知器１００におけるＬＥＤ５４４及びスピーカ５４５の駆動状態を確認することによって、漏電検知器１００が正常に作動しているか否かを確認することが可能となっている。

図７に示す例では、バッテリユニット６０の正極側の漏電パス（図４に示す破線部）が模擬されている。具体的には、スイッチＭＳＷ及びスイッチＳＷ１が閉じられており、この結果、補助リレーＡＳＷのコイルが内蔵バッテリ１０７により励磁されて、補助リレーＡＳＷの接点が閉じられている。また、スイッチＳＷ２の固定接点は正極側コネクタ端子ＴＰと接続されたスイッチＳＷ２の可動接点の他方と接続されるように、スイッチＳＷ２の接続状態が確定している。さらに、漏電検知器１００がバッテリユニット６０の正極側と電気的に接続されるように、スイッチＳＷ３Ａが閉じられている。

すると、バッテリユニット６０の正極側は、充電コネクタ４９、正極側コネクタ端子ＴＰ、スイッチＳＷ３Ａ、スイッチＳＷ２、抵抗Ｒｇ、補助リレーＡＳＷの接点、接触片接続端子ＴＧ、接触片１０９を介してグランド電位に維持されている車体フレーム４に至る電流路（図７に示す太線部）を形成する。この電流路により、バッテリユニット６０の正極側の漏電パス（図４に示す破線部）が模擬される。また、バッテリユニット６０の正極側とグランド電位に維持されている車体フレーム４との間では、抵抗Ｒｇと漏電検出抵抗Ｒｐとが並列に接続された状態となる。このため、スイッチＳＷ１及び補助リレーＡＳＷが開かれた「正常な状態」と比較すると、バッテリユニット６０の両端と車体フレーム４との間のインピーダンス値が異なるので、漏電検出抵抗Ｒｐ，Ｒｎには「正常な状態」とは異なる電流がそれぞれ流れることとなる。そこで、漏電検知器１００におけるＬＥＤ５４４及びスピーカ５４５の駆動状態を確認することによって、漏電検知器１００が正常に作動しているか否かを確認することが可能となっている。

前記の動作例によれば、通常の漏電検知動作を実行するのか、若しくは漏電検知器１００が正常に作動するか否かを判定する、いわゆる自己診断を実行するのかを、スイッチＭＳＷ及びスイッチＳＷ１により任意に選択することができる。これにより、漏電検知器１００が正常に作動することが判定されたことを条件として、通常の漏電検知動作を実行することができる。また、自己診断の際、バッテリユニット６０の正極側又は負極側を実際に漏電させるのではなく、スイッチＳＷ１，ＳＷ２によりバッテリユニット６０の一方の電極と車体グランド部位との間を故意に短絡させることにより、コネクタ接続部と接触片１０９との間に流れる電流に基づいて自己診断を安全に且つ高精度に実行することができる。

［漏電検出／自己診断時の車載リレー操作例］
上記の漏電検知器１００の動作例において、電動式乗り物１が備える充電用正極側リレー５１及び充電用負極側リレー５２の接点の開閉操作を漏電検知器１００が車体制御ユニット５９との通信を介して行ってもよい。

まず、漏電検知器１００のコネクタ１０１が電動式乗り物１の充電コネクタ４９と電気的に接続されることにより、漏電検知器１００はコネクタ１０１及び充電コネクタ４９を介して車体制御ユニット５９と通信可能に接続される。そして、漏電検知器１００は、漏電検知又は自己診断を開始するために、車体制御ユニット５９に対し、充電コネクタ４９とバッテリユニット６０との間を連通するよう充電用正極側リレー５１及び充電用負極側リレー５２を作動させる指令を、コネクタ１０１及び充電コネクタ４９を介して出力する。そして、充電用正極側リレー５１及び充電用負極側リレー５２の接点が閉じた後、漏電検知器１００は、コネクタ接続部を構成するスイッチＳＷ３Ａ及びスイッチＳＷ３Ｂの一方を閉じるような制御を実行したとき、バッテリユニット６０の正極側及び負極側の一方と電気的に接続される。そして、前記の説明のとおり、バッテリユニット６０の正極側及び負極側の一方から車体フレーム４への漏電の有無が検知されるか、若しくはその際の動作が確認（自己診断）される。

漏電の有無が検知されるか、若しくはその際の動作が確認された後、漏電検知器１００は、車体制御ユニット５９に対し、充電コネクタ４９とバッテリユニット６０との間を遮断するよう充電用正極側リレー５１及び充電用負極側リレー５２を作動させる指令を、コネクタ１０１及び充電コネクタ４９を介して出力する。これにより、充電用正極側リレー５１及び充電用負極側リレー５２の接点が開くので、バッテリユニット６０と漏電検知器１００とは電気的に遮断された状態となる。

前記のとおり漏電検知器１００によって電動式乗り物１側の充電用正極側リレー５１及び充電用負極側リレー５２が操作されることで、漏電検知器１００による漏電検知又は自己診断が行われてる期間に限ってバッテリユニット６０に蓄えられた電力を有効に利用することができ、これにより、バッテリユニット６０に蓄えられた電力の消費を抑制することができる。

なお、本実施の形態では、漏電検知器１００による漏電検知又は自己診断が行われる期間を、例えば、電動式乗り物１のシステム起動前の期間とすることができる。具体的には、電動式乗り物１のシステム起動時には、インバータ２０への突入電流防止のために、バッテリユニット６０とインバータ２０との間に配設された各リレー（３５〜３７）の開閉状態が適宜選択される。また、電動式乗り物１のシステム起動時に、バッテリユニット６０とＤＣ／ＤＣコンバータ４５との間に配設されたＤＣ／ＤＣコンバータ用リレー４８が開閉される場合もある。

そこで、漏電検知器１００は、車体制御ユニット５９に対し、リレー（３５〜３７，４８）の接点が開閉するようなシステム起動時の前の期間に、充電コネクタ４９とバッテリユニット６０との間を連通するよう充電用正極側リレー５１及び充電用負極側リレー５２を作動させる指令を、コネクタ１０１及び充電コネクタ４９を介して出力する。これにより、漏電検知器１００による漏電検知又は自己診断が行われる期間を、電動式乗り物１のシステム起動前の期間とすることができる
また、本実施の形態では、漏電検知器１００による漏電検知又は自己診断が行われる時間が予め定める閾値時間を経過したときには、電動式乗り物１から漏電検知器１００への充電コネクタ４９を介したバッテリユニット６０の端子電圧の供給を停止することができる。具体的には、漏電検知器１００は、車体制御ユニット５９に対し、計数部１１５により計数された漏電検知開始からの経過時間が所定の閾値時間に到達したときに、充電コネクタ４９とバッテリユニット６０との間を遮断するよう充電用正極側リレー５１及び充電用負極側リレー５２を作動させる指令をコネクタ１０１及び充電コネクタ４９を介して出力することとする。これにより、バッテリユニット６０に蓄えられた電力を用いて漏電検知ができる。

[その他の自己診断動作例]
図６、図７を参照して説明した漏電検知器の自己診断の動作例では、電動式乗り物１に搭載されているバッテリユニット６０の端子電圧を利用しているが、漏電検知器１００に搭載されている内蔵バッテリ１０７の端子電圧を利用してもよい。

図８は、漏電検知器１００に搭載されている内蔵バッテリ１０７の端子電圧を利用した、図６に示した自己診断動作の変形例を説明するための図である。

図８に示す例では、バッテリユニット６０の負極側の漏電パス（図４に示す破線部）が模擬されている。具体的には、スイッチＭＳＷ及びスイッチＳＷ１が閉じられており、この結果、補助リレーＡＳＷのコイルが内蔵バッテリ１０７により励磁されて、補助リレーＡＳＷの接点が閉じられている。また、スイッチＳＷ２の固定接点は負極側コネクタ端子ＴＮと接続されたスイッチＳＷ２の可動接点の一方と接続されるように、スイッチＳＷ２の接続状態が確定している。なお、スイッチＳＷ３Ａ及びスイッチＳＷ３Ｂは開かれている。すると、内蔵バッテリ１０７の負極側は、スイッチＳＷ２、抵抗Ｒｇ、補助リレーＡＳＷの接点、接触片接続端子ＴＧ、接触片１０９を介してグランド電位に維持されている車体フレーム４に至る電流路（図８に示す太線部）を形成する。この電流路により、バッテリユニット６０の負極側の漏電パス（図４に示す破線部）が模擬される。また、バッテリユニット６０の負極側とグランド電位に維持されている車体フレーム４との間には抵抗Ｒｇと漏電検出抵抗Ｒｎとが並列に接続された状態となる。このため、スイッチＳＷ１及び補助リレーＡＳＷが開かれた「正常な状態」と比較すると、バッテリユニット６０の両端と車体フレーム４との間のインピーダンス値が異なるので、漏電検出抵抗Ｒｐ，Ｒｎには「正常な状態」とはそれぞれ異なる電流が流れることとなる。そこで、漏電検知器１００におけるＬＥＤ５４４及びスピーカ５４５の駆動状態を確認することによって、漏電検知器１００が正常に作動しているか否かを確認することが可能となっている。

なお、漏電検知器１００に搭載されている内蔵バッテリ１０７の正極側の電圧を利用する、図７に示す自己診断の変形例は図８に示す自己診断の動作例と同様の説明となるので、その説明を省略する。

前記のとおり、自己診断の際に、電動式乗り物１のバッテリユニット６０の端子電圧ではなく、バッテリユニット６０の端子電圧よりも低い漏電検知器１００の内蔵バッテリ１０７の端子電圧を利用することにより、バッテリユニット６０に蓄えられた電力の消費を抑制することができる。また、漏電検知器１００の内蔵バッテリ１０７の端子電圧は電動式乗り物１のバッテリユニット６０の端子電圧よりも低いので、自己診断の際に接触片１０９を介して内蔵バッテリ１０７の一方の電極と車体グランド部位との間を短絡させたときに流れる電流を抑制することができ、漏電検知器１００の安全性を向上することができる。

[変形例]
漏電検知器１００は、メンテナンス作業者が持ち運び容易な可搬型の漏電検知器の他に、地上に設置する固定型の漏電検知器であってもよい。

漏電検知の際に接触片１０９を接触させる部位は車体フレーム４に限らず、車体においてグランド電位に維持されている車体グランド部位であればよい。

電動式乗り物１の充電コネクタ４９及び漏電検知器１００のコネクタ１０１は、コネクタピンが露出する形式の他に、いわゆる非接触充電方式における送電部及び受電部であってもよい。

漏電検知器１００において、各スイッチ（ＭＳＷ，ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３Ａ，ＳＷ３Ｂ）の状態は、制御器１１２によって自動的に切り替えられる他に、手動的に切り替えられるようにしてもよい。つまり、各スイッチ（ＭＳＷ，ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３Ａ，ＳＷ３Ｂ）は半導体スイッチや電磁リレーに限らず、手動操作スイッチであってもよい。

予め定める漏電検知の終了条件は、漏電検知開始からの経過時間が予め定める閾値に到達することであってもよいし、他の条件であってもよい。例えば、この終了条件として、バッテリユニット６０の正極及び負極の漏電検知動作が終了したことであってもよいし、バッテリユニット６０の正極及び負極のいずれかで漏電検知したことであってもよい。

バッテリユニット６０の正極側及び負極側の両方の漏電を検知可能としているが、いずれか一方の漏電のみを検知してもよい。なお、外部充電器とは別体に漏電検知器が構成されていてもよい。

漏電検知器１００は、内蔵バッテリ１０７によって駆動される他に、商用電源などの外部電源によって駆動されてもよい。例えば、漏電検知器１００は、外部電源の交流電圧をＡＣ／ＤＣ変換器によって直流電圧に変換して、この直流電圧によって内部回路が動作するように構成されてもよい。図８に示す実施の形態の場合、充電用リレー（５１，５２）を駆動せずに検知可能となる場合があるので、この場合には車体制御ユニット５９に対して充電用リレー（５１，５２）を作動させる指令を、コネクタ１０１及び充電コネクタ４９を介して出力しなくてもよい。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、電動式乗り物の充電コネクタに電気的に接続可能なコネクタを備えた外部制御装置が、充電コネクタを介して車体制御ユニットに対して制御指令を与えることにより、電動式乗り物のシステムが起動して、車載漏電検知器による漏電有無の検知動作を遂行するものである。この外部制御装置は、前記のとおり説明した実施の形態１の漏電検知器１００が備える機能のうち、漏電検知抵抗などの実際の検知に係る部分及び漏電検知時の警報に係る部分以外の全部又は一部を備えている。

本発明の実施の形態２における電気システムの構成例として、図２に示した実施の形態１の構成例と相違する点は、充電コネクタ４９と電気的に接続されている状態の漏電検知器１００が、外部制御装置に置き換わった点である。

図９は、本発明の実施の形態２における漏電検知システムの電動式乗り物側及び外部制御装置側それぞれの回路構成例を示すブロック図である。なお、図９では、図面の簡略化のために、電動式乗り物の充電コネクタ４９と外部制御装置のコネクタとを省略している。

まず、図９に示す漏電検知システムの構成を説明する。

車体側では、車載漏電検知器３００は、バッテリユニット６０の正極側と高圧配線３０１ｐを介して接続された正極側電源端子Ｐと、バッテリユニット６０の負極側と高圧配線３０１ｎを介して接続された負極側電源端子Ｎと、車体フレーム４とグランド線３０２を介して接続されたグランド端子Ｅと、を備えている。車載漏電検知器３００では、正極側電源端子Ｐと負極側電源端子Ｎとの間に漏電検出抵抗Ｒｐ，Ｒｎが直列に接続されており、漏電検出抵抗Ｒｐ，Ｒｎの接続点がグランド端子Ｅと接続されている。車載漏電検知器３００は、漏電が有る場合にはグランド端子Ｅに電流が流れることで漏電検出抵抗Ｒｐ，Ｒｎに流れる電流が正常時に比べて変化するので、この電流の変化を検出することで漏電有無の判断を行っている。なお、車載漏電検知器３００は、電動式乗り物１のシステム起動後の通常の漏電有無の判断の他にも、車体制御ユニット５９からの作動指令をトリガーとして電動式乗り物１のシステム起動前であっても漏電有無の判断を行えるように構成されている。

一方、外部制御装置２００側では、制御器２６０と、疑似漏電回路２１０と、内蔵バッテリ２８０及びそのスイッチＳＷ３とが設けられている。

制御器２６０は、外部制御装置２００全体の制御を司るものであり、特に、車体制御ユニット５９に対して 漏電検出時又は診断時における充電用正極側リレー５１及び充電用負極側リレー５２の接点の開閉操作の指令を出力する。制御器２６０は、ＣＰＵ、ＤＳＰ、マイクロコンピュータ、又は論理回路などによって実現される。なお、制御器２６０は、互いに協働して分散制御する複数の制御器によって構成されてもよい。

疑似漏電回路２１０は、バッテリユニット６０の正極側と車体フレーム４との間に、ＳＰＳＴ方式のスイッチＳＷ１と、抵抗Ｒｇと、ＳＰＤＴ方式のスイッチＳＷ２の固定接点及び一方の可動接点とを直列に接続して構成されている。具体的には、スイッチＳＷ１の一方の固定接点は、抵抗Ｒｇの一端と接続され、スイッチＳＷ１の他方の固定接点は、短絡テスト線４９３を介して車体フレーム４と電気的に接続されている。また、抵抗Ｒｇの他端はスイッチＳＷ２の固定接点と接続されている。また、スイッチＳＷ２の二つの可動接点は、それぞれバッテリユニット６０の正極側及び負極側に充電線４９１ｐ，４９１ｎを介してそれぞれ接続される。

内蔵バッテリ２８０は、スイッチＳＷ３を閉じることによって、制御器２６０や疑似漏電回路２１０などの外部制御装置２００の内部回路に電源電圧を供給する。なお、内蔵バッテリ２８０の端子電圧はバッテリユニット６０の端子電圧よりも低く設定されている。

つぎに、図９に示す漏電検知システムの動作例を説明する。

車載漏電検知器３００を起動させて漏電検知を実行する場合、外部制御装置２００は、電動式乗り物１のシステム起動前に漏電検知を開始するために、車体制御ユニット５９に対し、車載漏電検知器３００を起動させるとともに、充電コネクタ４９とバッテリユニット６０との間を連通するよう充電用リレー（５１，５２）を作動させる指令を、充電コネクタ４９を介して出力する。これにより、車載漏電検知器３００により、バッテリユニット６０の正極側及び負極側の一方から車体フレーム４への漏電有無の検知が開始される。

なお、外部制御装置２００による漏電検知が行われてる期間に限ってバッテリユニット６０の端子電圧を利用するために、予め定めた終了条件を満足すると、外部制御装置２００は、車体制御ユニット５９に対し、充電コネクタ４９とバッテリユニット６０との間を遮断するよう充電用リレー（５１，５２）を作動させる指令を、充電コネクタ４９を介して出力してもよい。

車載漏電検知器３００が正常に作動するか否かを判定（診断）する場合には、疑似漏電回路２１０では、スイッチＳＷ１が閉じるとともに、スイッチＳＷ２の固定接点といずれか一方の可動接点とが連結する。すると、バッテリユニット６０の正極側又は負極側が車体フレーム４などの車体グランド部位に短絡される。このとき、車載漏電検知器３００の漏電検出抵抗Ｒｐ，Ｒｎに流れる電流の変化を検出することで、車載漏電検知器３００が正常に作動するか否かを判定することができる。なお、この場合、電動式乗り物１に搭載されているバッテリユニット６０の端子電圧を利用する他に、実施の形態１のコネクタ接続部（図示せず）によってバッテリユニット６０との電気的な接続を切り離した上で、外部制御装置２００に搭載されている内蔵バッテリ１０７の端子電圧を利用してもよい。これにより、バッテリユニット６０に蓄えられた電力の消費を抑えることができる。

（実施の形態３）
実施の形態１における漏電検知器及び実施の形態２における制御装置は、電動式乗り物の充電コネクタと電気的に接続されてバッテリユニットを充電する外部充電器に搭載されていてもよい。以下では、このような外部充電器のことを漏電検知機能付充電器と呼ぶ。

例えば、図１０は、本発明の実施の形態１における漏電検知器を搭載した漏電検知機能付充電器を含む、本発明の実施の形態３における全体システムの構成例を示す図である。

図１０に示す漏電検知機能付充電器４００は、漏電検知器１００を搭載しており、漏電検知器１００から延設されたケーブル１５０と、ケーブル１５０の一端に取り付けられた接触片１０９と、充電コネクタ４９と嵌合可能なコネクタ４０１と、交流１００Ｖなどの商用電源のコンセント（差込口）と接続される差込プラグ１０２と、を備えている。図１０に示す漏電検知機能付充電器４００は、地上充電設備又は非接触充電向けの地上送電設備の構造となっており、その利用形態としては、電動式乗り物１の利用者がそれぞれの駐車場に所有する場合や、充電スタンド又は充電スポットと称されるサービスエリアに配置される場合がある。

以上の構成によれば、電動式乗り物１の充電コネクタ４９と電気的に接続可能な漏電検知機能付充電器４００のコネクタを有効に活用することができ、漏電検知器１００又は外部制御装置２００向けに新たに別のコネクタを設ける必要がなくなる。これにより、電動式乗り物１の構成に与える影響を抑えることはもとより、漏電検知機能付充電器４００の構成を簡素化することができる。

なお、漏電検知機能付充電器４００は、漏電検知器１００又は外部制御装置２００と外部充電器とが一体に形成されているので、漏電判断をしたときには、漏電報知をして充電動作を制限してもよい。

また、漏電検知機能付充電器４００は、充電時の開始時又は終了時に自動的に漏電の有無を検知してもよい。これによれば、漏電検知機能付充電器４００によるバッテリユニット６０への充電を開始する前又は充電を終了した後にその充電の実効性を自動的に確認することができ、メンテナンス作業者の利便性が向上する。

また、漏電検知機能付充電器４００は、充電コネクタ４９と長期的に電気的に接続している状態であるときに、定期的に漏電の有無を検知してもよい。これによれば、充電コネクタ４９と長期的に電気的に接続されている電動式乗り物１の長期保管中の期間を有効に活用して、漏電の有無を検知することができる。

前記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、前記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明に係る漏電検出器は、電動式乗り物、特に電動二輪車に搭載されるバッテリユニットの漏電の有無を検知する上で有用である。

１…電動二輪車
２…前輪
３…後輪
４…車体フレーム
５…電気モータ
６…フロントフォーク
７…ステアリングシャフト
８…ハンドル
１１…ヘッドパイプ
１２…メインフレーム
１３…ダウンフレーム
１４…ピボットフレーム
１５…スイングアーム
１６…シートフレーム
１７…動力伝達機構
１８…モータケース
１９…インバータケース
２０…インバータ
８０…バッテリケース
１００…漏電検知器
１０１…コネクタ
１０２…差込プラグ
１０７…内蔵バッテリ
１０８…電圧検出器
１０９…接触片
１１２…制御器
１１３…検知部
１１４…動作判定部
１１５…計数部
１１６…警報器
１１７…ＬＥＤ
１１８…スピーカ
１５０…ケーブル
ＭＳＷ…スイッチ
ＳＷ１，ＳＷ２…スイッチ
ＳＷ３Ａ，ＳＷ３Ｂ…スイッチ（コネクタ接続部）
３５…突入電流防止リレー（第２の車載リレー）
３６…インバータ用正極側リレー（第２の車載リレー）
３７…インバータ用負極側リレー（第２の車載リレー）
４３…低圧バッテリ
４５…ＤＣ／ＤＣコンバータ
４８…ＤＣ／ＤＣコンバータ用リレー（第２の車載リレー）
４９…充電コネクタ
４９１…充電線
４９２…通信線
４９３…短絡テスト線
５１…充電用正極側リレー（第１の車載リレー）
５２…充電用負極側リレー（第１の車載リレー）
５８…バッテリ監視ユニット
５９…車体制御ユニット
６０…バッテリユニット
６１…バッテリモジュール
６２…バッテリセル
６３…モジュール筐体
６４…バッテリフレーム
２００…制御装置
２６０…制御器
２８０…内蔵バッテリ
３００…車載漏電検知器
４００…漏電検知機能付充電器

Claims (7)

1. バッテリと、外部から該バッテリに電力供給する外部電力線の一端に形成された端子部と電気的に接続可能な充電コネクタとを有する電動式乗り物における漏電を検知する漏電検知器であって、
   前記充電コネクタと電気的に接続可能なコネクタ接続部と、
   前記電動式乗り物の車体グランド部位と接触される接触片と、
   前記バッテリから前記車体グランド部位への漏電の有無を前記コネクタ接続部と前記接触片との間に流れる電流に基づいて検知する検知回路と、
   を備え、
   前記検知回路は、
   前記接触片を介して前記バッテリの一方の電極と前記車体グランド部位との間を短絡するか否かを切り替えるスイッチと、
   前記スイッチにより前記バッテリの一方の電極と前記車体グランド部位との間が短絡されたとき、前記検知回路が正常に作動するか否かを判定する動作判定部と、
   を備える、漏電検知器。
2. 前記検知回路は、
   前記コネクタ接続部に対し前記バッテリと並列に接続された、前記バッテリの端子電圧よりも低電圧の電圧源をさらに備え、
   前記動作判定部により前記検知回路が正常に作動するか否かを判定する際に、前記充電コネクタ及び前記コネクタ接続部を介した前記バッテリとの電気的な接続を遮断するとともに、前記接触片を介して前記電圧源の一方の電極と前記車体グランド部位との間を短絡させるよう構成される、請求項１に記載の漏電検知器。
3. バッテリと、外部から該バッテリに電力供給する外部電力線の一端に形成された端子部と電気的に接続可能な充電コネクタとを有する電動式乗り物における漏電を、前記充電コネクタに電気的に接続可能なコネクタ接続部を備える漏電検知器により検知する方法であって、
   前記コネクタ接続部を前記充電コネクタに電気的に接続することと、
   前記漏電検知器を前記車体グランド部位に電気的に接続することと、
   前記バッテリから前記車体グランド部位への漏電の有無を、前記コネクタ接続部と前記接触片との間に流れる電流に基づいて検知することと、
   を含み、
   前記漏電の有無を検知する際、前記漏電検知器を介して前記バッテリの一方の電極と前記車体グランド部位との間を短絡し、前記漏電検知器が正常に作動するか否かを判定した上で前記バッテリの他方の電極と前記車体グランド部位との間を開放して前記コネクタ接続部と前記漏電検知器との間に流れる電流を計測する、電動式乗り物の漏電検知方法。
4. 前記漏電検知器は、前記電動式乗り物の車体グランド部位と接触される接触片を備え、
   前記接触片を前記車体グランド部位に接触することにより、前記漏電検知器を前記車体グランド部位に電気的に接続する、請求項３に記載の電動式乗り物の漏電検知方法。
5. 前記コネクタ接続部を前記充電コネクタに電気的に接続することにより、前記車載漏電検知器は、前記充電コネクタを介して前記車体グランド部位と電気的に接続される、請求項３に記載の電動式乗り物の漏電検知方法。
6. バッテリと、前記バッテリからグランド電位に維持されている車体グランド部位への漏電を検知する車載漏電検知器と、外部から該バッテリに電力供給する外部電力線の一端に形成された端子部と電気的に接続可能であり、且つ前記車載漏電検知器と通信可能となるよう構成された充電コネクタと、を有する電動式乗り物における漏電を、前記充電コネクタに電気的に接続可能であって、且つ前記車載漏電検知器と通信可能となるよう構成されたコネクタ接続部を備える制御装置により検知する方法であって、
   前記コネクタ接続部を前記充電コネクタに電気的に接続することと、
   前記制御装置が前記コネクタ接続部及び前記充電コネクタを介して前記車載漏電検知器に起動指令を送信することと、
   前記車載漏電検知器が前記制御装置からの前記起動指令を受信して、前記車載漏電検知器が前記バッテリから前記車体グランド部位への漏電の有無を検知することと、
   前記車載漏電検知器が前記充電コネクタ及び前記コネクタ接続部を介して漏電の有無の検知結果を示す情報を前記制御装置に送信することと、
   前記制御装置が前記車載漏電検知器から前記漏電の有無の検知結果を示す情報を前記充電コネクタ及び前記コネクタ接続部を介して受信することと、
   を含み、
   前記漏電の有無を検知する際、前記車載漏電検知器が、前記バッテリの一方の電極と前記車体グランド部位との間を短絡し、前記車載漏電検知器が正常に作動するか否かを判定した上で前記バッテリの他方の電極と前記車体グランド部位との間を開放して前記漏電を検知する、電動式乗り物の漏電検知方法。
7. バッテリを有する電動式乗り物において前記バッテリからグランド電位に維持されている車体グランド部位への漏電の有無を検知するための電動式乗り物の漏電検知方法であって、
   前記バッテリの一方の電極と前記車体グランド部位との間を短絡し、前記漏電の有無の検知が正常に行えるか否かを判定した上で前記バッテリの他方の電極と前記車体グランド部位との間を開放してバッテリから前記車体グランド部位への漏電の有無を検知する、電動式乗り物の漏電検知方法。

Images