究極のエコドライブ
■ エコドライブ
● 空気抵抗と燃費
空気抵抗は速度の二乗に比例するため、高速走行時は抵抗が大きく 100km/hで走行した場合、
エンジン出力の半分以上を空気抵抗で失う。 また、空気抵抗は車の前面投影面積
(車を前から見た時の面積)と、空気抵抗係数に比例する事から 車高が低く、車幅が狭い車ほど
前面投影面積が小さくなるため、 流線型であるほど空気抵抗係が小さくなり燃費が良くなる。
空気抵抗を減らすため、低速で走行しても逆に燃費は悪化する。
低速走行した場合、エンジン回転数が上がり燃費が悪くなる。
一番上のギアで速度を維持できる最低回転数で走行する事により燃費は向上する。
経済速度は一般道では40km/hz・高速道路では80km/hと言われるのは上記の理由から。
参考 空気抵抗=Cd値×空気の密度×前面投影面積×速度の2乗
cd値:「係数」であるため、速度に関係なく常に一定で車種によって変わる。
下図にキャリアと燃費について記載。 JAF 2005年 10月号より
JAFの実験からも、空気抵抗と速度が燃費に大きく影響する事がわかる。
最大で15%燃費が悪化している。また、80km/hが一番燃費が良い事もわかる。
窓の開閉でも燃費が変化する。
ちなみに、空気は狭い所から入り、広い所へ抜けるため
運転席側を10-15cm開け、後部座席左側5cm開けて 走行すると換気が効率良くできる。
(対角線上の窓を開ける)
● 空気圧と燃費
適正値より50kpa(0.5kg/cm2)不足した場合、両サイドが偏った減り方をするだけでなく、
市街地で2.5%程度、郊外で4.3%程度燃費が悪化する。
適正値より高い場合は、中央部が偏磨耗するために、タイヤの寿命が短くなります。
よって、適正値より+10%程度で充填するのが良い。
また、空気は熱により膨張するため冬より夏・夜より昼・走行前より走行後の方が
空気圧が高くなるため、夜や走行前に空気圧を点検する方が良い。
自然空気漏れ
空気充填タイヤの場合、240kpaが100日後には140kpaに減少する。約40%低下。
窒素充填タイヤの場合、240kpaが100日後には180kpaに減少する 約25%低下。
(1ヶ月で5〜10%タイヤの空気が抜けるとも言われている。)
国民生活センターが実施した試験では、タイヤの空気圧が指定空気圧よりも30%低下した状態で走行すると、
指定空気圧の状態で走行した場合に比べて、8.5%も燃費が悪化するという結果がある。
よって、100日後には約9%燃費が悪化した状態で運転している事になる。
● アイドリングストップ
アイドリング(ニュートラル、エアコンOFFの場合)状態で、1秒間に0.212ccのガソリンを消費する。
つまり、10分間アイドリングをすると、ニュートラルでエアコンOFFでも
0.212×60(秒)×10(分)=127.2 ≒ 130ccの燃料を消費することになる。
また、エンジンを始動する時に必要な燃料は、アイドリング5秒分に相当し、
車を5秒以上停止する場合は、エンジンを止めると省エネになる。
計算例
@ エンジン再始動時に必要な燃料量(始動直後は、不安定な場合があるため燃料を少し多め)
スタータ出力 = 1.5kW
始動時間 = 3秒
オルタネータ効率 = 50%
エンジン効率 = 20%
必要な燃料発熱量 = 45kJ(キロジュール)
ガソリンの発熱量 = 34.6MJ/L (メガジュール/リットル)
必要なガソリン量 = 0.00130L
Aアイドリングに必要な燃料消費量
Nレンジ エアコンOFF = 0.000233L/sec
結果 エンジン始動に必要な燃料量が相当するアイドリング時間
0.00130 ÷ 0.000233 = 5.57秒
車は、発進時に一番エネルギーを使う事から、止まった状態から動き始めるときに、
一番ガソリンを消費しエンジンが温まっていない状態では、より燃焼効率が悪くなる。
不完全燃焼の割合も増えることはエンジンが温まってからのスタートに比べ、
二酸化炭素や窒素酸化物の混ざった排気ガスが一秒間に0.5〜1ccほど多く排出される。
● エアコン
外気温25℃のとき車内温度をエアコン負荷が小さい24℃に設定した場合でも
エアコンをオンにすると、オフのときに比べて燃料消費量は約14%増加するという結果があります。
さらに、エアコン負荷が大きい外気温35℃の炎天下に相当する条件では、燃料消費量は約38%増加という事。
国土交通省によれば、外気25℃/室温設定を25℃とした場合、
冷房スイッチONで12%燃費が悪化するとある。
また、暖房時はエンジンの熱を再利用するため、燃費にほとんど関係ありません。
車種によって異なるなが、(プリウスはインバーター式であるため、設定温度を高くした方がよい。)
車のエアコンは構造上、冷やす能力はいつも一定で、冷やした空気を暖かい空気と混ぜて
温度調整しているため 設定温度を高めにしても、あまり燃料の節約にならない。
風量が強いと、電気を余計に使い、発電量が増えるので燃費には不利になる。
したがって、設定温度は最低でも風量を絞るか、小まめに調整することが燃費節約につながる。
● 不要な荷物は降ろす。
110kgの不要な荷物を載せて走ると、燃料消費は市街地で3.4%程度増加し、
郊外で5.4%増加、高速道路で3.3%増加すると言われている。
270kgの荷物を載せた場合においては、市街地では8.3%・郊外で10.6%・高速道路で6.2%増加する。
(自動車燃費影響要因報告書より。)
お米10kgを積んで、走行すると0.3%程度燃料消費が増加する。
よって、車は重くなるほど多くの燃料を消費します。
運ぶ必要のない荷物は、降ろして運転する方がよい。
半タン給油でも燃費が改善!?
車両重量の10%軽減することにより燃費が0.5%上昇すると言われていています。
これを、車両重量が1,500kg、燃料タンクが60Lと仮定した車両に当てはめた場合、
満タン給油の場合、車両総重量は15,45kg
半タン給油の場合、車両総重量は15,22.5kgとなる。
車両総重量が10%軽減することにより、燃費が0.5%改善される事から
半タン給油の場合、1.5%燃費向上となる。(比重は0.75で計算)
燃費の悪化代・修正燃費・修正走行可能距離から算出する事も必要ですが。
● バッテリー
バッテリが劣化していると、バッテリ自体の電圧が上がらず、
発電機(オルタネーター)はいつまでたっても充電完了しないと
判断していつまでもフル発電に近い状態で仕事する事になるので、
エンジンに対する負荷は確実に増える事になり燃費が悪化することになる。
ただし、最近では電流センサーを取り付けて、電気使用量を測定し、
使用量ををバッテリーに充電する、と言う制御があるらしく、
バッテリを交換したからといってすぐに燃費が改善されるとは限らない。
● 緩やかな加速・減速
発進するときは、穏やかにアクセルを踏んで発進する(最初の5秒で、時速20km程度が目安)。
やさしい発進を心がけるだけで、10%程度燃費が改善される。
穏やかな発進は、気持ちのにもゆとりができるため安全運転にもつながる。
MT車(手動変速車)では、早めのシフトアップと高速段ギアの使用が有効です。
燃料消費量
@ 停止:19% A 発進:38% B 巡航:35% C 減速:8%
発進時に多くの燃料が消費されている。よって、緩やかな加速をする事により燃料消費を抑える。
前方の交通状況を確認する(先読み運転)事により、早めにアクセルをOFFにする。
例えば、前方の信号が赤で、60km/hから40km/hまで減速すれば、
200m も惰性走行時はフェールカットされ、6〜10ccの燃料が削減することができる。
フューエルカットとは
アクセルOFFで走行中、エンジンの回転数が高い場合において、自動的に燃料の供給が停止される。
その後エンジン回転数が低くなると、エンストを避けるためアイドリングに必要な程度の燃料が供給されはじめる。
● 定速走行
走行中は、一定の速度で走ることを心がける。
車間距離が短くなると、加速・減速が多くなり、市街地では2%程度、郊外では6%程度も燃費が悪化する。
加速と減速を繰り返す「波状運転」は燃費を悪化させ、速度変動を抑えると3.4%程度の燃料消費が少なくなる。
また、同一速度であれば、高速ギアで走行する方が燃料消費は少なくなる。
高速道路では、速度を10km/h上げると上記でも示した空気抵抗により、10%程度燃料を多く消費することなる。
よって、一定の速度で走ることが、燃料消費が少ない運転となります。
一般道路なら時速40km程度、高速道路なら時速80km程度で走るのが最も経済的です。
上り坂では、自転車で体験するとわかりますが上り坂の手前でスピードを上げ
進入するとある程度惰性で走行する事ができ、体力の消耗を抑える事ができます。
それと同じように自動車でも、上り始める手前からアクセルを踏み込むようにすると、
慣性力を有効に使え、スピードが落ちてきて上り坂の途中からアクセルを踏み込むよりも
燃料の消費を抑えることができる。坂道が長い場合は、アクセルを緩やかに踏み込むようにする。
● その他
1時間のドライブで道に迷い、10分間余計に走行すると17%程度燃料消費量が増加。
低速過ぎても燃費は悪い。小型乗用車においては、平均速度が10km/hから15km/hに上昇しただけで、
燃料消費効率は約30%も改善されるとの報告もある。
一般的な自動車は60km/hくらいで走行するのが、最も効率が良いように設計されているようです。
他の車両に迷惑がかかるような駐車は避けるべきです。
● 窓開閉による燃費比較
ベストカー2008.7.26号によりますと、エリシオンプレステージを使い、
窓の開閉による燃費テストを行ってます。時速100kmで10km走行した結果が以下です。
100km/hでは明らかに燃費に差がありますが、80km/h未満の場合
窓開閉によっての空気抵抗による燃費は誤差の範囲であるという実験結果もあります。
空気抵抗は速度の二乗に比例するため、高速走行時は抵抗が大きく 100km/hで走行した場合、
エンジン出力の半分以上を空気抵抗で失う。 また、空気抵抗は車の前面投影面積
(車を前から見た時の面積)と、空気抵抗係数に比例する事から 車高が低く、車幅が狭い車ほど
前面投影面積が小さくなるため、 流線型であるほど空気抵抗係が小さくなり燃費が良くなる。
時速 | 燃費 | 係数 |
80km/h | 18km/l | 100 |
100km/h | 15km/l | 120 |
120km/h | 12km/h | 150 |
140km/h | 9km/h | 200 |
低速走行した場合、エンジン回転数が上がり燃費が悪くなる。
一番上のギアで速度を維持できる最低回転数で走行する事により燃費は向上する。
経済速度は一般道では40km/hz・高速道路では80km/hと言われるのは上記の理由から。
参考 空気抵抗=Cd値×空気の密度×前面投影面積×速度の2乗
cd値:「係数」であるため、速度に関係なく常に一定で車種によって変わる。
下図にキャリアと燃費について記載。 JAF 2005年 10月号より
条件 | 43km/h | 80km/h | 100km/h | |
A車 | 搭載物なし | 17.8km/l | 20.0km/l | 16.4km/l |
B車 | キャリアのみ | 17.7km/l | 19.4km/l | 15.0km/l |
C車 | キャリアとルーフボックス | 17.6km/l | 19.4km/l | 15.9km/l |
D車 | キャリアと自転車2台 | 16.8km/l | 17.7km/l | 14.0km/l |
最大で15%燃費が悪化している。また、80km/hが一番燃費が良い事もわかる。
窓の開閉でも燃費が変化する。
外気温 | 時速 | エアコン | 窓 | 効率 | 結果 |
30℃以上 | 50km/h | ON | 閉 | 25%悪化 | × |
OFF | 開 | 5%悪化 | ○ | ||
30℃以上 | 100km/h | ON | 閉 | 25%悪化 | △ |
OFF | 開 | 20%悪化 | △ | ||
25℃ | 50km/h | ON | 閉 | 10-15%悪化 | × |
OFF | 閉 | 5%悪化 | ○ | ||
25℃ | 100km/h | ON | 閉 | 10-15%悪化 | ○ |
OFF | 閉 | 20%悪化 | × |
運転席側を10-15cm開け、後部座席左側5cm開けて 走行すると換気が効率良くできる。
(対角線上の窓を開ける)
● 空気圧と燃費
適正値より50kpa(0.5kg/cm2)不足した場合、両サイドが偏った減り方をするだけでなく、
市街地で2.5%程度、郊外で4.3%程度燃費が悪化する。
適正値より高い場合は、中央部が偏磨耗するために、タイヤの寿命が短くなります。
よって、適正値より+10%程度で充填するのが良い。
また、空気は熱により膨張するため冬より夏・夜より昼・走行前より走行後の方が
空気圧が高くなるため、夜や走行前に空気圧を点検する方が良い。
自然空気漏れ
空気充填タイヤの場合、240kpaが100日後には140kpaに減少する。約40%低下。
窒素充填タイヤの場合、240kpaが100日後には180kpaに減少する 約25%低下。
(1ヶ月で5〜10%タイヤの空気が抜けるとも言われている。)
国民生活センターが実施した試験では、タイヤの空気圧が指定空気圧よりも30%低下した状態で走行すると、
指定空気圧の状態で走行した場合に比べて、8.5%も燃費が悪化するという結果がある。
よって、100日後には約9%燃費が悪化した状態で運転している事になる。
● アイドリングストップ
アイドリング(ニュートラル、エアコンOFFの場合)状態で、1秒間に0.212ccのガソリンを消費する。
つまり、10分間アイドリングをすると、ニュートラルでエアコンOFFでも
0.212×60(秒)×10(分)=127.2 ≒ 130ccの燃料を消費することになる。
また、エンジンを始動する時に必要な燃料は、アイドリング5秒分に相当し、
車を5秒以上停止する場合は、エンジンを止めると省エネになる。
計算例
@ エンジン再始動時に必要な燃料量(始動直後は、不安定な場合があるため燃料を少し多め)
スタータ出力 = 1.5kW
始動時間 = 3秒
オルタネータ効率 = 50%
エンジン効率 = 20%
必要な燃料発熱量 = 45kJ(キロジュール)
ガソリンの発熱量 = 34.6MJ/L (メガジュール/リットル)
必要なガソリン量 = 0.00130L
Aアイドリングに必要な燃料消費量
Nレンジ エアコンOFF = 0.000233L/sec
結果 エンジン始動に必要な燃料量が相当するアイドリング時間
0.00130 ÷ 0.000233 = 5.57秒
車は、発進時に一番エネルギーを使う事から、止まった状態から動き始めるときに、
一番ガソリンを消費しエンジンが温まっていない状態では、より燃焼効率が悪くなる。
不完全燃焼の割合も増えることはエンジンが温まってからのスタートに比べ、
二酸化炭素や窒素酸化物の混ざった排気ガスが一秒間に0.5〜1ccほど多く排出される。
● エアコン
外気温25℃のとき車内温度をエアコン負荷が小さい24℃に設定した場合でも
エアコンをオンにすると、オフのときに比べて燃料消費量は約14%増加するという結果があります。
さらに、エアコン負荷が大きい外気温35℃の炎天下に相当する条件では、燃料消費量は約38%増加という事。
国土交通省によれば、外気25℃/室温設定を25℃とした場合、
冷房スイッチONで12%燃費が悪化するとある。
また、暖房時はエンジンの熱を再利用するため、燃費にほとんど関係ありません。
車種によって異なるなが、(プリウスはインバーター式であるため、設定温度を高くした方がよい。)
車のエアコンは構造上、冷やす能力はいつも一定で、冷やした空気を暖かい空気と混ぜて
温度調整しているため 設定温度を高めにしても、あまり燃料の節約にならない。
風量が強いと、電気を余計に使い、発電量が増えるので燃費には不利になる。
したがって、設定温度は最低でも風量を絞るか、小まめに調整することが燃費節約につながる。
● 不要な荷物は降ろす。
110kgの不要な荷物を載せて走ると、燃料消費は市街地で3.4%程度増加し、
郊外で5.4%増加、高速道路で3.3%増加すると言われている。
270kgの荷物を載せた場合においては、市街地では8.3%・郊外で10.6%・高速道路で6.2%増加する。
(自動車燃費影響要因報告書より。)
お米10kgを積んで、走行すると0.3%程度燃料消費が増加する。
よって、車は重くなるほど多くの燃料を消費します。
運ぶ必要のない荷物は、降ろして運転する方がよい。
半タン給油でも燃費が改善!?
車両重量の10%軽減することにより燃費が0.5%上昇すると言われていています。
これを、車両重量が1,500kg、燃料タンクが60Lと仮定した車両に当てはめた場合、
満タン給油の場合、車両総重量は15,45kg
半タン給油の場合、車両総重量は15,22.5kgとなる。
車両総重量が10%軽減することにより、燃費が0.5%改善される事から
半タン給油の場合、1.5%燃費向上となる。(比重は0.75で計算)
燃費の悪化代・修正燃費・修正走行可能距離から算出する事も必要ですが。
● バッテリー
バッテリが劣化していると、バッテリ自体の電圧が上がらず、
発電機(オルタネーター)はいつまでたっても充電完了しないと
判断していつまでもフル発電に近い状態で仕事する事になるので、
エンジンに対する負荷は確実に増える事になり燃費が悪化することになる。
ただし、最近では電流センサーを取り付けて、電気使用量を測定し、
使用量ををバッテリーに充電する、と言う制御があるらしく、
バッテリを交換したからといってすぐに燃費が改善されるとは限らない。
● 緩やかな加速・減速
発進するときは、穏やかにアクセルを踏んで発進する(最初の5秒で、時速20km程度が目安)。
やさしい発進を心がけるだけで、10%程度燃費が改善される。
穏やかな発進は、気持ちのにもゆとりができるため安全運転にもつながる。
MT車(手動変速車)では、早めのシフトアップと高速段ギアの使用が有効です。
燃料消費量
@ 停止:19% A 発進:38% B 巡航:35% C 減速:8%
発進時に多くの燃料が消費されている。よって、緩やかな加速をする事により燃料消費を抑える。
前方の交通状況を確認する(先読み運転)事により、早めにアクセルをOFFにする。
例えば、前方の信号が赤で、60km/hから40km/hまで減速すれば、
200m も惰性走行時はフェールカットされ、6〜10ccの燃料が削減することができる。
フューエルカットとは
アクセルOFFで走行中、エンジンの回転数が高い場合において、自動的に燃料の供給が停止される。
その後エンジン回転数が低くなると、エンストを避けるためアイドリングに必要な程度の燃料が供給されはじめる。
● 定速走行
走行中は、一定の速度で走ることを心がける。
車間距離が短くなると、加速・減速が多くなり、市街地では2%程度、郊外では6%程度も燃費が悪化する。
加速と減速を繰り返す「波状運転」は燃費を悪化させ、速度変動を抑えると3.4%程度の燃料消費が少なくなる。
また、同一速度であれば、高速ギアで走行する方が燃料消費は少なくなる。
高速道路では、速度を10km/h上げると上記でも示した空気抵抗により、10%程度燃料を多く消費することなる。
よって、一定の速度で走ることが、燃料消費が少ない運転となります。
一般道路なら時速40km程度、高速道路なら時速80km程度で走るのが最も経済的です。
上り坂では、自転車で体験するとわかりますが上り坂の手前でスピードを上げ
進入するとある程度惰性で走行する事ができ、体力の消耗を抑える事ができます。
それと同じように自動車でも、上り始める手前からアクセルを踏み込むようにすると、
慣性力を有効に使え、スピードが落ちてきて上り坂の途中からアクセルを踏み込むよりも
燃料の消費を抑えることができる。坂道が長い場合は、アクセルを緩やかに踏み込むようにする。
● その他
1時間のドライブで道に迷い、10分間余計に走行すると17%程度燃料消費量が増加。
低速過ぎても燃費は悪い。小型乗用車においては、平均速度が10km/hから15km/hに上昇しただけで、
燃料消費効率は約30%も改善されるとの報告もある。
一般的な自動車は60km/hくらいで走行するのが、最も効率が良いように設計されているようです。
他の車両に迷惑がかかるような駐車は避けるべきです。
● 窓開閉による燃費比較
ベストカー2008.7.26号によりますと、エリシオンプレステージを使い、
窓の開閉による燃費テストを行ってます。時速100kmで10km走行した結果が以下です。
100km/hでは明らかに燃費に差がありますが、80km/h未満の場合
窓開閉によっての空気抵抗による燃費は誤差の範囲であるという実験結果もあります。
窓全閉時 | 15.3km/L |
窓全開時 | 12.5km/L |
前席両側開放 | 12.8km/L |
前右+後左開放 | 12.7km/L |
前席右のみ | 13.7km/L |