電装品をいっぱいつけると燃費が悪くなる？

質問

こんばんわ。
この教えてgooを楽しみに拝見させて頂いているのですが、皆さんの回答を見ていると車に電装品を沢山つけると燃費が悪くなると言われていますが、これは本当なのでしょうか？

当方航空整備士でして車の専門ではないのでよく解らないのですが、ピストン機（セスナ172）を扱ったこともあり、E/G、オルタネーター（三相交流）等の基本原理は同じですので私の知識上、電装品を多く取り付けても燃費の悪化には繋がらないと思うのですが・・どうでしょうか？

まず電装品を沢山取り付けて負荷電流が増えるorエンジンの回転数が下がった場合、ボルテージレギュレーター（以下V/R）がオルタネーター内のフィールドコイルに流れる電流を大きくし、オルタネーターの発生電力を増加させます。
逆に負荷が減るorエンジンの回転数を上げるとV/Rがフィールド電流を小さくしてオルタネーターの発生電力を下げ、安定を図るはずです。

この考えからすると、がんばっているのはV/Rのみで燃費の悪化には繋がらないのではないのでしょうか？

あるいはアイドリング時などの低回転では負荷電力が大きいとV/Rの制御範囲から外れてしまい、結果制御できなくなりE/Gの回転数を上げることでV/Rの制御範囲に戻してやる＝燃費が悪くなるのでしょうか？

しかしディーラーの方が一度アイドリングのときはオルタネーターの出力が12Vぐらいまで下がると言われていたので（実際にエンジンスターターについている電圧計でアイドリング時の電圧を測ると12.8Ｖでした）この仮説は無しかな・・っと

前から気になっていたのでご回答よろしくお願いします。

回答No.4

kamiyasiro · ベストアンサー

電装品メーカーの技術者です。
レギュレータが充電量を上げているということは、オルタネータの回転抵抗はその時点で増加しており、エンジン出力を食っています。つまり、通常の走行を行おうとして、無意識に余分にアクセルを踏み込んでいることになります。
またアイドル時は、充電量増加とともに、ECUがエンジン回転を自動で上げる操作も行いますので、確実に燃費は悪くなります。
前半の考えが欠けており、後半の推察は合っています。

お礼

＞オルタネータの回転抵抗はその時点で増加しており
これは
１.ローター内のフィールド電流が強くなる
２.ローターの磁界が強くなる
３.ステーターコイルに磁界を切られるローターが自らの磁界が強くなったことでステーターコイルに磁界を切られる抵抗が大きくなる
４.ローターの抵抗が大きくなることで直結されるE/Gにも負荷が掛かる

以上で正しいのでしょうか？
それであれば納得するのですが・・

回答No.14

kaitaiya

ANo.11です。
電装品てんこ盛りの場合、通常走行時はともかく渋滞に何時間も閉じ込められた場合はキッツいですね

車で電気を多めに消費するのはヘッドライトやフォグライト
そして空調関係やデフォッガの熱線です。

このあたりは駐車直前に切ってから車庫入れをはじめるとすこーしだけバッテリーの負担が減ります。
（ヘッドライトの消灯は安全上微妙ですので、状況次第ということで）

回答No.13

kamiyasiro

#4です。
T車に搭載されるD社製オルタの場合、14.5Vが閾値のようです。
下記リンク先の資料には14.5Vまでは充電を続けるように調整されていると書いてあります。
ということから、12Vということは、やはり電気食いすぎ状態だと思います。

参考URL：

http://www.denso-tokyo.com/idea/alternator/pdf/an-04.pdf

お礼

ちなみに我が家の車はホンダのライフ（JB5：現行型）です。
装備している電装品は軽自動車に標準装備の電装以外にナビ、ETC、レーダー、エンジンスターター、フォグなどがテンコ盛りなので・・

電気食いすぎですね・・
かといってこれらの装備を外すわけにも・・
バッテリーの容量アップしてもいたちごっこだと思うので。。

回答No.12

kamiyasiro

#4です。
> アイドル時に発生電圧が12V台まで下がるのは正常なのでしょうか？
> ディーラーの方から聞いた話もうる覚えの為、気になって・・
T車の場合、バッテリー電圧がエンジンをかけた状態で12Vですと、発電量不足ですね。バッテリー電極の両端で測定して14V出ているのが正常ではないかと思います。ICレギュレータは、たしか4.7Vのアバランシェ・ダイオードを3個直列に配する回路で、14.1Vにしていたと思います。
また、バッテリー上がりでエンストしたときJAFを呼ぶと、念のためテスターを当てて確認しますが、「充電は正常ですね」という時の値は、13.5V以上ではないかと思います。
アイドリングで12Vまで下がるということは、電装品が食いすぎている状態です。通常ならアイドルアップが働いていると思いますが、そうでなければやがて放電してエンストするでしょう。
ご注意ください。

回答No.11

kaitaiya

オルタネーターの発電ですがアイドリング中はほとんど無しです。
よってバッテリー電圧とほぼ同じということで１２Ｖ台で正解です。

よく夏場に駐車場でアイドリング／冷房を入れた車の中に幼児を放置して
数時間後戻ってきたらエンストしていて熱中症で・・・・・というのありますが
これはエアコン関係の消費電力に発電量が追いついていなくてバッテリー上がりを起こしてエンストしてしまったものです。

またオルタネーターの発電量が大きくなるとエンジンに負荷がかかって回転が落ちます。
・・・・当然速度を維持するためにアクセルを踏みますから燃費は悪くなります。

じっさいに車用の冷温蔵庫をフル活用しているとコレは実感できます。

お礼

＞オルタネーターの発電ですがアイドリング中はほとんど無しです。
やはりそうですか・・
我が家の車はライフ（JB5）でして、軽自動車に標準装備の電装以外にナビ、ETC、レーダー、エンジンスターター、フォグなどがテンコ盛りなので・・
一度バッテリー上がりを起こしたことがあるのですが、その時は原因がオルタネーターの故障だったのですが（走行中にエンジンが停止する危険があったようです・・）、今の使用状況だとまたバッテリー上がりを起こしても不思議ではないですね・・

回答No.10

noname#131426

車の場合は、アイドル付近で回っている方が多いです。
航空機の場合は、上がってしまえばほぼ全開でしょ。
発電機が必要としている負荷以上に回ってるんじゃないですかね。
車の場合は、発電に必要な馬力を通常回転域では食われすぎていると考えられるとおもいます。

お礼

＞航空機の場合は、上がってしまえばほぼ全開でしょ。
そうですね。上空ではピストン機では出力を７５％パワー（最良出力混合比）と６５％パワー（最良経済混合比）のどちらかに設定しますので
発電機が必要としている負荷以上に回るんですね。

回答No.9

o-sai

英旧車のスーパーセブンに乗っています。
エンジンの負荷を極限まで減らす設計思想の為、発電機も必要最低限のモノが純正です。
（私のは壊れたので国産の軽用に交換済）

燃費と騒音対策でアイドリングの回転数を抑えているため、日常の走行では電圧計と睨めっこです。
プーリー比率も最低限の発電要領に設定したので、１１ｖ代に落ちることも日常茶飯事です。
特にワイパー使用時の夜間は顕著です。
うっかり１０ｖ代まで落ちてしまうと発電も出来なくなりエンジンが止まることもあります。

国産の最近の車でも燃費対策で発電機の負荷を限界まで減らしている可能性は高いので、
始動可能な１２ｖ代の設定というのは充分にありえることだと思います。

これがＥＣＵの設定として入ってるモノなのかは分りませんが、常に１４ｖ近くまで発電しておく必要は全く無いので、
理論的にはアイドリングで１２ｖ代まで落ちてるという方が合理的だと私は思いますよ。

お礼

ご回答ありがとうございます。
やはり12V台まで落ちるのは正常なんですよね～
ただそれだと下手するとオルタネーターの容量不足になり結果バッテリーからも電気を供給してしましますよね。
それだと渋滞時電装品を沢山つけてしまうとそのうちバッテリーが上がりエンストしてしまいますよね・・

このご時勢車に標準でも後付でも電装品の数（＝消費電力）は多くなっているのにメーカーはそこの所は考えているのでしょうか？

回答No.8

noname#107565

＞あとちなみにアイドル時が12V台まで電圧が下がるのは正常でしょうか？
＞ディーラーの方に聞いた話もうる覚えなので・・
確かに低い気もしますが、異常ってほどじゃあないと思いますよ。…エンジンスターターについている電圧計がどこの電圧を測っているのかにもよりますし、その車種によるんでしょうけど。

参考までに、私の愛車、RA1オデッセイのサービスマニュアルにおけるACジェネレーターの出力電圧の点検における規定電圧は、ジェネレーターの出力端子部にテスターを当てて、「１）3000rpmで2分以上アイドリング　２）2000rpmでヘッドライトHi点灯状態で13.9～15.1V。コレで正常であれば、３）さらに、ファンをMax、リアデフロスタ起動でバッテリー電圧で13.5V以上が正常だそうです。ちなみに、出力電流は７５A以上だそうです。

アイドリング状態であれば、発電量はもっと小さいでしょうから、１２V台もあり得ると思います。
私は電機については余り知識が無いので、単純な考え方で申し訳ないですが、航空機のエンジンに比べれば、自動車のエンジンの出力は小さいですから、発電機を廻す事自体に食われるエンジンの出力の比は大きいのじゃないでしょうか？

＞あるいはアイドリング時などの低回転では負荷電力が大きいとV/Rの制御
＞範囲から外れてしまい、結果制御できなくなりE/Gの回転数を上げること
＞でV/Rの制御範囲に戻してやる＝燃費が悪くなるのでしょうか？
慢性的というと変ですけど、車の場合エンジン出力が航空機に比べて小さいので、かなりこの状態が続くんじゃないか？と素人的には思っちゃうんですけどね。
例えば、バイクなどでは、信号待ちのアイドリングでは明らかにヘッドライトの光量が落ちて、ウインカーなども点滅が弱弱しくなります。

事実、バッテリーをあげかけた直後は、アイドリングでは復帰しませんけれど、3000回転以上を維持すればそれなりに充電が出来ますので、アイドリング程度の回転数では事実上電圧が充分じゃないんでしょうね＝１２V後半程度の電圧なんだと思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。
うちの場合特に軽自動車（17年式ライフ）ですので、やはり発電容量というのは小さいんですね・・
そういえば購入時も純正のフォグを付けるとオプションのナビは装着できなくなっていました。これもオルタネーターの関係なんですかね。

＞航空機のエンジンに比べれば、自動車のエンジンの出力は小さいですから
そうですね。よく考えたら大衆車（大衆機？）ともいえるべきセスナ172（みなさんがセスナと聞くと思い浮かべる機体です：ちなみにあのセスナでさえ価格が３０００万以上します・・）でさえE/Gは320in3(約5000CC)ありますから・・

回答No.7

korokoro17

>以上で正しいのでしょうか？
ほぼそれでいいんじゃないでしょうか。
電磁誘導による誘導電流を得るために、電磁力に逆らってローターを回転させる必要がありますから。
発電量が大きくなるほど（=ローター磁力が大きくなるほど）回し難くなります。

お礼

ご回答ありがとうございます。
やっと解決できました！！
改めて自分の勉強の不十分さを実感いたしました・・

あとちなみにアイドル時が12V台まで電圧が下がるのは正常でしょうか？
ディーラーの方に聞いた話もうる覚えなので・・

回答No.6

kamiyasiro

#4です。書いていただいたメカニズム、

１.ローター内のフィールド電流が強くなる
２.ローターの磁界が強くなる
３.ステーターコイルに磁界を切られるローターが自らの磁界が強くなったことでステーターコイルに磁界を切られる抵抗が大きくなる
４.ローターの抵抗が大きくなることで直結されるE/Gにも負荷が掛かる

１．はレギュレータがスイッチングレギュレータであるため、電流値というより、ON時間といったほうが正しいかもしれませんが、このお考えで正しいです。

お礼

再度のご回答ありがとうございます。
＞スイッチングレギュレータであるため、電流値というより、ON時間といったほうが・・
そうですね。今のV/Rはトランジスタタイプが主流（スイッチングでないカーボンパイルV/Rはもう車では存在しないのかな！？）なのでON時間の方が表現は正しいですね。失礼しました。

やっと長年の疑問が解決できました！！
そしてまだまだ自分が勉強（理解）不足という事を改めて痛感いたしました・・

あっあとアイドル時に発生電圧が12V台まで下がるのは正常なのでしょうか？
ディーラーの方から聞いた話もうる覚えの為きになって・・

回答No.5

korokoro17

>オルターネーターを回転させるのにE/Gには一定の割合で負荷が掛かっていると思います。
一定ではありません、負荷は常に変化します。

>フィールドコイルに流れる電流を大きくし、オルタネーターの発生電力を増加させます。
つまり、この結果コイルの発生する磁力が大きくなりオルタネータを回転させる為に
より大きなトルクが必要になりますからエンジンの負荷も大きくなります。

お礼

これはまとめると下記のお礼にも書きましたが・・
１.ローター内のフィールド電流が強くなる
２.ローターの磁界が強くなる
３.ステーターコイルに磁界を切られるローターが自らの磁界が強くなったことでＮ局Ｓ局の磁石の作用によりステーターコイルに磁界を切られる抵抗が大きくなる
４.ローターの抵抗が大きくなることで直結されるE/Gにも負荷が掛かる

以上で正しいのでしょうか？
それであれば納得するのですが・・