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長い下り坂でのマクロ的特殊走体性理論(修正案)
銀プリ  KS  - 10/3/27(土) 23:42 -

引用なし
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   1.概要

高速の長い下り坂の走行方法に関し、以下の通り、下り坂の特殊走体性理論(案)をご提案します。
また、本理論の背景、あわせて御紹介します。
(本理論の実走行データは、特殊走体性理論4に紹介してあります)

本提案の適用範囲、および「半滑空」あるいは「滑空」あるいは「アクセルオフ」時のエンジン回転および燃料噴射の関係は、以下の通りです。

                 下り傾斜     エンジン  燃料
速度帯          3%未満  3%以上   回転   噴射
------------------------------------------------------------
Hゾーン(86km以上)    ○    ●      あり   あり
Mゾーン(79〜85km)    ○    ●      あり   無し
Lゾーン(78km以下)    ●    ●      無し   無し (注)

 ●: 本下り坂マクロ理論の適用範囲
 ○: 本下り坂マクロ理論の適用範囲外で、
    Hゾーンはnedaさん実走試験範囲

 注:76〜78km/hの速度では、高速から減速時はエンジン回転の可能性有り。


2.下り坂マクロ理論

■下り勾配では、可能なら、速度が75km/h以下のエンジン停止の「滑空」とする。
 
 注:76〜78km/hの速度帯もエンジン停止の「滑空」が可能であるが、
  エンジンが停止しているか否かは、回転計(タコメータ)が無いと判定が難しい。

■周囲の交通状況等により、79km/h以上のエンジン回転付きの「半滑空」とする
 場合も、加速するような下り勾配(約3%以上)では:

 ★まずは燃料噴射がストップする85km/h以下の速度での「半滑空」を目指す。
  (位置エネルギーの「余り」をエンジン回転のフリクションロスに
  可能な限り割り当てるため)

 ★86km/h以上で燃料噴射付きで「半滑空」する場合も、最高速度を制限する。
  (位置エネルギーの「余り」を、可能な限り回生ブレーキにより
  バッテリー充電させるため)

注: 加速するような下り勾配(約3%以上(エンジン回転で噴射無しは約4%以上))
 では、上記方法はいずれも回生ブレーキ(アクセルオフのみを含む)を作動させ、
 位置エネルギーの「余り」を出来る限りバッテリーに充電させることになる。


3.上記理論(案)の背景概要

机上計算の結果、以下の2点が判りました。

・下り勾配が約3%以上の場合、位置エネルギーが「余る」
・エンジンの回転を止めることにより、大幅に燃費がアップする

以下にこれら机上計算結果をご紹介します。


4.位置エネルギーの「余り」

前提を
・実時速:80km/h 、理想的な平坦路での燃費:30km/L 
・位置エネルギー: 車両総重量1500kg(2名乗車)で
            100m標高差をガソリン換算118cc

とすると、「余り」の位置エネルギーの元々あった位置エネルギー量に対する割合は、以下のように計算されます。

 下り勾配  「余り」割合
 ===================
  6%     53%
  5%     44%
  4%     29%
  3%     6%

6%の下り勾配では、折角ガソリン使って作った位置エネルギーが、下りで半分以上「余る」のですね。これ、勿体無いです。


5.位置エネルギーの「余り」の使い方

この位置エネルギーの「余り」はの使い方は、現時点では以下の2つの方法が考えられます。
 
 ア. 回生ブレーキでバッテリーを充電する
 イ. 加速して運動エネルギーを増加させる

ここで、イ. 加速して運動エネルギーを増加させる方法は、
以下の2つの問題があると考えています。

 ・不必要な速度まで加速することは、速度の二乗のに比例する風圧を更に増加
  させることになり、結局その風圧処理に「余り」の位置エネルギーを使うこと
  になり、燃費向上にはならないのではないか。
  
  備考: 急降坂で加速しても、急降坂がおわりほぼ平坦地になった場合、
   僅かな距離で加速分の運動エネルギーが無くなってしまうのでは、
   という感覚があります。

 ・急降坂で、不必要な速度まで加速することは、危険性を伴う。

この理由により、位置エネルギーの「余り」は、回生ブレーキ(含:アクセルオフ)
にてバッテリー充電に使って、後でモータ走行に役立てることが
エネルギー変換ロスはあるものの、トータル燃費が向上する、と考えています。


6.半滑空時のエンジン回転のロス

79km/h以上での半滑空時はエンジンが回転しますが、このフリクションロスの燃費への影響を以下の通り想定します。

・フリクションロスをガソリン消費換算で毎分約15cc程度と想定します。
・下り勾配約3%未満では位置エネルギーの余りが発生しないため、エンジン回転のフリクションロスがある以上、その分の何らかの形で燃料の消費が必要です。
・燃料の自動噴射がある場合は、このフリクションロスを打ち消す量(毎分約15cc程度)の噴射と想定します。
・一方、燃料の自動噴射が無い場合は、フリクションロス用にアクセル踏み込みで、平均して同じ量(毎分約15cc程度)の燃料を噴射をする必要があります。
・即ち、下り勾配約3%未満では、自動噴射の有無は燃費に影響しないと想定します。

さらに、上記2.と同じ前提で、エンジン回転の有無しでは、計算上の燃費は以下のようになります。

下り勾配  回転無   回転有  回転ロス割合
====================================
 2.5 %  260.9km/L  72.5km/L  72%
 2.0 %  102.7km/L  56.5km/L  45%
 1.5 %   64.0km/L  46.3km/L  28%
 1.0 %   46.4km/L  39.2km/L  16%
 0.5 %   36.5km/L  34.0km/L   7%

即ち、下り勾配が強くなればなるほど、エンジン回転のロス割合が大きくなることになります。
従って、下り勾配が強くなればなるほど、エンジン回転無し(78km/h以下)の走行が燃費アップに繋がると考えられます。

以上ですが、この理論に対して、コメント等をお願いします。

★なお、かずっちさんから、別スレッドにて以下のコメントを頂いています。
>下り傾斜による加速は、交通状況と速度制限の許す範囲で、
>できるだけ加速することが、結果として長い距離を移動し、
>場合によっては次の上り坂を登坂する際の運動エネルギーを
>蓄積することになります。
>
>速度が増せば空気抵抗(走行抵抗)が増大するのは確かですが、
>速度を一定に保って 回生→蓄電→放電→加速 の効率を考えると、
>多くの場合は直接「走行距離を稼ぐ」方が、有利だと思います。

(かずっちさん、すみません、勝手に引用させて戴きました)
かずっちさんのコメントに対してもご意見を頂ければ幸いです。
142 hits

[記事表示] 高速道路燃費限定、、、特殊走体性理論5 neda 10/3/26(金) 21:57 青プリ
HSIと瞬間燃費計による振幅(変速)走行法 KS 10/3/27(土) 21:12 銀プリ
比較データ: 振幅(変速)走行法 と 定速走行法 KS 10/3/27(土) 23:36 銀プリ
長い下り坂でのマクロ的特殊走体性理論(修正案) KS 10/3/27(土) 23:42 銀プリ
Re:長い下り坂でのマクロ的特殊走体性理論(修正案) さとう2 10/3/29(月) 10:00 おじさん
Re:長い下り坂でのマクロ的特殊走体性理論(修正案) KS 10/3/29(月) 22:06 銀プリ
Re:長い下り坂でのマクロ的特殊走体性理論(修正案) さとう2 10/3/30(火) 2:20 おじさん
峠越え:「へ」と「逆へ」の燃費比較 KS 10/3/28(日) 16:29 銀プリ
Re:峠越え:「へ」と「逆へ」の燃費比較 さとう2 10/3/29(月) 9:29 おじさん
外気温と水温 KS 10/3/29(月) 21:14 銀プリ
Re:外気温と水温 おっしょい 10/3/29(月) 22:01 銀プリ
Re:外気温と水温 10/3/29(月) 23:42 ペンギン
Re:外気温と水温 KS 10/3/29(月) 23:53 銀プリ
Re:外気温と水温 さとう2 10/3/30(火) 2:40 おじさん
理論的な限界燃費 KS 10/3/30(火) 22:18 銀プリ
Re:理論的な限界燃費 さとう2 10/3/31(水) 5:20 おじさん
Re:外気温と水温 さとう2 10/3/30(火) 2:09 おじさん

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