『アップダウン路での燃費の考察』のクチコミ掲示板

[PECKY-PECK]

暇でしたので時間つぶしに表題の考察をしてみました。
なので、お忙しい方はこれから長文＆堅い内容のカキ込みになりますのでスルーをお奨めします。

（背景とモチベーション）
私、20⇒50型でプリウス暦９年になります。その経験上、平坦地へのドライブと、丘陵地へのドライブで後者のほうが燃費が良かった感触を多数経験しています。残念ながら実生活路でどちらが燃費に有利なのかを実験的に検証することが困難なことから、頭の中で考えてみることにしました。

（テーマ）
全く高低差のない出発地点Ａから目的地Ｂへドライブして帰ってくるのと、標高差の高い位置Ｃにドライブするのとで、どちらが燃費が良いか？但し、復路は往路と同じ道を通って帰るとする。

（高低路が平坦路に対して燃費が勝る条件）
平坦路の燃費が25km/Lだと仮定する、また、往復のドライブ距離を100kmとするとガソリンの消費量は4Lとなる。高低路も往復100kmで、往路は登り坂、復路は下り坂となる。復路は下りなのでガソリンの消費が0Lとすると、往路の登りのガソリン消費量が4L未満の時に（平坦路の燃費の1/2を超える場合）に高低路ドライブが勝ることになる。よって、考えを登坂路の燃費に集中すればよい。

（考察１〜高低路での燃費が平坦路に勝る坂の最大勾配度）
登坂路も平坦路と同様に摩擦、空力抵抗等によるエネルギー損失があるので、25km/Lの燃費、表現を変えると1km進むのに40ccのガソリンを消費する。登坂路はこれに加えてプリウスを高所に移動させる位置エネルギーが必要となる。50プリウスの車両重量1370kg+体重65kg2名として総重量1500kgとすると、プリウスを1m高所に移動させる時に必要なエネルギーは、
[プリウスの質量]×[重力加速度]×1m = 14700Jとなる。その時必要なガソリン消費量は、
14700J/（[単位体積あたりのガソリンの燃焼エネルギー]×[エンジンの熱効率]）になる。ガソリン1cc当たりの燃焼エネルギーを33000J、エンジンの熱効率はトヨタ公式では最大40%とあるが、どの回転数で最大になるのか、平均はどうなのか不明（調査不足）のためここでは25%とすると、プリウスの1m高所移動で消費するガソリンは約1.8ccとなる。ここで、平坦路燃費では1km進むのにガソリン消費40ccだったので、登坂路で位置エネルギーに変換するときの消費ガソリン量40ccが高所移動の燃費優劣の分岐点になる（先述の条件）。それは、40cc/1.8cc=約22mの高所移動となる。ようするに、1km進むにあたり22mの高所移動となり、これは坂の勾配度が2.2%となる。勾配度が2.2%を下回る登り坂でのドライブは平坦路より燃費がよくなる。

（考察２〜復路から考える坂の最小勾配度）
最小勾配度も考察してますが、既に長文になり過ぎてますので止めます（ないと思いますが要望あればカキコします）

（結論）
2.2%の坂は比較的ゆるい坂です。私の経験としてはもう少し勾配度が大きい坂でのドライブを指してましたので、今回の考察では、その経験はあくまでも感触の話で間違えと結論付けざるを得ません。

ここまでお読みいただいた方はかなり忍耐強い方？と思いますのでご意見お聞かせください。。プリウス乗り限定者になってしまいますが、皆さんの実感はいかがですか？勾配度が4%くらいなら私の実感とミートしてきますが・・、単なる思い込みかもしれません。

（追記）既に超長文になってるのでスルーしてもらって結構です
しっかりしたデータがないので、あまりにも仮定が多過ぎです。ただ、ユーザーとしては限界があります。
●走行時の摩擦、空気抵抗等によるエネルギー損失量とその走行速度依存性データ
ユーザーサイドで測定は可能と思います。測定したい速度でニュートラルにして単位時間あたりの減速量を測定すればよいので。ただ、50プリウスは「滑空」領域が超狭くて、かなり困難です。
●エンジンの熱効率の回転数依存性
今回の考察の仮定の１つです。登坂路は比較的高回転走行をしています。高回転領域に熱効率のピークがあれば平坦路に対して優位になります。ネットで調べれば掲載しているかもしれませんが、ユーザーに燃費走行を促す意味で、マニュアルにデータを記載して欲しいです。
●走行時のエンジン回転数データ
はやい話、タコメータつけてよ、です。上記データを知ってもタコちゃんなければ意味ない。プリウスには何故タコメータがないんだろう？メーカーオプションにもないので意図的なものを感じます。どんな意図なんだろう？

書込番号：19692225

[kami.it.]

ガソリンの熱量は質量で語るのが本筋。
最後に温度補正で体積にすれば良い。

また、全負荷全開でないなら、熱効率は10％前後かそれ以下。
また、エンジン回転数、つまりピストン速度との関係は、概ね3000rpm前後が大多数。燃焼の火炎伝播速度が大体そのくらいで最適な模様。

机上の空論はブログが似合うぞ。

書込番号：19692337　スマートフォンサイトからの書き込み

[PECKY-PECK]

＞kami.it.さん
色々と教えていただき有難うございます。まったくの素人が考察してますのですみません（笑）
経験上、アップダウン走行が平坦走行の燃費を上回る場合は？という興味でした。
素人考えでしたので、ます皆さんの経験をお聞きしたかったのです。
お教えいただいた熱効率10%前後は大変参考になります。私の考えでは高低路が平坦路を上回るのは難しいということになります。
やはり、高低路で良い燃費がでた印象が心理的に強く残る傾向があっため、そのように思い込んでた可能性があります。

書込番号：19692442

[[正]メカニック[義]]

＞また、全負荷全開でないなら、熱効率は10％前後かそれ以下。
また、エンジン回転数、つまりピストン速度との関係は、概ね3000rpm前後が大多数。燃焼の火炎伝播速度が大体そのくらいで最適な模様。

今はEGRがあるし、プリウスの場合は動力分割機構で無段階にエンジン負荷を変えられるから、その公式は当てはまらないと思いますよ。
少なくともプリウスで熱効率10%前後というのはその設計思想からして有り得ないかと。

書込番号：19692571　スマートフォンサイトからの書き込み

[PECKY-PECK]

＞[正]メカニック[義]さん
ありがとうございます。う〜、段々ついていけなくなってます。

私としても熱効率が解らなくて、そこをズバッと25%なんて数字を適当に入れているから、そもそもこの考察は破綻するのかもしれませんね。ただ、仮に熱効率を35%という数字にしても、勾配度=3.1%なので今いち実感と離れているかなと。
ただ、あくまでも個人的な実感なので、皆さんの意見を聞いて、「そんな実感もったことないよ」が多数ならこの考察すること自体が間違ってる。その反対ならば、高低路に有利な要因が他にある、ということでスレ立てました。

書込番号：19692652

[ZVW51]

＞PECKY-PECKさん

御苦労様でした。貴重な話しを見て、眠くなりましたので…おやすみなさい。

書込番号：19692963　スマートフォンサイトからの書き込み

[[正]メカニック[義]]

＞PECKY-PECKさん

熱効率なんて分からないですよ。
しかし、プリウスは常に熱効率が高い領域でエンジンを使っていますし、モーターとエンジンの出力をミックスした状態で走行していますから、タコメーターも無駄になるから付けないのだと思います。
ほぼ全てがコンピューターで制御され、アクセルペダルは駆動トルクを調整するための物でしか無いように思えます。

普通のエンジンであればアクセルを踏む⇒エンジン出力の上昇となりますが、プリウスはそこら辺を徹底して燃費のために制御しているようです。

書込番号：19693028　スマートフォンサイトからの書き込み

[PECKY-PECK]

＞[正]メカニック[義]さん
勾配度を実感に近づけるため、平坦路は低回転→低熱効率、登坂路は高回転→高熱効率の関係性があればと思ったのですが、見解ではプリウスはモーターとの調和で両者ともそんなに差はないということですね。
やはり、思い込みが多分にあるのかなー？

書込番号：19693445　スマートフォンサイトからの書き込み

[bluesky7778]

なが…意味不明

書込番号：19693811　スマートフォンサイトからの書き込み

[りゃんぺいこー]

往復なら平坦な道が燃費良いでしょ

書込番号：19694961　スマートフォンサイトからの書き込み

[凱風快晴]

私の経験では平地ルートより峠越えルートのほうが概ね燃費が良いです。
5〜10キロ/リッターで登り、下りはほぼ燃料を使わないので、トータル28キロ/リッターくらい出るようです。傾斜が急な場合は下りでバッテリーが満充電になってしまい、もったいない状況が生起します。

書込番号：19751857　スマートフォンサイトからの書き込み