[BPレガシィ] その後の「チェックエンジン点灯､始動不調→意外な箇所が原因」

おはようございます。

バッテリーの寿命ですかね。

先日交換から4年未満のタントの
バッテリーを同じ物に交換しました。

今まで使用してた物も電圧等充電器で
チェックすると特に問題ありませんでしたし
バッテリーインジゲーターも良好でした。

しかし新品バッテリーに交換したら
セルの回りも元気になりましたよ。

コメントどうもです。すがピーさんのページは拝見していますよ！バッテリーをお得に調達できて良かったですね。

さて。「なぜ/なに」を繰り返すと、
(Q1)始動に時間かかったのはなぜ？
(A1)ヒューズが切れていたから。
(Q2)どうしてヒューズが切れるの？
(A2)過電流が流れたから。
(Q3)どうして過電流が流れるの？
(A3)走行中ではなく始動時の突入電流。
(Q4)なぜ直流電源回路に突入電流が？
(A4)オルタの発電オーバーシュート？？
　　　　↑
　　いまココ

結局、バッテリー体力が十分なうちは症状が起こらないなら、広義で「寿命が原因」なのかもしれませんネ。ただ「どうして回路に想定（7.5A）超の電流が流れるのか？」のメカニズムを知りたいところ（V=I*R なので、抵抗R[Ω]一定なら電流I[A]は電圧V[V]比例ですし・・・）。

「オーバーシュート」の正しい使い方ですねw

うちのはフルコン化したらやはりキーオンして一呼吸置いてからセル回さないとかかるのに時間かかるようになりました。
たぶんKAZさんのとは違って、いきなり回すと燃料の噴射量に対して燃圧の立ち上がりが追いつかないんじゃないかなと。
始動時増量を調整してけばいいんでしょうけど、一呼吸置けば問題ないのでどうしても後回しに…(2年経過

どーも。(^^)
「キーON後にしばらく待ってから始動」ってのは、確かに聞いたことのある措置ですね。燃料ポンプがしっかり稼働してから・・・の認識でした。えぇ。

旧ユニシアジェックスのGTRポンプ（外付け）あたりが流用できないかしら。
まぁ対処療法で不都合ないなら、不要不急の修理（＞なんじゃそれ）は控えても良いかも。なんちて。

直流回路での突入電流は普通に起こります。I＝E/Rは低常時(EもRも一定)の式で、クランキング時はそうではありませんから。

クランキングを行うセルモーターは、直列巻式直流電動機(励磁電流が増える程磁束密度が増しトルクが出る)ですから、流れる電流は巻線抵抗(R)ではなくローターが回る事による逆起電力により制限されます。

セルモーター電流Ｉ＝｛印加電圧(バッテリ電圧Vbatt－配線抵抗による電圧降下Vdrop)ーロータ回転による逆起電力Vrot｝／セルモーター巻線抵抗Ｒ となり、一般にRは小さいのでVrotの影響が支配的です。

すなわち、「セルモーターの回転数が上がらない」状態が長く続くほど、クランキング時の電流は大きな値を長時間継続します。7.5Aヒューズは一瞬でも7.5Aが流れれば切れるのではなく、7.5Aを超える電流が長く続くと切れる(発熱の蓄積によって溶断します)ので、セルモーターの回転が上がらない状態が長いと切れる事になります。

その原因として考えられるのは・・・

１．負荷が重い：エンジンを回すのにより力が要るようになった。エンジンを回すのが硬くなった理由は・・・電気設計者には分かりません、メカ技術者なら想像が付くかと思います。

２．セルモーターの出せるトルクが減った：永久磁石を使っていないローターであれば電気をローターに伝えるブラシの劣化、永久磁石を使っているなら磁石の劣化が考えられます。それ以外には巻線が作る磁界を伝える磁路にヒビが入ったり、ローターにベアリングが有ればその劣化が考えられます。

３．バッテリーからセルモーターに至る配線経路の抵抗値の増大：セルモーター駆動用リレーの接点劣化、配線ケーブル撚り線の一部断線、ヒューズ端子やバッテリー端子の接触抵抗増大、ボディーアース部の接触抵抗増大が考えらえます。抵抗値が上がればＩは減り、直列巻線式直流電動機ならトルクはIの二乗で効きますから、セルモーターの回転トルクは大きく減ります。すると回転が上がらない状態が長くなります。

４．バッテリーの劣化：Vbattが小さくなれば当然Iは減り、上記３と同じ状態になります。

普通の方は「過電流が流れたからヒューズが切れた」と考えますが、正しくは「定格電流を超える電流が長期間流れたからヒューズが切れる」なんです。7.5Aヒューズなら15Aが1秒間流れるより10Aが10秒間流れる方が切れ易いのです。むろんショートして100A流れたら一瞬で切れますが。

電気設計者としてお伝えできるのはこのくらいです。お役に立てば幸いです。

お世話になります。
いろいろとご教示いただき、ありがとうございます。

前半パートでは詳細解説を、後半パートではFTA的な要因分析を、それぞれ分かりやすくまとめていただき感謝いたします。

<前半パート>
当方の考え方で足りなかった点を大まかに挙げると、「(1)実働ではほぼ過渡状態が占める（定常状態はあまりない）」「(2)逆起電力による影響を考慮していなかった」ことだと気づきました。

(1)はクランキング過程そのものが過渡（非定常）状態、(2)はセル”モーター”ですから当然でした。Vbattに気を取られて（木を見て）Vrotを考慮していない（森を見ず）だったと思います。

またヒューズ切れは「溶断」ですので、そこには「時間というパラメータも関与している」認識も希薄でした。電流を時間積分的に（面積の総和としての熱量換算という概念で）捉えると、溶断という現象の理解に役立ちそうです。

<後半パート>
負荷が高まる可能性として、「季節要因」「使用環境」「経時変化」が考えられます。

・季節要因：ヒューズ切れが発生した時期は2月～4月ですので、通年で捉えると外気温度が比較的低く、始動時のエンジンオイル粘度は高めの傾向です。摺動部のフリクションとしては増加することになります。

・使用環境：ここではユーザーである私のクルマの使い方、端的に言うと「前回のドライビングサイクルとその状態」がどうであったか？を意味します。前回始動から短時間で再始動する場合と、長期放置後に再始動する場合では、（オイル落ちによる）保持油膜厚さや（摺動部のドライスタートによる）メタルタッチ比率が変わるかと。
当方の場合は比較的、前回ドライビングサイクルから日数を空けての（放置後の）再始動が多かったです。さらにチョイ乗り（始動～停止、GO-STOP）が多めです。

・経時変化：オイルの劣化（直鎖基が分断されるといったん粘度は下がるが、添加剤が消耗して重合が進むと今度は粘度増加に転じる）、ベアリング内の密封グリスの劣化による必要起動トルク増、補機ベルトの劣化（硬化）による屈曲ロスの増加、など。

>直列巻線式直流電動機ならトルクはIの二乗で効きます
この影響（↑）は大きいですね。線形（1次）で利くのではなく2乗ですか。別の例えになりますが、ステーやブラケットの強度（耐力）が板厚の2乗で利くのと同様なイメージを持ちました。

ご教示いただいた内容や上記の要因等を含めて、初めて「（いわゆる）劣化状態」を深掘りするためのスタート地点に立てるような気がします。何事も奥深いですね。重ねて、お礼申し上げます。