充電(発電)制御を簡易検証 (1)

簡易な電圧測定器をもとに、オルタネータの発電制御を検証してみました。
あくまでも電圧変化を指標としてますので、発電量が全て充電量になるわけではありません。
また厳密な測定ではありませんので、発電中＝充電中では無いとも言えます。
あくまでも参考程度としてください。



まず、フリードのような省燃費車の特徴である「充電制御」が明確に動作する走行条件は、意外とシビアのようです。

・エアコンOFF
・電装品は最小限
・日中であること

バッテリーをギリギリ状態で酷使することからも、何となく理解できます。
追って、順次説明します。

まず、日中(晴天時)における一般的な発電パターンを測定してみました。
ざっくりとですが、走行スピードと発電量の関係をグラフ化しています。

発電制御の基本は「加速中は発電しない」「減速中に発電する」になります。
測定条件は、ナビ・バックカメラ・デイライト・時計・レーダー程度の電装品、送風OFFです。
バッテリーは、パナソニック製カオス N-55B19L/C3を使用。
※走行条件・電装品・バッテリーによっては異なる結果になります。



■加速中
・ゆっくり加速中は「若干発電される」（図の①）
・急加速中は「発電されない」（図の④）

■減速中
・ゆっくり減速および急減速ともに「発電される」（図の②⑤）
・ただし急減速の場合「発電時間は短い」（図の⑤）

■巡航中
・速度に関わらず、ほとんど「発電しない」

※特定条件下で発電パターン有り
「充電(発電)制御を簡易検証(2)」を参照

■停止中
・Dドライブのままだと「発電しない」
・N(ニュートラル)だと「発電される」

■エンジンStart直後
・スタータ損失分を補う発電(充電)が走行／停止に限らず行われる。(数分間)
　よって、エンジンがHOT/COLD状態に関与しない。（図の③）

■その他
・送風ON程度でも若干発電される。（図の⑥）
・「エアコンONでは常時発電」する。（図の⑦）
・「消費電力が多い電装品(*1)を使用すると常時発電」する。（図の⑧）
・また「スモールライトONでも常時発電」します。


※注
*1: モニタx3、分配機等(ELD以降から電源取り)

次に上述した基本パターンを全く無視した、電圧低下時に発生する発電制御が左の図のとおりです。
停車中・急加速中・巡航中に限らずに発電されます。（図の①②）

発電量が少ない走行パターンが増えると、バッテリー側の容量不足からICレギュレータ監視により発電が行われるようです。
この瞬間は追加装備している電装品によりますが、電圧低下している上にオルタネータ負荷が一気にかかるようで、一瞬12V以下(11.5V)まで低下する場合があります。
この時には機器の安全回路が働くので、電装品によっては瞬停する場合があります。

意外だったのは夕方で、オートライトON(スモールON)される時間帯（図の③）よりもかなり前(30～1時間前)に、夜間センサらしきものにより負荷がかかるようです。
この時にはジワジワと発電量が増え、「ライトON前には常時発電」されてしまいます。（図の①～②）
ちなみに、オートライトOFF(ライトOFF)にしても変化はありませんでした。

具体的にどんな物に消費されているのか分かりませんが、かなりの消費量のようです。
一般的にヘッドライトを点灯する夜間走行は燃費が悪くなりますが、実際は夕方の早い時間からと考えた方が良さそうです。

これらの特性を考えると「日中メインでエアコンOFF」の所謂「エコ乗り」は、発電(充電)割合が極端に少ないです。
「燃費は良いがバッテリには過酷な条件」と言えるかと思います。
更に急発進・急停車する人には最悪ですね。(笑)
故に「日中走行は、ゆっくり減速は鉄則」でしょうか。

とは言え、常時発電させるような高負荷状態が良いとは言えません。
「燃費は悪くなるし、そもそも充電が間に合っているのか？」と心配になります。


燃費は落ちるものの、常時AC-ONが一番バランスが良いのか？謎は深まります。
ともかく個人的には、日中に高速を使ってスキー場へ行くのは止めます。(笑)


最後に、ELDがどのように関与しているかは今回のテストでも明確ではありませんでした。
これも憶測ですが、ELDは巡航中や停車中の発電量が少ない時をメインに、チョロチョロと発電制御させているように思えます。
減速時やAC-ONや夜間などの発電量が多い時には、あまり意味が無い制御と思いますので。