エネルギーモニタの考察


マイナーチェンジ後のプリウス(NHW11)の様子です


表示説明バッテリへの電流


エネルギーの流れはありません。
  • エンジン停止&ブレーキをしっかり踏んで速度0の時
  • 停車時に暖機(始動時、冷暖房時)だけのためにエンジンが回転している時
  • 走行中でエンジン停止していて、かつ回生ブレーキが利かない程度にわずかにアクセルを踏んでいる時(惰性走行時)
  • キーを差してSTARTまで持っていく前、すなわちエンジン始動前
アクセサリー類の12V系へコンバータが消費するなどの基礎消費電流分。以下はすべてこの基礎消費分を差し引いた値。
起動前はリレーが切れているので0アンペア。


エンジンから発電機を経てバッテリーへ充電しています。
  • エンジン始動直後、停止していて、充電しながら暖機するモード、バッテリーの減りが少なければ12〜3秒で充電を終える
  • 停車時にバッテリーの残量が足りなくてエンジンを回転させて充電している時
起動直後はほとんど充電していないが、しばらくすると本格的に充電を始める(20Aとか)ことがある。


バッテリーの電力を使ってモーターで走行しています。
  • モーターだけで動いているいわゆる電気自動車モード、モーターのみで69km/hまで加速。
    あるいはそれ以上のスピードで、アクセルをほんの少し踏んでいるとき
     ()
  • 停止時のクリープ(ブレーキの踏みが甘い場合)
0.5A~40A程度電池を消費しています。
(場合によってはもっと、エンジン起動直後は95Aくらいまで)


エンジンは停止しています。走行エネルギーを使ってモーターで発電しています(回生ブレーキ)。
  • 減速時、67km/h以下で、エンジン停止で回生ブレーキ状態(~67km/h以下)
  • あるいは67km/hを超えている時で回生ブレーキの状態。エンジンは回っている音がする。
     (この時はエンジンをわざと回転させてエンジンブレーキ状態ですが、遊星歯車の性質上、高速走行によって発電機が6,500 rpmを超えて回転しないようにするためだと思われます。遊星歯車シミュレーションで確かめてみて下さい。)
およそ0.5A〜50Aくらいまで発電します。


エンジンの力を直接の駆動力にして、また一部を発電機を経て一旦電力に変え、その電力でモーターの駆動力に再変換して加速しようとしています。
  • 普通の加速時
    (このモードがハイブリッドモードでかつ、遊星歯車による変速機構の標準状態と言ってもいいのではないでしょうか。でもこのモードは短時間しか現れません。エンジンの力を全て駆動力に回しています。充電はしていません)
といいつつ、充電をしっかりしているときがあります。およそ2A程度の充電時もこの表示です。


5よりも強い加速が必要な時、さらに電池からも電力をもらってモーターで加勢しています。
  • 全力加速時。当然電池の容量はどんどん減っていく。
最大でモータ出力が33 kWに達するまで加勢します。


5よりも弱い加速でよい場合、余った電力を充電にまわします。本当は余っているのではなく、その分エンジンの出力をわざと上げています。
  • 弱い加速時。速度が上がってくると下のモードへ移行する。
  • バッテリーが少ない時には、特に普通の加速時でもこのモードが多い。コンピュータがエンジン回転数を通常よりも500rpmほど上げています。
それなり


エンジンの力で走っています。それでも余った駆動力は発電して電池を充電します。
  • ほぼ定速巡航時、燃費が一番よいモード。私の感じた解釈では、この時エンジンの力でモーターを発電機として回し(回生ブレーキ)、発電機をモーターのようにまわしてオーバートップギヤの状態にしている。すなわち、通常の発電機とモータの役割をひっくりかえしている。走行エネルギーを用いて発電している訳ではないのでタイヤからのエネルギーは表示されない。
    なお、このモードでバッテリーへの充電をしない状態がありそうなものですが、表示されたのを見たことがありません。
充電電流は20A〜0Aまで。規定量まで充電されると6のモードと8のモードの間欠にして消費と充電を繰り返す。

その他 暖房している時は、エンジンがしょっちゅう暖気運転します。その時にはガソリンを噴いているはずですが、走行中でさえもエネルギーモニターではエンジンからの動力流が表示されません。駆動力にはエンジンの力を使っていないということなのかなあ。
 また、冷房時はほとんど充電をしますが、それは冷房に電力を使っているせいのように感じます。
 最近、コンピュータの方から燃費を計測する装置を買ってつけてみたのですが、暖房の暖機などでエンジンが回転している時には、ガソリンを噴いていないとしか思えない数値を出します。もしかしたら、この値は、実際に燃料を噴いていてもコンピュータの方で噴いていないと判断しているのかも...もう少し検証します。あと、たます式タコメータの配線をして確かめないといけないかもしれませんね...あれなら正確に燃料噴射をモニターできますから。
 このモニター表示を見ながら町の中を走っていると、一定速度で走行している時にはエンジンの駆動力は有り余っているんだなあと感じます。プリウスではちょっと加速を弱めたりするととたんにエンジンを停止してモーター駆動走行に切り替わりますが、そのくらいしないと燃費を良くすることが出来ないんだなあと。

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September 17,2004
(Jan.3,2002初稿)