オルタネーターの制御について

質問

• オルタネーターの制御方法について調査しました。S端子に１５Vほどの電圧を与えるとオルタネーターは発電しなくなるとの回答がありますが、実際にはどうなのでしょうか？
• また、単３乾電池を直列に入れることでオルタネーターの発電を抑制できるのかも気になります。
• さらに、ソーラーバッテリーを接続したまま走行するとオルタネーターが働かなくなる可能性もあるのでしょうか？調査結果を教えてください。

回答No.7

kouki-koureisya · ベストアンサー

面白い実験ですね。
車の暗電流は、車種・年式で異なりますが、10－30ｍAほどでしょう。
単３エネループ1900ｍAｈ品ですから、単純計算で暗電流が19ｍAであれば、計算上は100時間、暗電流を供給できることになります。
＜満充電にしたエネループで、丸３日程度は豆電球が点灯しています＞とのことですから、
うまい具合に働いていますね。
たとえ、バッテリーに取り付けたと同時に1900ｍAｈ（１．９Aｈ）分の電気がバッテリーに吸収されてしまったとしても、バッテリーは1900ｍAｈ分、助かったことになります。
バッテリーは小型車でも３０Ah以上ですが、前日の夜間・氷雨走行で放電気味になっておれば、翌朝の始動時、１．９Aｈを軽視できません。
まあ、エンジン始動一発になったとのことですから、この点については結果が全てで、異論はありません。

一方、燃費の効果はどうでしょうか。
エネループ12個直列で１４．４V。
ダイオード1個、豆球1個の電圧降下を１Vとすれば１３．４Vとなりますから、オルタやレギュレータの動作には全く影響ない値です。
＜取り付けたところ、車載バッテリーのプラス、マイナス間の電圧が１Ｖ以上上昇した＞とのことですが、バッテリーの開放電圧は12Ｖちょっとですから、エネループの充電直後であれば、常識的な値です。

さて、電圧検出端子に15Ｖほどの電圧を与えて、オルタの発電を休止させる“制御”ができるようにした、と仮定します。
休止中は、バッテリーが車に必要な電力を全て供給するので、その間、エンジンは楽になります。
しかし必ずどこかで、オルタが「いつも以上に」バッテリーに充電して、楽した分を埋め合わせせねばなりませんね。
そうしなければ、バッテリーはやがて充電不足となり、エンジンの始動困難になります。
結局、こんな方法で“制御”しても、オルタの仕事量はトータルで同じ、エンジンの負担もトータルで同じです。

オルタを制御して燃費を改善するには、加速時は発電しない、そして減速時にフルに発電してバッテリーに充電するようなしくみにせねばなりません。
ところが、減速時にいっぱい充電させるのは至難の業です。
バッテリーは、充電状態がよいほど（満充電に近いほど）充電しにくくなるのです。
これは当然ですね。腹いっぱいなのにもっと喰えと言うわけですから。
極端な話、長い登り坂をやっと登り切って、長い下りになったとき、今こそバッテリーにいっぱい充電しておきたいのですが、すでに満充電なので充電できません。
そこで「充電制御車」では、減速時の充電に備えて、充電状態を常時80％くらいにしておくという方法が採られています。
減速時に満充電させて、加速時にすぐ放電させているわけです。
しかし、これでも減速時のエネルギーの回生は不十分です。
長い減速時のエネルギーを受けるには、バッテリーの容量が小さすぎるのです。
バッテリーを大きくすれば重量も場所も大きくなります。
小型で大容量のリチウムイオン電池を採用したスズキの「エネチャージ」の狙いの一つはここにあります。
まだ容量的には不十分ですが、コストの制約があります。

先にURLを示されたライトエースディーゼルのユーザーの燃費向上例では、バッテリー容量をアップしていますね。そして、かなり頻繁に発電量を抑制していますから、充電不足気味になります。
そこで減速すれば、その都度充電できるわけです。
その日の充電量が不十分であっても、バッテリーを容量の大きな物に換えているので、翌日の始動に支障が出るリスクは少ないですね。
実に、うまいやり方です。
この方は、電気に詳しいですね。
「ブレーキを掛けている時だけ、発電機の出力電圧を0.5V上げる回路の装着」までしています。
この方法は多くの車種で採用されていますが、さほど効果はありません。
この方の燃費向上は、発電制御だけでなく、エアコンのカットによる効果も大きいです。

さて、もう一つのURLの商品です。
「アイドリングや低速度域は発電を停止し、エンジン負荷を極限まで減らします。」
との能書きがまゆつばであることは、もう十分お分かりになりますね。

お礼

13V程度ではオルタやレギュレータの動作には全く影響ない値、
オルタネーターの制御による燃費の向上は非常に困難、

二段構えで否定ですね（笑）。

オルタネーターの制御によって、長期的に見て、安全で効果のある施策は難しそうですね。
それが出来ればとっくに自動車メーカーが実用化していたでしょうけど。

まあ、いろいろ考察が出来て、自分としては楽しかったです。

エネループによる実験に対するご意見、ありがとうございました。
なんか、「お墨付き」を得たみたいで、嬉しかったです。