「満タン法」は正確か?

よく、自動車のレビューを見ていると、素人/プロのライター問わず、「満タン法」による燃費測定結果と車のメーターに表示された燃費測定結果を比較して、「この車の燃費測定結果は正確だ/正確でない」などと言っているのを見かける。

これは非常に疑問だ。

満タン法とは、いったん満タンまで給油を行い、次回給油時も同様に満タンまで給油、給油量を燃料消費量とみなし、前回給油から今回給油までに走行した値を燃料消費量で割って燃費(消費燃料1Lあたりの走行距離、km/L)を算出するという方法である。現在ではほとんどの車に燃費計が搭載されたが、それまではこの方法でしか燃費を推定できなかった。

自動車に搭載されたコンピュータが燃費を表示する仕組みは、おそらくインジェクタの開閉時間から噴射燃料量を推定しているのだろう。この過程で混入する誤差は、

  • 走行距離の測定誤差(タイヤ空気圧の変化や純正サイズと異なるタイヤを履いたことによる前提条件の変化、路面状態などの環境的要因、回転数センサ誤差)
  • 燃料噴射量の測定誤差(圧力と開閉時間からの推定)
  • 計算誤差(計算機で計算を行った時に発生する誤差)
  • 表示誤差(多くの場合小数点2桁以降は表示されない。恐らく四捨五入されている)

などが関連していると思われる。

それに対して満タン法での誤差混入要因は、

  • 走行距離の測定誤差
  • ガソリンスタンドの燃料カウンターの測定誤差
  • ガソリンスタンドの給油ノズルの満タン検知センサの動作時期による誤差
  • 給油時の人間系による誤差(何を持って満タンとするか)
  • 揮発したガソリン量による誤差

などが考えられる。走行距離の測定誤差は自動車が計算した燃費と条件が同じなので除外できる。その他の誤差がどの程度の大きさであるかを比較することとなる。

ここからは具体的な見積もりが難しいのですべて推定となってしまう。しかし、それでも自動車の測定誤差が満タン法によるそれよりも大きいとは考えられない。

まず、燃料噴射量の測定誤差であるが、これは非常に小さいことが推測される。なぜならば、この噴射量の制御がうまく行かないと触媒がうまく働かなかったり、ノッキングを起こしたり、ひどいときにはオーバーヒートしてエンジンがダメになってしまうからだ。1回の噴射量は、普通の自動車でのガソリンの流量が数百cc/minであるというから、数千rpmでエンジンが回っている時のシリンダあたりの1回の燃料噴射量は大ざっぱに0.01cc~0.1ccくらいのオーダーになるのではないか。であるならば測定誤差はそのさらに数%以下のオーダーだろう。

計算誤差は数値をどのように表現しているかにもよるが、単精度浮動小数点であったとすれば7ケタくらいの精度はあるはずなので、無視しても良いだろう。表示誤差は±0.05km/L程度となる。

従って、燃料噴射量が正確に計測できるという私の推測が正しければ(多分正しいだろう)、一番大きな誤差要因は表示誤差ということになる。

対して、満タン法はいかがだろうか?

ガソリンスタンドの給油計に関しては定期的な校正が義務付けられており、誤差は1%以下だとされている。

しかし、「ガソリンスタンドの給油ノズルの満タン検知センサの誤差」と「給油時の人間系による誤差」はかなり大きいのではないかと考えている。そもそも何をもって満タンとするかだろう。満タンを「給油ノズルが自動停止したタイミング」と定義すれば、そのノズルの感度に依存する。給油ノズルが満タンを検知して給油をストップする仕組みは気圧差を利用したシンプルなもので、この機構に何か統一的な計測基準は私が調べた限り無い。

加えて言えば満タンになったと思っても車をゆすってやればまだガソリンが入ったりする。

このあたりを考慮すると、私の経験上での話だが最大でコンマ1ケタLくらいの誤差は出てくるのではないかという気がする。

ただ、誤差の見積もりができない以上はやはり「満タン法より自動車の燃費計の方が正確な気がする」という以上の事は言えないのが残念なところだ。ただ、同時に逆に満タン法のほうが自動車の燃費計よりも正確、ということも言い切ることはできない、とまでは言える。

結局良くわからないんじゃん。うーん…。

あとは全く別の観点では、そもそもユーザーが自動車の燃料計を信用していないという背景も考えられるだろう。つまり、「燃費を良く見せようとしてごまかしているのではないか」という不信感や、昔の車の燃費計は誤差が大きかった…などの歴史的背景だ。

いずれにせよ、自動車の燃料計の方が人間系による誤差が混入し無い分バラつきは少ないはずなので、時系列で「前より燃費が良くなった/悪くなった」などと比較するような用途ではこちらのほうが優れていると思います。