エネルギー効率の良い運​​転

空気圧が低いタイヤは摩耗が早く、タイヤの変形により転がり抵抗によってエネルギーを失います。車の場合、4本のタイヤすべての圧力が2psi （0.1バール、10kPa ）低下するごとに、約1.0パーセントの損失が発生します。 ^{[ 8 ]}ホイールアライメントの不備やエンジンオイルの動粘度が高いことも、燃費を低下させます。   

ドライバーは、輸送する質量、つまり車両に積載する人数や貨物、工具、機器の量を最小限に抑えることで、燃費を向上させることができます。ルーフラック、ブラシガード、ウィンドディフレクター（ダウンフォースを目的として設計され、流れの分離を強化するものではない「スポイラー」 ）、ランニングボード、プッシュバーなどの一般的な不要なアクセサリーを取り外し、より狭く低いプロファイルのタイヤを使用することで、重量、空気抵抗、転がり抵抗が減り、燃費が向上します。^{[ 9 ]}一部の車は、重量/コスト/スペースの節約のために、半分のサイズのスペアタイヤを使用することもあります。一般的な車両では、55 ポンド (25 kg) 増えるごとに燃料消費量が 1 パーセント増加します。 ^{[ 8 ]} ルーフラック (およびアクセサリー) を取り外すと、燃費が最大 20 パーセント向上します。^{[ 8 ]}車載燃料を低い値 (50% ～ 75%) に減らすことも、市街地の交通状況での燃料削減に役立ちます ( 「VW Golf 8 オンライン ヘルプ」)。)

効率的な速度を維持することは、燃費効率において重要な要素です。^{[ 10 ] [ 11 ]}最適な効率は、一定速度で巡航し、トランスミッションを最高速ギアに入れたときに期待できます（下記の「ギアの選択」を参照）。最適な速度は車両の種類によって異なりますが、通常は35 ～ 50 mph (56 ～ 80 km/h)の間であると報告されています。たとえば、2004 年型シボレー インパラの最適速度は42 mph (68 km/h)で、 29 ～ 57 mph (47 ～ 92 km/h)の範囲ではその 15 パーセント以内でした。      

高速走行時、自動車の燃費低下において空気抵抗が果たす役割は大きくなる。世界平均速度である時速60kmでは、化石燃料車の空気抵抗によるエネルギー損失は、総エネルギー損失の約5%を占める。残りは摩擦（33%）、排気（29%）、エンジン冷却（33%）によるものである。^{[ 13 ]}時速60kmを超えると、空気抵抗は速度の約2乗に比例して増加し、高速走行時の主要因となる。^{[ 12 ]： 256}

ハイブリッド車は通常、このモデルによって異なるしきい値速度以下で最高の燃費効率を発揮します。バッテリーが充電されると、車はバッテリー駆動モードとエンジン駆動モードを自動的に切り替えます。テスラ モデルSなどの電気自動車は、時速39 km (24 mph)で最大1,080キロメートル (670マイル)走行できます。^{[ 14 ]}   

道路容量は速度に影響し、したがって燃費にも影響します。研究によると、道路が混雑しているときは、時速45マイル (72 km/h)をわずかに上回る速度が最大の処理能力を発揮します。 ^{[ 15 ]}個々のドライバーは、交通が時速45マイル (72 km/h)を下回る道路や時間帯を避けることで、自分自身と他のドライバーの燃費を向上させることができます。コミュニティは、速度制限^{[ 16 ]}を採用したり、時速 45 マイル (72 km/h) を下回る速度に近づいている交通にドライバーが進入することを防止または抑制する政策を採用することで、燃費を向上させることができます。渋滞料金制度はこの原則に基づいています。交通量が多い時間帯に道路アクセス料金を引き上げることで、車が交通に進入して効率的なレベルを下回る速度になるのを防ぎます。      

研究によると、義務付けられた速度制限は、より低い速度制限への遵守状況に応じて、エネルギー効率を2～18パーセント向上させるために変更できることが示されている。^{[ 17 ]}

エンジンの効率は速度とトルクによって変化します。一定速度で走行する場合、エンジンの動作点を自由に選択することはできません。むしろ、選択した速度を維持するために必要な特定の出力があります。マニュアルトランスミッションでは、ドライバーはパワーバンド上のいくつかのポイントから選択できます。ターボディーゼルの場合、ギアが低すぎると、エンジンは高回転・低トルク領域に入り、効率が急速に低下するため、最高の効率はより高いギア付近で得られます。^{[ 18 ]}ガソリンエンジンでは、スロットル損失のため、効率はディーゼルエンジンよりも一般的に急速に低下します。^{[ 19 ]}効率的な速度で巡航すると、エンジンの最大出力よりもはるかに少ない出力しか使用しないため、低出力で巡航するための最適な動作点は、通常、非常に低いエンジン回転数で、ガソリンエンジンでは約1500rpm（またはそれよりわずかに低い）、ディーゼルエンジンでは1200rpmです。これが、高速道路での巡航に非常に高い「オーバードライブ」ギアが役立つ理由です。例えば、小型車が時速60マイル（97km/h）で巡航するには、10～15馬力（7.5～11.2kW ）しか必要ない場合がある。その速度では、おそらく2500rpm程度にギア比が設定されているだろうが、最大の効率を得るには、エンジンはガソリン車の場合は約1500rpm、ディーゼル車の場合は約1200rpmで回転し、そのエンジンにとって可能な限り効率的にその出力を発生させる必要がある（ただし、実際の数値はエンジンや車両によって異なる）。     

燃費は車種によって異なります。加速時の燃費は、一般的に、最大トルク付近（ブレーキ比燃料消費量^{[ 18 ]}）まで回転数が上がるにつれて向上します。しかし、前方に注意を払わずに必要以上の速度まで加速すると、ブレーキをかけ、その後さらに加速する必要が生じる場合があります。2001年の研究では、マニュアル車ではシフトチェンジの前に素早くスムーズに加速することを推奨しています。^{[ 20 ]}

一般的に、加速と減速を最小限に抑えることで燃費効率が最大化されます。したがって、燃費効率の良い運​​転戦略とは、前方の状況を予測し、加速と減速を最小限に抑え、惰性走行時間を最大限に延ばすように運転することです。

ブレーキをかける必要性は、時に予期せぬ出来事によって生じます。高速走行時には、惰性走行で減速する時間が短くなります。運動エネルギーが高いため、ブレーキをかける際に失われるエネルギーも多くなります。中速走行時には、ドライバーは加速、惰性走行、減速のいずれを選択するか、そして燃費効率を最大化するためにどのような行動をとるかを選択する時間的余裕があります。

赤信号に近づく際、ドライバーは信号の手前でアクセルを緩めることで「信号待ちのタイミング」を計ることがあります。早めに減速して惰性走行することで、信号が青に変わるまでの時間を確保でき、停止によるエネルギー損失を防ぐことができます。

渋滞による停止と発進の繰り返しのため、ラッシュアワー時の運転は燃費が悪く、より多くの有害な排気ガスを発生させる。^{[ 21 ]}

従来のブレーキは運動エネルギーを熱として放出しますが、これは回収できません。ハイブリッド車や電気自動車で使用されている回生ブレーキは、ブレーキをかけるたびに車のエネルギーの約50%を回収し、市街地走行のエネルギーコストを約20%削減します。^{[ 12 ]}

加速や制動の代替手段として、惰性走行、つまり推進力を使わずに滑走する方法があります。惰性走行では、蓄積されたエネルギー（運動エネルギーと重力ポテンシャルエネルギー）が、走行中に車両が常に克服しなければならない空気抵抗と転がり抵抗に抗して消費されます。上り坂を惰性走行する場合、蓄積されたエネルギーは勾配抵抗によっても消費されますが、このエネルギーは重力ポテンシャルエネルギーとして蓄積されるため、消費されずに後で使用できます。蓄積されたエネルギーを（惰性走行によって）これらの目的に使用する方が、摩擦制動で消費するよりも効率的です。

エンジンをかけたまま、マニュアルトランスミッションをニュートラルに入れるか、クラッチを踏んだ状態で惰性走行している場合でも、エンジンがアイドリング回転数を維持する必要があるため、燃料は多少消費されます。

ギアを入れずに車両を惰性走行させることは、ほとんどの米国の州で法律で禁止されており、特に下り坂では禁止されています。例として、メイン州改正法典第29-A編第19章第2064条^{[ 22 ]}「運転者は、下り坂を走行中に車両のギアをニュートラルにして惰性走行してはならない」があります。商用車では下り坂でクラッチを切らないように、乗用車ではトランスミッションをニュートラルにするように、規制が異なる場合があります。これらの規制は、運転者が車両をどのように操作するかを示しています。長く急な下り坂でエンジンを使用しない、またはブレーキを過度に使用すると、ブレーキの過熱により故障する可能性があります。

エンジンをアイドリング状態ではなく停止させることで、燃料を節約できます。信号機は予測可能なので、青信号に変わるタイミングを予測できる場合が多いです。一部の車は、停車中にエンジンを自動的にオンオフするスタート・ストップシステムを採用しています。また、信号機にタイマーが付いているものもあり、ドライバーがこの方法を利用しやすくなっています。

ハイブリッド車の中には、走行中やトランスミッションが接続されている間は常にエンジンを作動させておく必要があるものもありますが、車両が停止すると作動するオートストップ機能も備えており、無駄なエネルギー消費を防いでいます。これらの車両では、オートストップ機能を最大限に活用することが重要です。なぜなら、アイドリング状態になると瞬間燃費が1ガロンあたり0マイルまで急激に低下し、平均（または累積）燃費も低下してしまうからです。

運転者は、他の車両の動きや、運転者が現在置かれている状況の急な変化を予測することで、燃費を向上させることができます。例えば、急ブレーキをかけたり、ウインカーを出さずに曲がったりする運転者は、他の運転者がパフォーマンスを最大限に発揮するための選択肢を狭めてしまいます。運転者は、常に道路利用者に自分の意図をできるだけ多く伝えることで、他の道路利用者の燃料消費量を削減し（そして安全性を高める）ことができます。同様に、信号機などの道路の特徴を予測することで、過剰なブレーキや加速の必要性を減らすことができます。運転者はまた、付近の歩行者や動物の行動を予測し、それらに関わる状況の変化に適切に対応できるようにする必要があります。

エアコンを使用すると、一定の速度を維持するために最大5 hp (3.7 kW)の追加電力が必要になります。エアコンシステムは、乗員の要求に応じてオン/オフを繰り返したり、出力を変化させたりするため、常に最大出力で稼働することはほとんどありません。エアコンをオフにして窓を開けると、このエネルギー損失を防ぐことができますが、空気抵抗が増加するため、コスト削減効果は一般的に期待されるよりも小さくなる可能性があります。^{[ 23 ]}乗員用暖房システムを使用すると、エンジンの作動温度への上昇が遅くなります。キャブレター付きの車 (1970 年代以前) のチョーク、または現代の車の燃料噴射コンピューターのいずれかが、通常の作動温度に達するまで燃料と空気の混合気に燃料を追加し、燃費を低下させます。^{[ 24 ]}  

必要のない車両に高オクタン価ガソリンを使用することは、一般的に不必要な出費と考えられているが、^{[ 25 ]}トヨタはノッキングが問題にならない場合でもオクタン価による効率のわずかな違いを測定している。[ ^{26 ] 1996}年以降に米国で製造されたすべての車両にはOBD-II車載診断装置が装備されており、ほとんどのモデルにはノッキングが検出された場合、タイミングを自動的に調整するノックセンサーが搭載されているため、効率と性能が多少低下するものの、高オクタン価用に設計されたエンジンに低オクタン価燃料を使用できる。エンジンが高オクタン価用に設計されている場合、特定の負荷と混合条件では、より高いオクタン価燃料によって効率と性能が向上する。

バッテリー式電気自動車は、100 km走行するのに約20 kWhのエネルギーを消費する（3マイル/kWhに相当）。これは化石燃料車の約4分の1である。^{[ 12 ]： 127}

パルスアンドグライド（PnG）運転戦略は、所定の速度まで加速（「パルス」または「バーン」）し、その後、低速まで惰性走行またはグライド走行し、その時点でバーンコーストのシーケンスを繰り返すというものです。^{[ 27 ]}この運転戦略は、ドライバーによって長年にわたり燃料を節約できることが発見され、経験されており、いくつかの実験でもその燃料節約能力が検証されています。^{[ 28 ]} PnG操作では、エンジンが作動していないときに惰性走行が最も効率的ですが、エンジンを作動させた状態で（ブレーキ、ステアリング、および補助装置への動力を維持するため）車両をニュートラルにすると、ある程度の利益が得られます。^{[ 27 ]}現代のガソリン車のほとんどは、ギアを入れたまま惰性走行（オーバーラン）すると燃料供給を完全に遮断しますが、動いているエンジンはかなりの摩擦抵抗を加え、エンジンが駆動系から切り離されている場合よりも速度が急速に低下します。

パルスアンドグライド戦略は、車間距離制御^{[ 27 ]}と自由走行シナリオ^{[ 29 ]}の両方において、最大20%の燃料節約を実現する効率的な制御設計であることが証明されています。PnG戦略では、エンジンとトランスミッションの制御が燃料節約性能を決定し、最適制御問題(OCP)を解くことで得られます。離散的なギア比、強い非線形エンジン燃料特性、パルス/グライドモードの異なるダイナミクスのため、OCPはスイッチング非線形混合整数問題です。^{[ 30 ] [ 31 ]}

ハイブリッド車の中には、パルスアンドグライドに適したものがある。^{[ 32 ]}直列並列ハイブリッド（ハイブリッド車の駆動系を参照）では、アクセルを操作するだけで、内燃機関と充電システムを停止してグライド走行を行うことができる。しかし、シミュレーションに基づくと、非ハイブリッド車の方が燃費の向上効果が大きい。^{[ 28 ] [ 27 ]}

この制御戦略は車両隊列（自動運転車の隊列走行は道路輸送の燃費を大幅に向上させる可能性がある）にも使用でき、この制御方法は従来の線形二次コントローラよりもはるかに優れた性能を発揮します。^{[ 33 ]}

ハイブリッド車の内燃機関の効率は、燃費マップ、バッテリー容量、バッテリー残量、負荷、ギア比を用いて算出でき、さらに加速、空気抵抗、速度にも左右される。

自動車のエンジンは、多くの場合、最大効率のほんの一部でしか作動しないため、^{[ 34 ]}燃費効率が低下します（または、同じことですが、比燃料消費量（SFC）が高くなります）。^{[ 35 ]}トルク（またはブレーキ平均有効圧力）と回転数（RPM）のあらゆる組み合わせに対するSFCを示すチャートは、ブレーキ比燃料消費量マップと呼ばれます。このようなマップを使用すると、回転数、トルクなどのさまざまな組み合わせでのエンジンの効率を見つけることができます。^{[ 27 ]}

パルスアンドグライドのパルス（加速）フェーズでは、高トルクのため効率がほぼ最大となり、このエネルギーの大部分が走行車両の運動エネルギーとして蓄積されます。この効率的に得られた運動エネルギーは、グライドフェーズで転がり抵抗と空気抵抗を克服するために使用されます。言い換えれば、効率的な加速とグライドの期間を交互に行うことで、通常、一定速度で巡航する場合よりも全体的な効率が高くなります。コンピュータ計算では、一定速度で巡航するために必要なトルクが低い低速などのまれなケースでは、燃費を2倍、あるいは3倍にできる可能性があると予測されています。^{[ 28 ]}他の交通状況を考慮したより現実的なシミュレーションでは、20%の改善がより可能性が高いと示唆されています。^{[ 27 ]}これは、現実世界では燃費が2倍や3倍になる可能性は低いことを意味します。これは、信号機、一時停止標識、および他の交通状況への配慮が原因であると考えられます。これらの要因はすべて、パルスアンドグライド技術を妨げます。しかし、燃費を約20パーセント改善することは依然として可能である。^{[ 28 ] [ 27 ] [ 36 ]}

ドラフティングまたはスリップストリームとは、小型車両が前方の車両のすぐ後ろを走行または惰性走行することで風の影響を受けないようにする技術です。多くの地域では違法であるだけでなく、危険な場合も多いです。^{[ 37 ]}セミトラックの後ろ10フィートを走行する乗用車の実地試験では、空気抵抗（風圧）が90%減少し、その結果、効率が39%向上することが示されました。^{[ 38 ]}

燃料節約と事故防止の間には、時としてトレードオフが存在する。^{[ 10 ]}

米国では、燃費効率が最大になる速度は制限速度を下回ることが多く、通常は時速35～50マイル（時速56～80キロ）ですが、交通の流れはこれよりも速い場合が多いです。車間の速度差は衝突のリスクを高めます。^{[ 10 ]}  

ドラフティングは、先行車両との間隔が3秒未満の場合、衝突のリスクを高めます。^{[ 39 ]}

惰性走行は燃費向上に有効な手段の一つです。ギアチェンジやエンジンの再始動は、加速を伴う回避行動に必要な時間を増加させます。そのため、惰性走行に伴う制御性の低下は許容できないリスクであると考える人もいます。一部の地域では、惰性走行は違法とされています。

人工知能（AI）と機械学習（ML）モデルは、燃料消費量と運転行動の関係に適用されてきた。運転行動を表し、影響を与える主な要因には、速度、加速度、ギア、道路パラメータ、天候などがある。^{[ 40 ]}