スライド 1

自動車排出ガス対策の推進に向けて

～新たな研究の展開～

１．自動車排出ガス規制

２．自動車排出ガス計測システムの高精度化

３．自動車排出ガスに関する研究事例

４．エコドライブの評価に関する研究

0 20 40 60 80 100 47 50 53 56 59 62 2 5 8 11 14 17 20 23 年度 ％ ガソリン乗用車 ガソリントラック（1.7ｔ超～3.5ｔ以下） ディーゼルトラック（3.5ｔ超） ガソリン車：S47年度100とする ディーゼル車：S48年度を100とする 数値：規制値 770ppm 650ppm 400ppm 470ppm 6.0g/kWh 540ppm 4.5g/kWh 3.38g/kWh 2.0g/kWh 0.70g/kWh 962.5ppm 3.07g/km 2.18g/km 1.80g/km 1.20g/km 1.20g/km 0.90g/km 0.60～0.85g/km 0.70g/km 0.25g/km 0.40g/km 0.13g/km 0.08g/km 0.05,0.07g/km 年 度

窒素酸化物（NOx）規制の推移

0 0.4 0.8 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 年度 規制値( g/ km又はg/ kW h ) 1.7t以下 1.7t超2.5t以下 2.5t超3.5t以下 3.5t超12t以下 12t超 0.7g/kWh 0.25g/kWh 0.18g/kWh 0.20g/km 0.25g/km 0.08g/km 0.09g/km 0.013～0.027g/kWh 短期規制 長期規制 新短期 新長期規制

粒子状物質（PM）規制の推移

次期排出ガス規制

（ポスト新長期規制） =平成21年実施予定= 種 別 規制物質 新短期規制 （H15,16年） 0.70 （35%） 炭化水素（HC） 0.87 0.17 _へ変更)(NMHC 一酸化炭素（CO） 2.22 粒子状物質（PM） 0.18 0.01 （37%） （ ）内の数字は、新長期規制と比べた場合の低減率を示す 2.00 0.027 単位：g/kWh ←　同 新長期規制 （H17年～） ポスト新長期規制 （H21年実施予定） ←　同 ←　同 （挑戦目標：更に1/3） 窒素酸化物（NOx） 3.38 　 （ 重 量 車 ） ディ ー ゼ ル 車

0.00 0.02 0.04 0.06 元 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 年度 濃度（ ｐ ｐｍ） 自動車排出ガス測定局 （全３４局平均値） 一般環境大気測定局 （全４７局平均値） 環境基準目安 都内大気環境中の

二酸化窒素（NO

2

）濃度の推移

NOxの５割強が、 自動車由来

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 元 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 年度 濃度（ m g/ m 3 ） 環境基準目安 自動車排出ガス測定局 （全３４局平均値） 一般環境大気測定局 （全４７局平均値） 都内大気環境中の

浮遊粒子状物質（SPM）の推移

昨年度観測以来初めて 全局で環境基準を達成

空調空気ライン 直接排ガスサンプリングライン 希釈排出ガスサンプリングライン 排気ライン 冷却水ライン バッグサンプリングライン ﾌｨﾙﾀｰﾕﾆｯﾄ 屋上 実験機器空調室 Ⅱ-1.エンジン吸入空気供給装置 Ⅱ-1 .新鮮空気供給装置 排ｶﾞｽ吸引装置 Ⅱ-1.クーリングタワー サイレンサー 吸引装置 サイレンサー ＣＶS装置 校正用ベンチュリー 大型車サンプリング室 熱交換装置 ハイボリューム サンブリング装置 Ⅰ-4.粒子状物質 サンプリングﾞ装置 冷水タンク バッグ _{Ⅰ-3.データ処理装置} Ⅱ-1.空調ｺﾝﾄﾛｰﾙ部 Ⅰ-5 .粒子状物質ｻﾝﾌﾟﾘﾝｸﾞ装置ｺﾝﾄﾛｰﾙ部 制御コンピュータ ドライバーズエイド モニター 大型車計測室 大型車実験室 大型車機械室 校正用ベンチュリー ＴＨＣ・ＮＯＸ分析計 新鮮空気 サイクロン ハイボリューム サンブリング装置フィルター部 2ndトンネル ｼｬｼﾀﾞｲﾅﾓ ＮＯ・ＮＯｘ分析計 全量希釈 トンネル 排出ガス分析計 ＣＶＳコントロール部 1F 2F 3F マイクロ トンネル 温度調整機能付 ＰＭ捕集フォルダ

自動車排出ガス計測システムの高精度化

制御装置 全量希釈トンネル ＣＶＳ装置 粒子状物質 サンプリング装置 排出ガス データ処理装置 シャシダイナモメータ マイクロダイリューション トンネル 制御盤 排気 外気 新鮮空気供 給装置 PM捕集 フォルダ 希釈空気 エンジン 吸入空気 排出ガス ブロワ 自動車排出ガス計測の流れ 分析計 （NOx,HC,CO等）

１．粒子状物質（ＰＭ）計測の高精度化、安定化 ・温度調整機能付ＰＭ捕集フォルダの導入 ・軽量、高効率のＰＭ捕集フィルターの採用 ・加熱型二次希釈トンネルの導入 ２．排出ガス希釈率の最適化 ・多段階流量制御が可能なＣＶＳの導入 ３．微量物質測定の高精度化 ・マイクロダイリューショントンネルの導入 ４．シャシダイナモメーターの高精度化等 ・トルク制御の高精度化 ・道路勾配設定機能の追加 ・測定対象車両の拡大

自動車排出ガス計測システムの高精度化

二次希釈トンネル （既存） 温調機能付PMﾌｫﾙﾀﾞ （新設） 加熱型二次希釈トンネル （新設）

加熱型二次希釈トンネル

= ＰＭ測定の高精度化・安定化 =

ＰＭ捕集（測定）用フィルター

= ＰＭ測定の高精度化・安定化 = 元年規制車 PM測定結果（JE05） ・捕集効率が高く、軽量化した ＰＭ捕集フィルターを採用 従来のフィルター（Φ７０） 新規フィルター（Φ４７） 新長期規制車 PM測定結果（JE05）

多段階の流量制御（ＣＶＳ）

= 排出ガス希釈率の最適化 =

臨界流量ベンチュリ

４つのベンチュリの組合せ にて流量を９段階に調整

排出ガス 排出ガスの一部をサンプリング 清浄な空気 にて希釈

マイクロダイリューショントンネル

= 微量物質測定の高精度化 = 希釈排出ガスを計測

自動車排出ガスの測定方法

自動車排出ガスに関する研究事例

公定試験

（規定の走行ﾊﾟﾀｰﾝ、試験条件） エアコン

リアルワールド

積載量 渋 滞 急加速 コールドスタート 道路勾配 気 温

リアルワールドの観点からの実態把握

・未規制の有害物質 ・局地汚染

元年規制 短期規制 長期規制 NOx 排出量（ g/t ・km ） 0.1 0.2 0.5 0.6 0.7 0.4 0.3 公定試験（ _{D13モード）} 東京都実走行ﾊﾟﾀｰﾝ 1 2 5 6 7 4 3 元年規制 短期規制 長期規制 規制値（_6.0） 規制値（_4.5） NOx 排出量（ g/kWh ） NOx排出量の実測結果 （n=２５台） （n=１９台） （n=２５台） （n=１９台） （n=２６台） （n=２６台） （１）実走行による排出ガス規制の効果検証

従来の公定試験法（ﾃﾞｨｰｾﾞﾙ13モード）

従来の公定試験法（Ｄ １３モード）では、エン ジンの運転領域のうち 代表ポイントのみの測 定であった。 しかし、実際の走行 では、当然、他の領 域も使用している。 Ｄ１３モードの測定点 実走行時の運転領域（参考例） 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 最高出力時のｴﾝｼﾞﾝ回転数比率（％） エ ン ジン 負荷率（％）

0 20 40 60 80 100 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 M A C 装着率（％） 軽乗用車 軽貨物車 乗用車 小型貨物車 普通貨物車 乗合車 （社）日本自動車工業会調べ エアコン装着率（％） 日本の自動車におけるエアコン装着率の推移 （２）エアコン使用による影響調査

エアコンによる影響調査結果

= ガソリン車 = 0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 NOx HC CO NOx,HC排出係数（g/km） CO排出係数（g/km）

A/C off A/C on A/C off A/C on

ガソリン車Ａ （1468cc） ガソリン車B （1590cc）

走行モード ：10・15モード

エアコン使用時 排出量が増加

0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 100 200 300 400 500 600 時間（sec） 速度（k m /h） 0 1 2 3 4 燃料消費量（ g ） Ｈ１７④Ｇ １０・１５

エアコン使用による燃料消費量（例）

= ガソリン車 = 試 験 車 両：ガソリン車 4300cc 走行モード ：10・15モード エアコン未使用 エアコン使用 この試験においては、 燃費が約２５％低下 車速 燃料消費量

0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 100 200 300 400 500 600 時間（sec） 速度（ km / h ） 0 0.005 0.01 0.015 0.02 HC （ g ） Ｈ１７④Ｇ ＨＣ排出量 試 験 車 両：ガソリン車 4300cc 走行モード ：10・15モード ｺｰﾙﾄﾞｽﾀｰﾄ ホットｽﾀｰﾄ 車速 （３）コールドスタートによる影響調査

0 0.02 0.04 0.06 0.08

コールドスタートにおけるHC排出量

= 規制年次別の比較（ガソリン車） = HC排出量（g/km） 走行パターン ：10・15モード ・走行時間 11分 ・走行距離 約 4km ホット コールド ホット コールド 新長期規制車 （n=6台） 新短期規制車 （n=8台） 約 11倍 約 8倍

0 10 20 30 40 50 60 70 0 100 200 300 400 500 時間（sec） 速度（k m /h） 0 1 2 3 燃料消費量（ g ） Ｈ１７④Ｇ １１

コールドスタートによる燃料消費量（例）

= ガソリン車 = ｺｰﾙﾄﾞｽﾀｰﾄ _{ホットｽﾀｰﾄ} この試験においては、 コールドスタートでは 燃費が約１８％低下 試 験 車 両：ガソリン車 4300cc 走行モード ：11モード 車速

① 質量でみると、粒径100～300nmの微小粒子が大部分 ② 粒子個数で見ると、粒径10～30nmの極微小粒子（ナノ 粒子）が大部分を占める。Kittelsonら（ミネソタ大学） 粒 径（nm） 10 100 1000 質量分布 粒子個数分布 （４）自動車から排出されるナノ粒子 ナノ粒子 50nm以下

粒径50nm以下の極微小粒子をナノ粒子と呼び、 近年、その排出挙動、健康影響が注目されている。 ナノ粒子は、ウィルス（20～ 250nm）と同程度の大きさ 肺の奥深く入り込み、細胞 膜を通過し、血液中に入り体 の様々な部位に運ばれる。

ナノ粒子の特性

呼吸・循環器系 脳・神経系 生殖・内分泌系等 ＥＵでは、個数濃度による規制も検討されている。

ナノ粒子の実測例（粒径分布）

走行モード ：東京都実走行パターンNo.5 1.00E+04 1.00E+08 1.00E+12 1.00E+16 1 10 100 1000 10000 粒径（nm） 粒子個数（ 個 / k m ） D-h車 D-i車 D-j車 D-k車 G-a車 G-b車 G-c車 G-d車 G-e車 G-f車 G-g車 ディ ー ゼ ル 車 ディ ー ゼ ル 車 ガソ リ ン 車 ガソ リ ン 車 総個数平均： 総個数平均：5.23_5.23××１０１０1414個個/km_/km 総個数平均： 総個数平均：6.36_6.36××10₁₀11 11 個個_/km/km 10 8 10 4 10 12 10 16 1 10 100 1000 10000 粒 径（nm） 粒子個数（個 /km ）

自動車排出ガスの測定方法

エコドライブの評価に関する研究

産業部門 9.0% 業務部門 35.0% 家庭部門 25.0% 運輸部門 29.7% その他 1.3% ｴﾈﾙｷﾞ転換部門 6.8% 産業部門 37.8% 業務部門 15.6% 家庭部門 13.5% 運輸部門 20.7% 工業ﾌﾟﾛｾｽ 3.8% その他 1.9%

CO2排出量の割合（部門別）

東京都 全国平均 平成１５年度 東京都環境局 ・東京都の二酸化炭素排出量の、約２割が自動車から排出されている。 ・東京都では、運輸部門からの排出量が全国と比べ相対的に多い。 東京都では、 運輸部門の約７割 が自動車から排出

エコドライブ

= Ecological Driving = エコドライブとは、 地球温暖化要因の一つであるＣＯ２や大気汚染の原 因であるＮＯｘ等を減らすため、環境に配慮して自動車 を運転すること。 具体的には、急加速や急停止をせず、一定速度での 走行、無駄なアイドリングを減らすことなどを心がける。 エコドライブを実践することで、二酸化炭素の排出量 を、１～２割程度削減することができる。

研究の背景・目的

１．背 景

近年、自動車からの温室効果ガス削減対策の一つ として、国、自治体、各種団体等において、エコドライブ のＰＲ，講習会の実施など、その普及・促進の取組が 盛んに行われている。 しかし、エコドライブの実践状況、改善状況等を定量 的に評価する手法は確立されていない。

２．目 的

エコドライブを定量的に評価する手法を検討する。

評価の基本的考え方

３．評価手法の基本的な考え方

① エコドライブを評価するに当たり、燃費を指標に 評価すること。 （エコドライブ＝燃費向上 と定義） ② 車両が異なる場合でも、その性能や排気量等に よらず、比較・評価できる手法であること。 ③ 評価が出来る限り手軽に、また広範囲の車に適 用出来るよう、必要最小限のデータにて評価す ること。

●速 度 ●加 速 ●減 速 ●ｱｲﾄﾞﾘﾝｸﾞ 運転操作 ・渋 滞 ・車の流れ ﾒﾝﾃﾅﾝｽ状況 ・タイヤ圧 ・ｴﾝｼﾞﾝｵｲﾙ ・積載重量 ・エアコン 運転技術 運転知識

エコドライブ

使用状況 車両性能

エコドライブの要素

評価対象 ・道路勾配 ・舗装状況 道路状態 交通状況 影 響 因 子

評価の考え方

実測 燃費 車両A Aさんの燃費 Bさんの燃費 推定 燃費 ●速 度 ●加 速 ●減 速 ●ｱｲﾄﾞﾘﾝｸﾞ 運転操作・技術 車両B 車両性能 良 車両性能 悪 ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝﾓﾃﾞﾙ Aさん Bさん Aさん Bさん 仮想車両 _Aさん Bさん 評価の考え方 優秀 実測 燃費 車両が違う場合、 実測燃費で両者を 単純に比較するこ とは出来ない。 比 較

×

車速データ

トリップセグメント

トリップセグメントモデル

時 間 速度 ｱｲﾄﾞﾘﾝｸﾞ 加速モード 定速モード 減速モード 定速モード 減速ﾓｰﾄﾞ 車速データなどから燃料消費量、CO2、NOx等 の排出量を推定する負荷推計モデル。

各モードにおける燃料消費量（実測例）

0 10 20 30 40 50 60 70 80 190 215 240 265 時間（sec） 速度（k m /h） 0 1 2 3 4 燃料消費量（ g ） Ｈ１７① Ｍ１５ 試 験 車 両：ディーゼル車 5000cc 走行モード ：Ｍ15パターン 減 速 減 速 加 速 定速 加 速 ｱｲﾄﾞﾘﾝｸﾞ ｱｲﾄﾞﾘﾝｸﾞ 車 速 燃料消費量

各ﾓｰﾄﾞ別の燃料消費量（F）推定式

☆ｱｲﾄﾞﾘﾝｸﾞ

_F

i

=

α

i

・

T

i

☆加速ﾓｰﾄﾞ

_F

a

=

α

a

・A

a

・V

a

・T

a

☆定速ﾓｰﾄﾞ

_F

cs

= ∑

α

cs

・V

cs

・T

cs

☆減速ﾓｰﾄﾞ

_F

d

=

α

d

・V

d

・T

d αi～cs：定 数 Va～cs：各ﾓｰﾄﾞ別平均速度(km/h) Aa：平均加速度(km/h/s) Ti～cs：各ﾓｰﾄﾞ別累計時間(sec)

各ﾓｰﾄﾞ別の推定値と実測値

= 燃料消費量 = アイドリングモード 加速モード 減速モード 燃料消費 量（ｇ） 燃料消費 量（ｇ） 燃料消費 量（ｇ） 速度V（km/h）×時間T（s） 加速度A（km/h/s） ×速度V（km/h）×時間T（s） 時間T（s） y = 0.0228x R2 = 0.9921 0 100 200 300 400 500 600 0 5000 10000 15000 20000 25000 y = 0.2899x R2 = 0.9962 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 100 200 300 400 500 600 y = 0.011x R2 = 0.9135 0 20 40 60 80 100 120 0 2000 4000 6000 8000 10000 試験車両： ガソリン車 排 気 量： 1300ｃｃ 車両総重量： 1550kg y = 0.01456 x R2 = 0.99659 0 20 40 60 80 100 120 0 2000 4000 6000 8000 定速２モード 速度V（km/h）×時間T（s）

エコドライブの評価指数

定速走行時（４０km/h）の燃費を１００として、 実走行燃費を標準化したものを評価指数と定義。 実走行時の燃費（推計値）

評価指数

＝ _×100 定速走行時（４０km/h）の燃費

評価指数の算定式

評価指数

βi ：ｱｲﾄﾞﾘﾝｸﾞ係数 βa ：加速係数 βd ：減速係数 βcs ：定速係数[s=1～n] Ti ：ｱｲﾄﾞﾘﾝｸﾞﾓｰﾄﾞ累計時間（sec） Ta ：加速モード累計時間（sec） Td ：減速モード累計時間（sec） Tcs ：定速モード累計時間（sec）[s=1～n] Aa ：加速モード平均加速度（km/h/s） Va ：加速モード平均速度（km/h） Vd ：減速モード平均速度（km/h） Vcs ：定速モード平均速度（km/h）[s=1～n] 平均速度（km/h）×時間（sec） [＝走行距離_] βi・Ti ＋ βa・Aa・Va・Ta ＋ βd・Vd・Td ＋∑βcs・Vcs・Tcs × 100 s=1 n （アイドリング） （加速モード） （減速モード） （定速モード）

算定式に用いる係数βの設定

当研究所にて、シャシーダイナモメータを用いて、 これまでに排ガス等の測定を行った車両の実測デ ータに基づき、係数βの設定を行った。 １．対象車両 ・ディーゼル車 31台 ・ガソリン車 17台 ２．走行パターン ・東京都実走行パターン No1～No12 ３．燃料消費量 ・燃料消費量（秒単位）は、CO２等の排ガス測定データ から、カーボンバランス法により算出した。

試験車両：ガソリン車 排気量：1760cc

評価指数と実測燃費（実走行）

相関係数：0.96 評価指数を用いた評価例 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 10月 14日 10月 18日 10月 22日 10月 26日 10月 30日 11月 3日 11月 7日 11月 11日 11月 15日 11月 19日 11月 23日 11月 27日 評価指数 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 実測燃費（k m / L ） 評価指数 実測燃費

評価指数 実測燃費（ km/l ） 試験車両：ディーゼル車 車両総重量：4735kg 走行試験No. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0

評価指数と実測燃費（実走行）

相関係数：0.95 評価指数 実測燃費

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 0 ～ 1 1 ～ 2 2 ～ 3 3 ～ 4 4 ～ 5 5 ～ 6 6 ～ 7 7 ～ 8 8 ～ 9 9 ～ 10 10 ～ 11 11 ～ 12 12 ～ 13 13 ～ 14 14 ～ 加　 速（ km / h / s） 0 200 400 600 800 1000 0 ～ 1 1 ～ 2 2 ～ 3 3 ～ 4 4 ～ 5 5 ～ 6 6 ～ 7 7 ～ 8 8 ～ 9 9 ～ 10 10 ～ 11 11 ～ 12 12 ～ 13 13 ～ 14 14 ～ 加　 速（ km / h / s） 0 2000 4000 6000 8000 10000 0 ～ 1 1 ～ 2 2 ～ 3 3 ～ 4 4 ～ 5 5 ～ 6 6 ～ 7 7 ～ 8 8 ～ 9 9 ～ 10 10 ～ 11 11 ～ 12 12 ～ 13 13 ～ 14 14 ～ 加 　 速（k m /h /s ） 0 200 400 600 800 1000 0 ～ 1 1 ～ 2 2 ～ 3 3 ～ 4 4 ～ 5 5 ～ 6 6 ～ 7 7 ～ 8 8 ～ 9 9 ～ 10 10 ～ 11 11 ～ 12 12 ～ 13 13 ～ 14 14 ～ 加 　 速 （k m /h /s ） 加速度分布（ｍ） 加速度分布（ｍ） 燃料消費量（ｇ） 燃料消費量（ｇ） 評価の低い 運転者 加速度 (k m /h/s ) 評価指数 ５６ 評価指数 ６１ 評価の高い 運転者 １４ １３ １２ １１ １０ ９ ８ ７ ６ ５ ４ ３ ２ １ 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 14～ 13～14 11～12 10～11 9～10 8～9 7～8 6～7 5～6 4～5 3～4 2～3 1～2 0～1 0 2000 4000 6000 8000 10000 13～ 12～13 11～12 10～11 9～10 8～9 7～8 6～7 5～6 4～5 3～4 2～3 1～2 0～1 0 200 400 600 800 1000 加速度 (k m /h/s ) 大き い 大き い 大き い １４ １３ １２ １１ １０ ９ ８ ７ ６ ５ ４ ３ ２ １ １４ １３ １２ １１ １０ ９ ８ ７ ６ ５ ４ ３ ２ １ １４ １３ １２ １１ １０ ９ ８ ７ ６ ５ ４ ３ ２ １ 0 200 400 600 800 1000

加速度分布の比較

= 評価の低い運転者と高い運転者 =

評価指数による評価例

0 1 2 3 4 5 6 7 8 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 評価指数 運転者数（ 人） （n = 20人）

走行試験の概要

車使用用途： 荷物の配送事業 使 用 車 両 ： ガソリン車 13 台 評価対象者： 20人 試 験 期 間 ： 平成17年11月～ 平成18年 3月 （約 5ヶ月間） 運転者（配送事業者）の評価例 注：１分以上走行した時のデータのみにて評価

1． ふんわりアクセル「eスタート」 2． 加減速の少ない運転 3． 早めのアクセルオフ 4． エアコンの使用を控えめに 5． アイドリングストップ 6． 暖機運転は適切に 7． 道路交通情報の活用 8． 駐車場所に注意 9． 不要な荷物は積まずに走行 10．タイヤの空気圧をこまめにチェック （チーム・マイナス６％HPから）

エコドライブの薦め

おわりに

自動車排出ガス規制の強化、低減技術の高度化等により、排出ガスの 排出レベルは低下してきた。 ・しかし、より実効性あるものとするためには、リアルワールドにおけ る実態把握、そして、それらを考慮・反映した対策が重要となる。 ・また、自動車単体での規制、対策とともに、ユーザー側においても、 すぐに、手軽に実行できるエコドライブを心がけることが、温暖化対 策、排出ガス対策のうえでも有効である。 当研究所でも、高精度化した計測システムを最大限活用しながら、今 後とも、大気環境の一層の改善に向け、精力的に調査・研究に取り組ん でいく所存である。