自動車排出ガス対策の推進に向けて−新たな研究の展開−
調査研究部

岡村

整

１ はじめに
大気汚染防止法による自動車排出ガス規制は段階的に強化されてきており、特にディー
ゼル重量車では、平成 17 年 10 月から実施された新長期規制により、従前の規制値に比べ窒素酸化物（NOx）が約 60％、粒子状物質（PM）は 15％までに強化された。また、平成 21年度を目処に実施が予定されている次期規制（ポスト新長期規制）では、更に 1/3 程度に強化される予定である。これらの法規制と環境確保条例によるディーゼル車走行規制の効
果により、大気環境中の浮遊粒子状物質（SPM）濃度は年々低下しており、平成 17 年度には都内の全ての測定局（81 局）において、観測開始以来初めて環境基準を達成した。
しかし、交差点等の局地的な高濃度汚染地域や未規制の有害物質（ナノ粒子、発ガン物質等）については、今後も対策が必要とされている。大気環境を一層改善するためには、上記の規制強化とともに、実際の自動車の使用実態に即した、いわゆるリアルワールドにおける排出実態把握や対策が重要となっている。
今回の発表では、今後のポスト新長期規制に向け、平成 17 年度から 3 年計画で行っている計測設備の高精度化等の概要及び当研究所における自動車排出ガス研究に係る最近の取り組みを紹介する。
２ 自動車排出ガス計測システムの高精度化
当研究所では、平成 2 年度に大型自動車用（総重量 20 ﾄﾝまで）、小型自動車用及びエンジン単体用の排出ガス計測システムを導入した。これらの計測システムを活用し、特にディーゼル車走行規制の導入などに必要な科学的知見を提供してきたところである。しかし、ポスト新長期規制適合車の排出ガスレベルは、黒煙が目視出来ないレベルに設定されるなど排出レベルが非常に低減されてくる。
そのため、これらの計測システムが更新時期を迎えたことを機に、ポスト新長期規制に向けた新たな低減技術等の評価への対応など、研究体制の強化に向け、計測設備の高精度化等を進めている。主な概要は、以下のとおりである。
① PM 測定の高精度化・安定化【温調機能付 PM 捕集フォルダの導入等】② 排出ガス希釈率の最適化【多段階流量制御が可能な CVS１） 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 ２） の導入】
④ 道路勾配の影響調査【勾配設定機能の追加】
３ 自動車排出ガスに関する研究事例（リアルワールドの観点から）(1) 実走行による排出ガス規制の効果把握
当研究所では、実走行における排出ガス規制の効果を把握するため、都内の走行実態調査に基づき設定した東京都実走行パターンによる測定を継続的に実施している。この結果
1

から、ディーゼル車（新短期規制以前）においては、規制の強化にも係らず実走行では NOxが殆ど低減していないことなどを明らかにしてきた（H17 年度公開研究発表会にて報告）。
現在、新長期規制の効果について調査中であるが、新長期規制から公定試験の走行パターンが、より実際の走行に近い JE05 モードに変更されたこと、低減技術の高度化等が図られたことなどから、実効性のある低減効果を期待している。
(2) エアコン（A/C）使用による影響調査
公定試験では、A/C を含めた補機類の影響は考慮されていないが、最近の自動車においては、A/C の装着率が非常に高い（乗用車では 95%以上）。A/C を使用した場合の排出ガスへの影響について調査を行ったところ、多くの車両において HC,NOx,CO の大幅な増加が認められた。今後、A/C の使用状況把握や路上走行状態での実態把握を予定している。
(3) コールドスタートによる影響調査
エンジンが冷えた状態での始動（コールドスタート）における、排出ガスへの影響を調査するため、十分な暖機後に行った試験との比較を行った。この試験（ディーゼル車）では、コールドスタートにおいては、CO 排出量は 1.8 倍程度、HC 排出量は 1.3〜1.6 倍程度の増加及び燃費の低下が認められた。さらに、コールドスタートの頻度を考慮して、全体排出量への影響を検討する予定である。
(4) 自動車から排出されるナノ粒子（未規制物質）
近年、自動車から排出されるナノ1.00E+16

ばれる極微小粒子の健康影響が懸念されている。このナノ粒子は、質量がほぼゼロに近いことから、現行の基準（PM の質量による規制）では実粒 子 個 数 （個 /k m ）粒子（直径 50nm 以下の粒子）と呼1.00E+12

1.00E+08

総個数平均：6.36E+11個/km
総個数平均：6.36E+11個

質的に規制、測定の対象とならない粒子である。当研究所では、これま

1.00E+041

で報告例の少なかったガソリン車からのナノ粒子の排出実態や、DPF（粒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

総個数平均：5.23E+14個/km
総個数平均：5.23E+14個

ディ
ーゼル車
ガ
ソリン
車

101001000

10000

粒径（nm）

図１

ﾃﾞｨｰｾﾞﾙ車及びｶﾞｿﾘﾝ車から排出されるナノ粒子

走行モード ：東京都実走行パターンNo.5子状物質低減装置）によりナノ粒子についても個数濃度で 2〜3 桁程度の低減効果が認められることなどを明らかにしてきた（図 1）。引き続き、直噴式ガソリン車からの実態把握やより高度な排出ガス対策のナノ粒子排出への影響を調査する予定である。
４ エコドライブの評価に関する研究
自動車排出ガス対策としては、近年では排出ガス規制に加え、温暖化対策が大きな柱の一つとなっている。自動車からの温室効果ガス削減対策の一つとして、各機関において、エコドライブ ３） の普及・推進の取り組みが進められている。当研究所では、各ドライバーのエコドライブの取り組みを支援・促進することを目的として、エコドライブの実践状況等を客観的、定量的に評価する手法を開発中であり、以下にその概要を紹介する。
(1) エコドライブの定量的な評価方法
エコドライブを客観的、定量的に評価する手法の一つとして、走行時の燃費を実測し指標とすることが有効と考えられるが、燃費は車両自体の仕様、性能等によっても大きく異2なるため、実測燃費を指標とした場合、異なる車両間では比較・評価が困難である。そのため、ドライバーの走行速度データを基に、シミュレーションモデルを用いて燃費を推計することにより、エコドライブを評価することを試みた。このモデルは、当研究所にて測定した車両の実測データに基づき構築した。なお、シミュレーションにより求める推計燃費は、定速 40km/h にて走行した時を 100 として標準化を図り、これを評価指数と定義した。

図２

また、評価指数の低い運転者、高い運評価指数大きい3 に示した。評価指数の低い運転者は、全般的に加速度が大きい傾向にあり、そ00大きいな運転の違いを数値化することにより、エコドライブを評価するものである。

12月16日

12月9日

11月25日

12月2日
00

200200

400
400

600
600

800
800

1000
1000

燃料消費量（ｇ）

14 ～14 ～１４13 ～ 14
14〜
１３12 ～ 13
13〜14
１２11〜1211 ～ 12
10〜1110 ～ 11
１１
9〜10
9 ～ 10１０8〜9９8 ～ 9
7〜8８7 ～ 8
6〜7７6 ～ 7
5〜6６5 ～ 6
4〜5５4 ～ 5
3〜4４3 ～ 4
2〜3３2 ～ 3
1〜2
２1 ～ 20〜1

１４
13 ～ 14
13〜
１３12 ～ 1312〜13１２11 ～ 12
11〜12１１10 ～ 11
10〜119〜10１０9 ～ 10
8〜9９8 ～ 9
7〜8８7 ～ 8
6〜7７6 ～ 7
5〜6 6６5 ～4〜5５4 ～ 5
3〜4４3 ～ 4
2〜3３2 ～ 3
1〜2２1 ～ 2
0〜1

加 速（km /h/s）

６１

加速度(km/h/s)

評価指数が分かる。今回の評価手法は、このよう1000 2000
2000 3000
3000 4000
4000
5000
6000 7000
7000
1000
5000
6000

加速度分布（ｍ）

評価の高い
運転者

加 速（km /h/s）

れに伴い燃料消費量も増大していること

14 ～１４13 ～ 14
１３12 ～ 13
１２11 ～ 12
１１10 ～ 11
１０9 ～ 10９8 ～ 9８7 ～ 8７6 ～ 7６5 ～ 6５4 ～ 5
４3 ～ 4３2 ～ 3２1 ～ 2１0 ～ 1

加 速（km/h/s）

５６

燃料消費量（ｇ）

14 ～１４13 ～ 14
１３12 ～ 13
１２11 ～ 12１１10 ～ 11
１０9 ～ 10９8 ～ 9８7 ～ 8７6 ～ 7６5 ～ 6５4 ～ 5４3 ～ 4３2 ～ 3２1 ～ 2
１0 ～ 1

加 速（km/h/s）てその分布及びその時の燃料消費量を図

評価指数と実測燃費

加速度分布（ｍ）

評価の低い運転者加速度(km/h/s)

転者の走り方について、加速度に着目し11月11日燃費は、良く対応していることが分かる。

11月18日実測燃費
10月14日の一例を図 2 に示した。評価指数と実測

11月4日

燃費及び速度データから求めた評価指数

10月28日け、実走行試験を行った。この時の実測

20181614121086420

評価指数10月21日

ディーゼル車 9 台）に計測装置を取り付

評価指数

実際に使用中の車両（ガソリン車 13 台、1009080706050403020100

実測燃費（km/L）

相関係数：0.96

試験車両：ガソリン車 排気量：1760cc

評価指数の有効性等を検証するため、12月23日(2) 実走行試験による検証結果

１0 ～ 1

１0 ～ 1002000

2000

4000

4000

6000

6000

8000

8000

10000

10000

00200200400
400

600
600

800
800

10001000

図３ 加速度分布及び燃料消費量

５ おわりに当研究所では、高精度化した計測設備を最大限に活用し、リアルワールドの観点からの排出実態把握や対策、自動車からの温室効果ガス削減対策など、大気環境の一層の改善に向けた調査・研究を今後とも精力的に実施していく所存である。

用語説

明１）CVS（定容量希釈試料採取装置）
希釈した排出ガスの流量を一定に制御するための装置。この流量を制御することにより、排出ガスの希釈率を調整することが可能。
２）マイクロダイリューショントンネル
排出ガスの一部を採取し、希釈する装置。この際、希釈空気中に元々ある微量物質等をほぼ完全に除去するため、希釈空気由来の影響を受けることなく高精度測定が可能。
３）エコドライブ
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、PM 等を減らすため、環境に配慮して自動車を運転すること。急加速をせず一定速度の走行を心掛ける等。

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