従来車におけるCO2低減技術の評価と地球温暖化防止に向けた取り組み
Investigation of anti-grobal warming and evaluationof CO2 reduction from conventional vehicles

環境研究領域鈴木 央一
Hisakazu Suzuki
Environment research division

独立行政法人 交通安全環境研究所

運輸分野から排出されるCO2の現状
CO2 emission from transportation

運輸分野のCO2
排出は近年減少傾向にある。
ただし、基準年よりは18％増
CO2 emission fromtransportations decreases
recently years, but 18 %more than 1990.

環境省「平成17 年度の温室効果ガス排出量（確定値）について」

独立行政法人 交通安全環境研究所

運輸分野の温室効果ガス排出量の推移（1990〜2003年度）
Changes of GHG from transportations (1990 – 2003)2004年以降も減少しており近年は斬減傾向にある・・・
が、1990年基準では大幅に増加
300,000

97%以上はCO2排出量(Gg-CO2)
Mass emission

250,000

N2Oは2.6%の寄与率
メタンは0.1%以下

200,000

N2O
CH4
CO2

150,000

100,000

50,00001990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003年度
（出典：「日本国温室効果ガスインベントリ報告書」、2005年5月、国立環境研究所・地球環境研究センター）

独立行政法人 交通安全環境研究所

燃料消費（CO2）削減に向けた動き
メーカー

行政ユーザー

自動車単体および部品個々のエネル
ギー消費改善インフラ等の整備、維持およびモーダルシフトの推進など運用法の改善やメンテナンス強化

実燃費改善を促す評価 事業者を中心に取組が進めエンジン、車両両面からかな法、燃費基準等の策定、 られているが、その拡大がりの改善が図られてきている
必要
税制面の支援など

交通研のとりくみの中心は、この部分をこれらを統合した視点から実施

独立行政法人 交通安全環境研究所

本講演で取り上げる交通研のとりくみ
Contents of this presentationより詳細なCO2排出量の把握
More accurate evaluation method of CO2

燃費改善要素とその効果の解析
Effects of fuel consumption improvement methods

それらを活用していくために
To spread the effects

独立行政法人 交通安全環境研究所

より詳細なCO2排出量の評価法
More accurate evaluation method of CO2

H2O
CO2

何事も改善に向けた第一歩は現状を正しく把握することFirst step for improvement is understanding of current status
独立行政法人 交通安全環境研究所

「より詳細なCO2排出量の把握」
に関する取り組み
CO2排出量評価プログラムの開発
Development of CO2 mass emission evaluation program

将来的な燃費評価法に向けた基礎調査
Basic investigation for a future fuel consumpition measurement method

独立行政法人 交通安全環境研究所

CO2排出量評価プログラムの開発
Development of CO2 emission evaluation program ’06 - ’08

中小規模運送事業者が簡便に使えて、かつ省エネに向けた取り組みを反映できる精度をもつ評価プログラムの構築
CO2排出量は，・車両個々の特性・共同配送など業界の取り組みや道路状況（外的な要因）・ドライバの運転方法（人的な要因）等によって変わる。

現行トンキロ法では、基本は積載トンキロに原単位をかけるだけなので、上記の項目はカバーできない。それらを同時に考慮することで精度向上を図る。

車両個々の特性 ⇒ 車両特性で表現
外的な要因 ⇒ 運行特性と走行特性で表現
人的な要因（ドライバ特性） ⇒ 走行特性で表現
車両、運行、走行（ドライバ特性含む）でCO2排出量を評価・予測

独立行政法人 交通安全環境研究所

CO2排出量評価プログラムの全体像
ユーザー入力項目

Outline of CO2 emission evaluation program

基本は車両諸元と車速パターンから計算

必須入力項目

入力部

計算部

必須入力項目
積載情報
•積載重量
•積載率

運行特性
変換
結果

速度
積載重量変換150

30000

11.52130

19500

7.5

CO2排出量
計算

荷主
A

荷主
B

荷主
C

CO2排出量[kg-CO2/y]
運行別CO2排出量
運行
B

運行
C

CO2排出量[kg-CO2/y]
対策別のCO2排出量削減効果
対策

独立行政法人 交通安全環境研究所

実測値を基にしたCO2排出原単位データ
ベース

対策

車両運行データを基にした速度パターンデータ
ベース

現状

アイドルストップ状況
車両の整備状況
運転状況（ドライバ特性）
車両の選択状況

1

対策

オプション入力項目（削減対策）

年間
燃費

運行
A

オプション入力項目（運行）
運行の詳細情報
・走行時間帯
・走行地域

年間
排出量

荷主別CO2排出量

結果表示画面

運行特性

入力画面

車検証の記載事項
エンジン特性

出力部
エンジン回転数履歴
エンジントルク履歴

オプション入力項目

速度パターン作成部

車両スペック

車速変換プログラム

車種情報・車両番号 ・車両型式
大きさ情報･車長 ･車幅 ・車高
車両重量情報･最大積載量 ･車両重量

1日の排出量Caluculation from vehicle specifications and speed patterns

CO2排出量[kg-CO2/y]

車両特性運行情報•荷積卸地点数•走行距離結果表示

123CO2排出量評価プログラムの現状
Present status of CO2 emission evaluation program

CO2排出率に関するデータ取得
代表的な車種4台についてCO2排出原単位のエンジンマップを作成（拡充予定）
アイドリングストップ、積載量の違いなどがCO2排出量に及ぼす影響の調査− 以上をシャシダイナモ試験により実施 −車両運行データ解析調査
交通センサス等物流に関する統計調査および、協力事業者より事業車の車速パターンを取得することにより、精度のよい代表性の抽出を行うプログラム作成と精度検証作成したプログラムに車速パターンを入れて実測値との検証を行いつつ精度向上を図る（今年度実施予定）

独立行政法人 交通安全環境研究所

将来の燃費評価法に向けた基礎調査
Basic investigation for a future fuel consumpition measurement method（普通の使い方で）CO2、燃費を大幅に（10％以上）悪化させる要因
Factors for deteriorations of fuel consumpiton more than 10% in general use

１．コールドスタート（未暖機） Cold start
２．エアコン
Air conditioning
３．勾配
Gradience
より現実的な燃費評価に向けて・・・コールドスタートは’11以降JC08モードを使用することでカバーされる
残る２つについて、評価に向けた準備を開始

妥当性、代表性、実施しやすさ等を満足するのは容易でない・・・

独立行政法人 交通安全環境研究所

エアコン使用時の燃費変動例

燃費（km/L）の比率

Fuel consumpition changes by air-conditioning using

エアコンを使用する夏季の気候を考えた場合、気温が変わると走行抵抗もコンプレッサ効率も変化し、挙動の変化は複雑である
1.2
3.0L mini-van
3% better
10-15 mode1
一般に意識される
燃費悪化分
30%
0.8
4% worse
実際の悪化分はさらに大きい
0.6
25℃の試験室では、それを再現できない・・・実際の夏に排出するCO2を減らすにはその条件での評価が必要

0.4
0.2
01

標準大気
条件
Standard

2

気温35℃
Ambient
35 deg.C

独立行政法人 交通安全環境研究所

3

標準＋エアコンMax
Standard
Air-con Max

4

気温35℃
エアコンMax
35 deg.C
Air-con Max

設定温度最低、風量
最大で、コンプレッサーは常時駆動

燃費改善要素とその効果
Effects of fuel consumption improvement methods

何をするとどれだけ変わるのか
What makes fuel consumption improvement ?
How much does it change ?
独立行政法人 交通安全環境研究所

燃費の改善や変動要因を議論するに先立って− 10-15モードにおける走行仕事の内訳 −Work property under 10-15 test cycle
100%
慣性抵抗 Inertia loss
空気抵抗 Air resistance
転がり抵抗 Rolling resistance

80%60%

About 60% of work
is for Inertia loss

40%

20%

0%
2 box
キューブ

Sedan
カローラAXIO

Sedan
セルシオ

Mini-van
エリシオン

1.4L

1.5L

4.5L

3.0L

車両重量などにより異なるが、概ね60％は慣性抵抗（都市内走行で）
この他、全体の約10％の燃料をアイドリングで消費独立行政法人 交通安全環境研究所

代表的なCO2変動要素とその影響
Effects of well-known CO2 improvement methods
要素
Element

都市内走行モー
主な低減対象ドでの差異
Kind of loss
Difference underreduction
urban driving

エコドライブEco-drive

慣性抵抗

5〜8％

エコタイヤ
Eco-tires

転がり抵抗

1〜4％

暖機
Warm up

駆動抵抗、冷却損失

8〜20％※

アイドルストップ
Idle stop

駆動抵抗7%

同等の車速とした場合、劇的な改善をもたらすものではないが、慣性抵抗を減らす効果は大きく重要である。
従来比２０％以上の転がり抵抗減を実現したものもあるが、全体に占める効果は限定的。
数値的には大きいが、暖機そのものに使う燃料の方が無駄になる。ちょい乗りは無駄が多いという観点が現実的。
安全性確保ができればかなり有望。ただし、停止５秒以下では逆効果※JC08モードにおける冷始動と暖機後の一般的な燃費差

Fuel consumpition difference between JC08 cold and hot cycle

独立行政法人 交通安全環境研究所

ドライバーの技量の違いが燃費に及ぼす影響
Effect of driver skill on fuel consumption

Specific fuel consumption

燃料消費率 km/L

15.5

10-15 test cylcle ドライバーの技量で1.4L compact car モード燃費が変わるのは最大で5%、一般的には2%程度

155%
14.5

14AExpertBCドライバーDriver

独立行政法人 交通安全環境研究所

DGreen

練度の違いによる燃費差は限定的で結局車速パターンの違いが差を生む

燃費の差を生む運転技術
Driving technique for fuel consumption improvement

A1.6BC70

D

Reference Velocity
0.835000204060

80Time (s)100120140

この部分で大きな差・・・ショートトリップ全体で約8%の改善±2km/hの加減速抑制でもかなりの改善効果がある
その時の位置の変動は2m前後・・・
その違いで安全性が確保できるだけの車間距離をとることが重要といえる
独立行政法人 交通安全環境研究所

Reference speed
基準車速 (km/h)

Fuel consumption
燃料消費量 (g/s)

同等車速でできるエコドライブとして、図示する基準車速より±2km/hの範囲で加減速抑制するなどして先の４人のドライバーがエコドライブに挑戦エコタイヤによる燃費差に関する測定例
Example of fuel consumption performance of Eco-tire
19

10.80.6

標準的なタイヤ（=1）

エコタイヤ

Standardtire

Eco-tire

Specific fuel consumption

About 20% reduction

燃料消費率 km/L

Rolling resistance ratio

転がり抵抗の比率

1.2

18

1.5L sedan vehicle

3.4 - 4.2%
improvement
10-15 mode
JC08 mode

1716

標準的なタイヤ

エコタイヤ

Standardtire

Eco-tire

タイヤによる燃費の改善は転がり抵抗差の1/5-1/6程度
独立行政法人 交通安全環境研究所

それらを活用していくために
To spread the effects

個々の車両の改善をマクロな改善につなげるためにTo make individual improvement to total CO2 reduction
独立行政法人 交通安全環境研究所

それらを活用していくために「意識」や「神業」で燃費が向上することの因果関係を明らかにし、知識や技術の一般化を行う
正しい知識の普及 ー 「何となく」が正しくない場合もあるタイヤとアクセル操作についてクイズに挑戦！
独立行政法人 交通安全環境研究所

Question 1

タイヤに関して、燃費がよくなるのはどっち？
Which tire is favorable for fuel economy?
（他の条件は同じとした場合）

扁平なタイヤv.s.

Wide

表面ゴムの柔らかいタイヤ
Soften tread surface
独立行政法人 交通安全環境研究所

幅の狭いタイヤSlimv.s.

表面ゴムの硬いタイヤ
Hard tread surface

Question 1

タイヤに関して、燃費がよくなるのはどっち？
Which tire is favorable for fuel economy?
（他の条件は同じとした場合）

扁平なタイヤv.s.

Wide

幅の狭いタイヤSlim

変形量が小さくなるため（代わりに乗り心地悪化）
ともに熱損失が低減し、転がり抵抗が減少

表面ゴムの柔らかいタイヤ

変形がロスの少ない
Soften tread surface
弾性変形になるため（代わりに減りが早い）
独立行政法人 交通安全環境研究所

v.s.

表面ゴムの硬いタイヤ
Hard tread surface

Question 2

10-15モード燃費の最もよかった熟練ドライバー
において他のドライバーと異なる特徴は？
What is the unique point of an expert driver that drove
10-15 mode at the best fuel consumption（１）アクセルを踏んでいた時間が短い
Shorten the boosting time（２）アクセルをはなした回数が少ない
Less times accel off than others（３）発進を可能な範囲で緩やかにしているMild starting as possible

独立行政法人 交通安全環境研究所

Question 2

10-15モード燃費の最もよかった熟練ドライバー
において他のドライバーと異なる特徴は？
What is the unique point of an expert driver that drove
10-15 mode at the best fuel consumption（１）アクセルを踏んでいた時間が短い
Shorten the boosting time（２）アクセルをはなした回数が少ない
Less times accel off than others（３）発進を可能な範囲で緩やかにしているMild starting as possible

独立行政法人 交通安全環境研究所

10-15モードにおけるドライバーによるアクセル操作の違い
Difference of accel work for driver at 10-15 test cycle
AB

CD

Reference Velocity

050

ドライバーB〜Dは吸気負圧からアクセルを離した部分があるのがわかる

初心者ドライバーは加速中にもアクセルを離すことがあった

-20

25

車速を安定させるためにエンジンブレーキを使用した形となって仕事をロス

-40

-60
160

Reference velocity (km/h)

Boost pressure (kPa)

吸 気 負 圧2nd 10 mode

180

200

220

240

Time (sec)
独立行政法人 交通安全環境研究所

2600
ただ一人アクセルを離さなかった
ドライバー
Aが最善の燃費を記録
280300現実的な走行でも同じことがいえるのか？
Is it applicable to a real driving ?

A

1.6B

CD

70

Reference Velocity
0.83500014020406080100120

Reference speed
基準車速 (km/h)

Fuel consumption
燃料消費量 (g/s)

先に示した「エコドライブ」時の燃料消費をみると・・・

加速から定常あるいは緩やかな減速に移行する際、ドライバーA以外は、やはり一度アクセルを離すため、その後燃費の増加がある
その部分の燃料消費により、ショートトリップ全体で1〜2%の燃費悪化「アクセルを踏みすぎない」ことが言われるが、アクセルを離さずに運転できることが「踏みすぎない」ことの最適指標
独立行政法人 交通安全環境研究所

将来に向けて①For future

既存車のみで劇的な温暖化負荷低減は難しい
Drastic CO2 reduction is difficult in using only conventional vehicles

多種燃料化やハイブリッド化などとの組み合わせが必要（この後、ハイブリッド車およびバイオ燃料に関する講演あり）

ただし、台数的には圧倒的多数であり、ガソリン・ディーゼル車における地道な改善努力は必須
But actions for CO2 reduction from conventional vehicles are very important, as
those are still majority in the world

まだ性能、価格、利便性など総合的にみれば他の追随を許さない・・・とくに世界的にみた場合は当面の主役

独立行政法人 交通安全環境研究所

将来に向けて②For future

運行に関するＣＯ２削減はまだ可能性のある領域
There is a possibility of CO2 reduction in vehicles using phase.

自動車は運行、日常点検をプロでない人が行う点で特殊な輸送機関であり、この部分に「改善しろ」があるといえる

CO2以外の温暖化負荷として・・・
地球温暖化効果が310倍である亜酸化窒素（N2O）が増加する可能性がある ・・・今後さらなる調査研究を予定
N2Oは後処理装置で生成されることが多いが、ここ数年でディーゼル車の後処理装置（尿素SCR、DPF）が急速に普及している

それらを統合して総合的CO2低減に向けて調査研究を引き続き実行
独立行政法人 交通安全環境研究所