デジタルタコグラフデータを用いた 環境負荷評価に関する研究 ～トラック事業者におけるエコドライブ推進のために～

Presentation on theme: "デジタルタコグラフデータを用いた 環境負荷評価に関する研究 ～トラック事業者におけるエコドライブ推進のために～"— Presentation transcript:

1 デジタルタコグラフデータを用いた 環境負荷評価に関する研究 ～トラック事業者におけるエコドライブ推進のために～
デジタルタコグラフデータを用いた 環境負荷評価に関する研究 ～トラック事業者におけるエコドライブ推進のために～ 流通情報工学科 　徳脇まどか ■それでは、デジタルタコグラフデータを用いた環境負荷評価に関する研究～トラック事業者におけるエコドライブ推進のために～と題しまして、徳脇が発表させていただきます。

2 エコドライブの必要性 エコドライブの具体例 エコドライブへの期待 急加速しない 急減速しない アイドリングストップ 環境負荷低減効果
波状走行しない などの省エネ運転手法 エコドライブへの期待 環境負荷低減効果 省エネ効果 地球温暖化問題 京都議定書 ●地球温暖化問題が深刻化しつつあり、 ●その取り組みとして、●京都議定書、改正省エネ法が施行されました。 ■改正省エネ法では物流業者を対象に更なる省エネの取り組みが要求されるようになりました。 省エネの取り組みとして注目されているのが、「エコドライブの実施」です。 ●エコドライブとは省エネ運転手法のことを言い、急加速急減速をしない、アイドリングストップなど施策があり、環境負荷低減につながります。 改正省エネ法 物流事業者に 省エネの要求

3 デジタル式運行記録計を用いたEMS エコドライブ管理システム 0.5秒毎の 時間 速度 距離 デジタル式運行記録計 通称 デジタコ
の計測をします 通称　デジタコ ■今後更なるエコドライブの普及・促進が必要となっています ●エコドライブの促進支援のために、現在デジタル式運行記録計 通称デジタコを用いたEMS（エコドライブ管理システム）が普及されつつあります ■デジタコとは、時々刻々の時間・速度・距離などの走行状態を記録するものです。

4 EMSの流れ 出典）国土交通省 ●デジタコを用いたEMSとは次の図の流れのようになっています
デジタコを搭載したトラックは、走行中、速度・距離などのデータを記録し、事務所で運転の分析・評価・指導を行います。 国土交通省によると、デジタコの導入によって最大約20%の燃費の改善例など効果が報告されています 出典）国土交通省

5 EMSの問題点 ドライバーに対する適切な運転評価・指導が行えない！！ 評価項目の規定が 不十分 （アイドリング経済速度・急加速だけ）
評価項目の規定が 不十分　（アイドリング経済速度・急加速だけ） 評価基準・評価方法の明確な規定がない 違反の程度を評価することができない 違反の程度が 違っても同じように 評価される エコドライブが実施 されているかどうか 明確でない 他の項目は 評価されない デジタコ導入による効果は大きく、今後更なる普及が見込まれています。 しかし、従来のEMSにはいくつかの問題点があります。 ●１つ目は国土交通省のEMSに用いるデジタコの規定には、エコドライブの評価基準・評価方法が明確でないことです。 そのためエコドライブの評価は各企業によって試行錯誤に行われるため、エコドライブが実施されているかどうかが明確ではありません。 ●２つ目に、国土交通省のEMSに用いるデジタコの規定には、評価項目の規定として　アイドリング　経済速度　急加速　の３つだけである、という問題点があります。 そのため、ほかのエコドライブの項目が評価されない可能性があります。 ■この表は国交省のデジタコの規定と、デジタコ売り上げ上位三社の評価項目の有無を表しています・ 波状走行やエンジンブレーキの評価が行えないことがわかります。 ●３つ目に、違反運転の違反の程度を評価することができない、　という問題点があります。 程度の評価ができないということは、違反の程度が違っても同じように評価されるといえます。 現在のEMSではドライバーに対する適切な運転評価・指導が行えないといえます。 したがって、エコドライブの評価基準や評価方法について検討する必要があります。 ドライバーに対する適切な運転評価・指導が行えない！！

6 研究目的 エコドライブの評価をより詳細する 従来のエコドライブの評価基準・評価方法を改善したシミュレーターを開発
エコドライブ評価の必要項目の追加 違反運転の程度を燃料消費量を用いて定量的に評価 ■本研究ではEMSの問題点をふまえて、 必要項目を評価できるようにし、さらに違反運転の程度を燃料消費量を用いて定量的に評価できるシミュレーターを製作することによって、 従来よりも定量的で詳細なエコドライブの評価を行うことを目的とします。 エコドライブの評価をより詳細する

7 デジタルタコグラフデータを用いた 環境負荷評価シミュレーターの説明
　瞬時燃料消費量 　エンジン回転数 　エンジントルク 　シフト位置 　走行抵抗　　 入力 デジタコデータ（時間・速度） 出力 燃料消費計算シミュレーター 入力 車両のデータ（車型・ギア比など） 入力 急発進・急加速 急減速 アイドリング 波状走行　 などの定量的分析 本研究で製作した、デジタルタコグラフデータを用いた環境負荷評価シミュレーターの説明をします。 ■シミュレーターは大きく2つの機能として（燃料消費計算機能　エコドライブ分析機能）を持っています。 ■燃料消費計算シミュレーターは、 トラック事業者が、通常業務で入手できるデータである、デジタコデータと車両データを入力データとし、 時々刻々の 燃料消費量などの各種走行状態の算定を行います。 ■エコドライブ分析シミュレーターは 計算結果を入力データーとし、違反運転の抽出を行い、違反運転によって無駄に使用した燃料を算出することによって、エコドライブの定量的評価を行います。 エコドライブ分析 シミュレーター

8 車両情報 デジタコ データ 計算結果 計算結果 この図は製作した燃料消費計算シミュレーターの画面です。
デジタコ 　データ 　　計算結果 計算結果 この図は製作した燃料消費計算シミュレーターの画面です。 ■各種車両情報として、車形や車両重量、ギア比、タイヤ半径やなど入力をします。 そして、分析開始ボタンを押すとデジタコデータが取り込まれ、走行状態の計算開始し、 ■計算が終わると計算結果を出力します。 デジタコのデーターである時々刻々の時間、速度に加えて、 計算結果である、 エンジン回転数 エンジントルク シフト位置 走行抵抗 燃料消費量の出力をします。 最後に燃料消費量の累積し、走行全体で消費した燃料を出力します。 これらの結果をもとにエコドライブ分析シミュレーターが、エコドライブの定量的評価を行います。

9 エコドライブ分析シミュレーター波状走行分析
速度 一定速度以上で加速減速を繰り返す走行 定速走行 加速の平均 減速の平均 燃料消費量の比較 走行距離 理想的な走行 定速走行 （実際の走行距離を確保できる速度） 次に、エコドライブ分析シミュレーターの説明をします。 エコドライブ分析シミュレーターは、急発進・急加速、急減速、アイドリング、波状走行について評価を行えますが、今回はとくに従来のEMS評価で問題のある、波状走行と急減速の分析機能について説明をします。 まず波状走行分析について説明をします。 波状走行とは一定速度以上で加速・減速を繰り返す運転です。 本研究では交通センサスの都市内平均交通速度が時速２０キロであるため、時速２０キロ以上で加速減速を繰り返す走行を波状走行とし、理想的な定速走行の燃料消費量と比較することによって、波状走行でムダに消費した燃料を算出しました。 ■波状走行と定速走行の算出手順を説明します。 このグラフは時間と速度のグラフです。 青い線が実際の走行です。時速２０キロ以上を対象とし、平均の加速度を求めます。 そして実際の走行距離である黄色の面積を確保できる速度を理想的な定速走行の速度とし、燃料消費量を比較します。 　20ｋm/h 実際の走行 時間

10 全体の 燃料消費の約10％ ■この図は、波状走行分析の出力画面です。 デジタコのデーターはある物流企業A社に協力してもらいました。
A社は数年前からEMSを導入していてエコドライブがすでに定着しているそうが、 他社同様波状走行の評価は行っていません。 図の説明 このグラフは速度と時間のグラフです。青線が実際の走行、赤線が波状走行中の理想的な定速走行をあらわしています。　 また下の表は波状走行の詳細情報です。 それぞれの波状走行について開始時間・終了時間、波状走行の燃料消費、定速走行の燃料消費、そして２つの差の燃料消費量と合計を出力します。 波状走行によって無駄になった燃料消費は全体の約１０％となりました。 今回の分析によってA社のドライバーには定速走行の徹底がされておらず、この分野においてまだまだ燃費改善の余地があることがわかりました 。

11 エンジン回転数が一定以上のとき減速をすると
急減速分析について エンジン回転数が一定以上のとき減速をすると 燃料カットされる 急減速をしても燃料消費がゼロ 緩やかな減速 燃料カット 次に急減速分析について説明します。 ■ディーゼル車はコンピューター制御によって、燃料を節約のためエンジンブレーキ中の燃料をカットするようになっています。 ■設定されたエンジン回転数以上の走行から、車を減速するときにアクセルペダルから足を離すと、エンジンは車を駆動する必要がなくなるため、燃料の供給をカットする省エネ対策が施される。 ■急減速の際も当然エンジンブレーキを使用するため燃料消費はゼロとなるのですが、急減速は燃費に悪影響を与えないとは言えず、走行全体の燃費という視点からみると、燃費悪化の要因となる。 図の説明 次の図は信号の手前３００ｍからの減速について、緩やかな減速と、急減速の燃費の比較を行ったものです。 緩やかな減速は、３００ｍ燃料カットされますが、急減速は１００ｍ分の燃料カットしか行われないので、通常走行分の燃料消費が無駄であるといえます。 ムダ 燃料カット 急減速 出典　株式会社日野自動車HP

12 エコドライブ分析シミュレーター急減速分析について
理想的減速 （惰性走行） 燃料消費はゼロ どうやって定量的評価をするか？？ 減速によって ムダに消費した 燃料 走行距離 距離差 × 平均燃費 ＝ 次に本研究の急減速分析について説明します。 急減した際も、理想的な減速をした際も、燃料消費量はゼロです。ではどのように定量的評価を行うのか説明します。 ■デジタコデーターから実際の減速の際の走行距離と、■理想的な減速としての惰性走行の走行距離を算出します。 そして、その距離差に全体の走行の平均燃費をかけたものを急減速によってムダに消費した燃料として出力します。 実際の減速 理想的減速（惰性走行）

13 この図は製作したシミュレーターの急減速分析出力画面です。
■減速の加速度帯ごとの減速時間の合計と、惰性走行した際との距離差、距離差に平均燃費をかけた減速によってムダに消費した燃料と合計、そして合計時間で割った加速度帯ごとの消費燃料の平均を出力します。 ■この棒グラフは加速度帯別の減速時間の割合と、平均燃料消費量を表しています。 加速度の程度によってどの程度、ムダに燃料消費を示すことができました。 このグラフによって、このドライバーの減速の特性がわかります。 このドライバーはほとんど燃料を無駄にしない緩やかな減速の割合が大きく、減速に関しては優秀であることがわかります。 ■従来の急減速評価よりも、より詳細な定量的評価ができたといえます。

14 まとめ デジタコのデータをもとに、 実際の走行と理想的な走行状態の燃料消費量を比較することによって
エコドライブの各項目の環境負荷の定量的評価を行った。 エコドライブ評価を従来よりも詳細に行うことができた。 まとめですが、 デジタコのデータをもとに、実際の走行と理想的な走行の燃料消費量の比較を行うシミュレーターを製作することによって、 エコドライブの各項目について、環境負荷の定量的評価を行うことができ、エコドライブの評価を従来よりも詳細に行うことができました。 以上で発表を終わります。

15 ご清聴ありがとうございました ご清聴ありがとうございました

16 全日本トラック協会エコドライブマニュアル
■次の表は全日本トラック協会の製作したエコドライブマニュアルの中のエコドライブの具体例である。 ■エコドライブはドライバーの運転方法によるものと、それ以外の試作に分けることができます。 ■エコドライブの各実施によって10％～20％の燃費改善効果があるそうです。

17 約8倍！ デジタコの今後の市場予測 ●グラフは、デジタコの今後の市場予測を表したグラフです。
●グラフから、2007年のデジタコ販売台数予測値は2000年に比べて約8倍もの値になっており、今後さらにデジタコが普及されていくことが予測されます 2000年の販売台数を起点とした累計値を表しています 出典）高度技術集約型産業等平成17年度開発調査報告書

18 燃料消費計算シミュレーター 燃料消費計算シミュレーターの説明 デジタコデータ（時間・速度） 車両のデータ（車型・ギア比など）
走行抵抗 ＝ ころがり抵抗 + 空気抵抗 + 勾配抵抗 + 加速抵抗 エンジン回転数 エンジントルク シフト位置 次の図は、燃料消費計算シミュレーターが瞬時燃料消費量を算定するまでのプロセスを表したものです。 入力データをもとに、 走行抵抗、エンジン回転数、シフト位置、エンジントルクの順に走行状態の計算を行い、 最後に燃費マップを用いて、エンジン回転数とエンジントルクの組み合わせから、瞬時燃料消費量を計算します。燃費マップとは実測であらかじめ計測されたエンジン回転数とエンジントルクによる燃料消費の関係を表したものです。 燃費マップ 瞬時燃料消費量

19

20 燃費マップは入手困難なデーターであるため、入手できた試験車Ｔ１１の燃費マップを使って、計算を行っています。
そこでどの程度の精度で燃料消費量を算定できるかの検証を行いました。 この図は複数の車種について燃費の試算を行った結果です。算定してもとまった燃費はおおむね公開燃費に近い値になりました。 なお、公開燃費よりも燃費がよい傾向を示しているのは、本研究では走行抵抗として道路の勾配を影響を考慮に入れることができなかったためだと思われます。 今後の課題ですが、さらに精度の高い燃費の計算を行うにはたとえばＧＰＳを搭載したデジタコを使って、 位置情報から道路の勾配の情報をえて走行抵抗に反映させるなどをすれば、さらに精度が高くなります。

21

22 アイドリングストップ ■５秒以下 　燃費が悪い ■５秒以上 　燃費が良い

23

24 エコドライブ分析シミュレーター急減速分析について
速度 実際の減速 惰性走行の減速 距離の差×平均燃費 距離の差 実際の減速 理想的な走行 惰性走行の減速 次に本研究の急減速分析について説明します。 従来のEMSにおける急減速の評価は、燃料の消費の性質のまったく異なる急加速と同様行われ、その評価手法は各企業が任意に決めた減速加速度以上の減速をした際の回数や速度などをドライバーに示し指導することによって行っているが、この方法では急減速の程度の評価ができないため、詳細な評価が行えない。 よって本研究では、 ■デジタコデーターから実際の減速の抽出を行い ■また理想的な走行として仮に惰性走行した際の減速と比較して、 惰性走行であれば進めたであろう距離に平均燃費をかけることによって、減速によってムダに消費した燃料の算出を行ないます。 　⊿ｔ 時間

25 転がり抵抗 Ｆ　駆動力 空気抵抗 Ｒ走行抵抗 加速抵抗 勾配抵抗

26 エンジン回転数 エンジントルク

27