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インタビュー 自動車用内燃機関技術研究組合(AICE) 大津啓司氏

インタビュー 自動車用内燃機関技術研究組合(AICE) 大津啓司氏

特集 特集1 地球温暖化(GLOBAL WARMING)対策の新事情

自動車業界8社で取り組む
燃費向上と排出ガス浄化技術


 

自動車用内燃機関技術研究組合(AICE)

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大津啓司理事長に聞く

聞き手:環境ソリューション編集部


 地球温暖化対策には、国の内外を問わず産官学といった全体規模で取り組むことが肝要だ。とりわけ産業界では、様々な制約が伴うにせよ、各社の協調に基づく取組みが重要視されている。

 このことは、わが国の自動車業界も例外ではなく、このほど国内メーカー8社および1団体によって、自動車用内燃機関技術研究組合(AICE:Research Association of Automobile Internal Combustion Engines、アイス)が2014年4月に設立された。このような業界をあげての取組みに対して、歴史的なマイルストーンとして、各界からも注目を集めている。

 ここでは、自動車用内燃機関技術研究組合 大津啓司理事長に、AICE設立の背景や取組み内容、そして目標などについて聞いた。

欧州では技術開発専業の“コンサル”が数多く存在

 現在、自動車開発における日本と欧州のスタイルには、大きな差異があるといわれている。そしてこの差異が将来も続くものと考えると、わが国の自動車業界は、国際競争力において、あるハンディを背負う羽目になるかもしれない。例えば、日本の自動車業界では、各メーカーに開発および人材育成の負荷、経費が大きくのしかかり、肝心の技術面については遅れが出るという、障壁に直面している。

 また、将来的な人材の創出源となる大学をみても、子供たちの理工系離れの他、現実的な人材枯渇という深刻な問題を抱えているのが実情である。

 一方、欧州の自動車業界では、自動車を製造する会社に加えて、通称「コンサル」と呼ばれる開発を専業とする会社が数多く存在し、自動車技術の開発に大きく貢献している。

 しかも、こうしたコンサルは、大学と共同で研究開発を展開している。このため、大学でも学生たちは、会社の最新設備を活用して、最新鋭のエンジンを開発できるという環境を利用できる。加えて、これらの恩恵に与ることが可能なだけでなく、ケースバイケースで、必要に応じて公的資金を有効に活用できるという、社会的な条件が整っている。

 欧州の自動車業界は各社共通の基盤研究を大学やコンサルの参画するコンソーシアムで実施することで、自社のリソースを効率的に自社のコア技術開発に集中し価値の高い技術創出を行うことが可能となる。将来、開発に不可欠な若い人材たちの育成も、そうした最新設備で最新鋭のエンジンを開発する学生たちを即戦力として生かせるという、まさに一挙両得のシステムが構築されているのだ。

変革迫られるわが国自動車業界

 実は、こうした欧州の技術開発システムの実態は、わが国の自動車業界でも掌握ずみである。というのも、日本のメーカーも部分的に、自動車のエンジンに関わる技術開発を欧州の彼らコンサルに委託しているからだ。

 例えば、Aという日本のメーカーがコンサルに、排ガス浄化処理を現状よりも20%向上してほしい、と委託したとする。コンサルには、もともと関連ノウハウは蓄積済みなので、容易にこのニーズを満たした技術をつくりあげ、注文主であるA社に応えることができる。同時にコンサルには、もともとのノウハウにプラスして、A社の注文に応えたことから発生する上積みされたノウハウが更に蓄積されることになる。加えて、日本のB社からもコンサルに委託されて、さらにB社分の上積みされたノウハウがコンサルに蓄積され、当然売上げも蓄積されていく。欧州の自動車業界には、このような構図が描かれているのだ。

 このままいくと「今後5~10年後には日本自動車業界の国際競争力は危ないのではないか」。これはわが国の自動車会社8社の共通認識だ。こうした背景からAICEは誕生した。

AICEの誕生

 自動車用内燃機関技術研究組合「AICE」を設立したのは、2014(平成26)年4月1日のことである。同技術研究組合の組合員構成は、スズキ(株)を始め、ダイハツ工業(株)、トヨタ自動車(株)、日産自動車(株)、富士重工業(株)、(株)本田技術研究所、マツダ(株)、三菱自動車工業(株)、及び(一財)日本自動車研究所の8企業1団体で発足した。(2014年7月23日、(独)産業技術総合研究所が加盟し8企業2団体となった。)

 具体的な組合設立の目的は、自動車のさらなる燃費の向上・排出ガスの低減に向けて、内燃機関の燃焼技術および後処理技術において各企業で共通の課題について、自動車メーカーおよび研究機関で学の英知を活用して基礎・応用研究を実施しその成果を活用して各企業での開発を加速すること、などを目的としている。

 組合の理念は、次の二つに集約される。第一が、産学官の英知を結集し、将来にわたり有望な動力源の一つである内燃機関の基盤技術を強化し、世界をリードする日本の産業力の永続的な向上に貢献すること。

 第二に、産官学の相互啓発に基づいた研究推進により、日本の内燃機関に関する専門技術力の向上をはかり、技術者および将来にわたり産学官連携を推進するリーダーを育成することを掲げている。こうした理念に、前述の欧州の状況をふまえての、日本自動車産業の国際競争力強化へ向けた8社および1団体の、並々ならぬ決意のほどが込められていることをうかがい知ることができよう。

EVやFCEVへの注目度が高まる中、なぜAICEでは燃費向上や排出ガス低減を重要な研究事業の柱にすえるのか

 AICEで取り組む研究事業の要点にふれよう。

 

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図1 年々厳しくなる先進国の燃費規制

 まず最大の目標は、燃費の向上と排出ガスの低減だ。これら目標をめざして、ディーゼルエンジンおよびガソリンエンジンなど、内燃機関の燃焼技術および排出ガス浄化技術に取り組む。図1をみても、先進国に対する燃費規制は明らかだ。エネルギーセキュリティや地球温暖化対策により、主要各国のCO2排出量規制が年々強化されていることがわかる。また燃費低減技術も、2050(平成62)年頃になるとEV(Electric Vehicle:電気自動車)やFCEV(Fuel Cell Electric Vehicle:燃料電池自動車)の市場における技術浸透度合が高まり、燃費の低減に効果をもたらすことがうかがえる(図2)。

 

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図2 燃費低減技術の浸透度合

 しかし一方で、図2で注目すべきは、G-PHEV(Gasoline-Plugin Hybrid Electric Vehicle:プラグインハイブリッド電気自動車)やG-HEV(Gasoline-Hybrid Electric Vehicle:ハイブリッド電気自動車)など内燃機関を使った自動車のニーズも依然として衰えない点だ。

 2050年になっても、EVやFCEVと比較して、G-PHEVの技術浸透度合はそれほど落ち込んではいない。これは、なにを物語っているかというと、確かにEVやFCEVは先進国を中心として、普及台数は拡大していくのであろうが、内燃機関によるG-PHEVも先進国はもちろん新興国でもますます普及していくであろうことを、予測させるのである。だからこそ、AICEでは、内燃機関の燃焼技術や排出ガス浄化技術向上への取り組みを重視するのである。

 自動車では、「Well to Wheel(ウェル・トゥ・ホイール:燃料源から運転走行まで)」という考え方がある。これは、EVであれ、G-PHEVであれ、燃料源から走行までのプロセス中いずれかでCO2は排出される、という考え方だ。たとえばEVは一見、CO2とは縁がないように思えるが、実は動力源である電気自体を作り出すところですでにCO2を排出しているのである。

AICEの具体的な研究事業

 AICEにおける具体的な研究事業をみてみよう。

 第一がディーゼルエンジン関連の技術で、ディーゼル後処理技術の高度化研究となっている。この研究は、粒子状物質(PM)をはじめ窒素酸化物(NOx)および白煙の低減技術の高度化として、ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)、排出ガス再循環(EGR)およびNOx触媒の技術における各種現象解明およびモデル化を行い、対応技術の予測シミュレーションや評価手法の開発を行う。

 第二がガソリンエンジンとディーゼルエンジンの熱効率向上関連の技術で、自動車用内燃機関の燃焼技術の高度化研究に位置づけられるものである。例えばガソリンエンジンの熱効率向上技術として、ノッキング現象およびPM発生現象の解明や摩擦低減技術の評価手法確立などを行い、各現象をモデル化して対応技術の予測シミュレーションや評価手法の開発を行う。

 上記二つの研究事業をさらに詳細に図示したものが、それぞれ図3および図4である。

 

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図3 ディーゼルエンジンの後処理技術に関する高度化研究

 

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図4 ガソリンエンジンの燃費向上に関する高度化研究

 とくに、図3に記されているように、AICEでは前述のその理念でもふれたように、産官学との連携を重視しており、AICEのニーズにこたえる具体的な研究実施対象の大学や研究機関を決めている。

 これらディーゼルおよびガソリンエンジン関連以外の研究事業としては、エンジン性能調査があり、海外車両のエンジン性能調査として、車両およびエンジンの排出ガス、燃費およびエネルギーフローの調査を行う。また、エンジンの各部品の摩擦損失測定の試験調査を行う。AICEでは、こうした研究事業に関し、欧州の例のように、とくに大学には各自動車会社から技術エキスパートが入り、将来に備えて学生の育成に積極的に取り組む構えだ。

 AICEの研究事業については、現象解明やモデル化そしてシミュレーションが中心ということから、場合によっては軽視される向きもあるかもしれない。しかし、技術者からすれば、かなり深みのある研究事業といえる。

 こうした研究事業により、内燃機関のさまざまな事象のメカニズム解明がなされ、熱効率向上に貢献したり、NOxを減らせたり、白煙がなくなったりすれば、実に大きな成果になる。こうした成功事例の積み重ねが、今後重要になっていくはずである。

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