当研究所で行っている

自動車排出ガス規制と 当研究所で行っている 排出ガスの計測について

調査

上野広行

東京都環境科学研究所公開研究発表会 2016年1月7日

1

はじめに

２０１５年９月

独フォルクスワーゲン（

VW)

ディーゼル乗用車の排ガス不正操作が発覚 対象車両１１００万台

VW

2

本日の内容

１ 自動車排出ガス規制と測定法

•

•

•

２ 当研究所における排出ガス測定

•

•

(１) 排出ガス規制効果の検証（ディーゼル重量車）

(２) 排出ガス制御不適切事例（ディーゼル重量車）

(参考）VW不正発覚のもととなった調査（ディーゼル乗用車）

(３) 最近の乗用車測定結果（ガソリン、ディーゼル乗用車） 3

自動車排出ガスによる大気汚染

窒素酸化物

NOx

PM

炭化水素

HC

CO

二酸化窒素

NO

Ox

微小粒子状物質

PM

ガソリン 蒸気

4

ディーゼル車 窒素酸化物（

NO

PM

NO ｘ

N

)

O

PM

等により発生

燃焼温度を下げる

燃焼温度を上げる

対 策 原 因

相反

5

自動車排出ガス規制

単体規制（新車に対する規制）

・ 大気汚染防止法 / 道路運送車両法

・・・自動車型式認証

車種規制

・自動車 NOx ・ PM 法（特定地域のみ）

運行規制

・ディーゼル車運行規制条例（一部都県のみ）

6

自動車型式指定制度（量販車）

国

・サンプル車による 基準適合性審査

（ブレーキ試験、

排出ガス試験等）

・品質管理審査

国

型式指定

メーカー 新車開発

申請

メーカー

量産・完成検査

ユーザー

新規検査・現車の提示省略

7

排出ガス試験

乗用車・中軽量車（ 3.5 ｔ以下）

シャシダイナモメータ

重量車（

3.5

エンジンダイナモメータ

・大型の測定設備は高価

・重量車はサイズや変速機など モデルが多様

・車両ベースで走行

・

1

8

乗用車、軽・中量車の規制モード

昭和

53

～

平成

12

（新短期規制）

0 20 40 60 80

0 100 200 300 400 500 600 700

速度（km/h）

時間（秒）

10・15モード

0 20 40 60 80 100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

速度（km/h）

時間（秒）

JC08

平成

17

（新長期規制）

平成

21

（ポスト新長期規制）

9

試験運転の様子

90 60 車速 30 0

指示車速 許容誤差

現在位置

ドライバーズエイド

10

ディーゼル重量車 規制モード

D13

JE05

短期規制（平成

6

長期規制（平成

10,11

新短期規制（平成

15,16

新長期規制（平成

17

ポスト新長期規制（平成

22

0 20 40 60 80 100

0 500 1000 1500 2000

速度（ｋｍ/ｈ）

時間（秒）

JE05モード

100

80 60 40 20

00 20 40 60 80 100

測定点 円の大きさは 重み係数を表す

エンジン負荷率（％）

最高出力時のエンジン回転数比率（％）

重み係数：都市走行時の出現頻度に比例した数値 11

( 参考） 米国 都市走行パターン Federal Test Procedure （ FTP-75 ）

時間（秒）

速度(mph)

12

排出ガス規制強化の推移

0 20 40 60 80 100

48 52 56 60

5 9 13 17 21 25 29

％

昭和 平成

ガソリン乗用車

昭和48年を100とする ディーゼル重量車

（車両総重量3.5トン超）

昭和49年を100とする

短 期 規 制

長 期 規 制

新 短 期 規 制

新 長 期 規 制

ポ スト 新 長 期 規 制 昭和53年規制

新短期 新長期

窒素酸化物 (NOx)

D13

JE05

D6

10

15

JC08

10モード ¹³

排出ガス規制強化の推移

0 20 40 60 80 100

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

％

平成

ディーゼル重量車

（車両総重量3.5トン超）

平成6年を100とする 短

期 規 制

長 期 規 制

新 短 期 規 制

新 長 期 規 制

ポ スト 新 長 期 規 制

粒子状物質 (PM)

D13

JE08

大型車用シャシダイナモメータ 車両総重量 ３～２５ｔに対応

小型車用シャシダイナモメータ

ＦＦ，ＦＲ：車両総重量 ０．８～３．５ｔ ４ＷＤ：車両総重量 １．０～３．５ｔ に対応

東京都環境科学研究所における排出ガス測定

実際に走行している車両（使用過程車）の測定

15

排出ガス測定の方法（測定モード等）

100 2030 4050 60

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

速度（km/h)

No.2 平均車速 8.4km/h

100 2030 4050 60

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

速度(km/h)

時間（秒）

No.5 平均車速 18.0km/h

速度(km/h)速度(km/h)

時間 (秒)

国の排出ガス認証試験（法定モード）：

10

15

JC08

D13

JE05

東京都実走行パターン

No.1

No.10

⇒

+

16

排出ガス測定の目的

• 都内自動車からの排出量算定

• 排出ガス規制の効果検証

• 排出ガス低減技術の評価

• 未規制物質の排出状況把握

17

測定結果事例の紹介

( １ ) ディーゼル重量車の PM, NO ｘ規制の効果検証 ( ２ ) ディーゼル重量車（ポスト新長期規制適合車）の

排出ガス低減制御の不適切事例

( 参考 ) ＶＷの不正発覚のきっかけとなった ディーゼル乗用車の調査

( ３ ) 最近のガソリン、ディーゼル乗用車測定結果

18

ディーゼル重量車（ 3.5 ｔ超 ~12 ｔ）

粒子状物質（ PM ） 規制値と測定値

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

都実走行排出量

(g / t

km)

D13 JE05

(g / kW h)

D13 JE05

PM

都実走行NO.5 測定値

測定値 規制値

短期規制適合車 9台 長期規制適合車 15台 新短期規制適合車 ７台 新長期規制適合車 16台 ポスト新長期規制適合車 15台

測定車両

●

D13

JE05

いずれも規制の効果が表れている ¹⁹

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

0 1 2 3 4 5 6 7

都実走行排出量

(g / t

km)

D1 3 JE 05

(g / kW h)

D13 JE05

測定値

規制値

都実走行NO.5 測定値

NOx

ディーゼル重量車（ 3.5 ｔ超 ~12 ｔ）

窒素酸化物（ NO ｘ） 規制値と測定値

●長期

/

⇒国へ訴え

⇒ D13

JE05

ディーゼル重量車（ 3.5 ｔ超 ~12 ｔ）

東京都実走行パターン（ No.1 〜 10 ）測定結果

0 0.5 1 1.5

0 10 20 30 40 50

排出量

( g / t

km)

旅行速度 （

km/hr)

NOx

短期 長期 新短期 新長期

ポスト新長期

●長期

/

●新長期

/

ディーゼル車の排出ガス低減対策例

コモンレール

電子制御高圧 噴射システム

空気

クールドEGR インター

クーラ

ターボ 過給機

多段噴射

前段

DPF

酸化 触媒

後段

酸化 触媒

SCR

尿素

排気

ECU

ユニット

エンジン

排出ガス低減制御の不適切事例

ディーゼル重量車 ポスト新長期規制

（平成

21

27

23

0 500 1000 1500 2000 2500

0 100 200 300 400 500

0 200 400 600

時間（秒）

NOx

CO

濃度

エンジン回転数

車速

NOx

ppm

km /h) CO

ppm

0.0 1

(min

)

定常 60km/h 運転開始からの NOx 、 CO

排出状況

120ppm

400ppm

11%

7%

●運転開始後、

3

4

NOx

CO

0 30 60 90

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

車速（Km/h）

時間（sec)

JE05モード走行パターン

0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18

0 500 1000 1500 2000

NOx排出量(g/秒)

時間（秒)

JE05モード JE05モード（発進のみ急加速）

●発進部のみ急加速に変更した場合は、

NOx

NOx

規制モード（ＪＥ０５）の発進部のみを

急加速に変更した場合のＮＯｘ瞬時排出量

NOｘ排出量 5倍

25

○２つの制御の採用理由

・排出ガス規制への適合（

NO

・ＮＯｘ低減制御⇒ＰＭ増大によるＤＰＦ装置への負担増大、

エンジン耐久性や出力の低下、燃費悪化

※ DPF

○その後の対応

メーカー：制御プログラム改善措置の実施 自動車工業会：自主取組

国：排出ガス増加制御の禁止

排出ガス制御不適切事例

26

VW 不正発覚のもととなった

ウェストバージニア大学の調査

引用元 G.J. Thompson

In-Use Emissions Testing of Light-Duty Diesel Vehicles in the United States Prepared for International Council on Clean Transportation(ICCT)

ディーゼル乗用車

3

NOx

規制値を１としたときの NO ｘ排出量

規制モード（FTP-75)

実路走行 実路走行

規制値

28

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1

JC08

No.5

排出量

(g/ k m )

ガソリン車

19

ディーゼル車

5

ディーゼル車規制値

ガソリン車 規制値

最近のガソリン・ディーゼル乗用車測定結果

NO ｘ

●ＮＯｘ排出量：ディーゼル車はガソリン車より一桁高いが、

規制値よりは低かった。 ₂₉

乗用車の粒子個数濃度

粒子個数：欧州では規制されている

●ディーゼル車よりも直噴ガソリン車で高い傾向

0 1E+13 2E+13 3E+13 4E+13 5E+13 6E+13

ガソリン ポート噴射

17

ガソリン 直噴

6

ディーゼル

3

排出個数（個

/k m)

×10¹³

×10¹³

×10¹³

×10¹³

×10¹³

×10¹³

JC08モード

30

おわりに

• 本研究所では東京都実走行パターンなどにより 規制の効果検証を行ってきた。 H28 年以降も新し い規制（国際統一モード）が導入されることから、

今後とも継続して調査していく。

• 排出ガス低減装置が複雑化（特にディーゼル車）

していることから、その機能の維持状況について も確認していく。

• 直噴ガソリン車の粒子個数など、未規制物質の 排出状況についても研究していく。

31

ご清聴ありがとうございました

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