![]() (気筒休止によるDPFの自己再生を促進し、ポスト噴射や排気管内噴射のDPF強制再生の頻度を削減し、DPF再生時の燃料浪費を防止する。)
最終更新日: 2014年2月23日
1.現行のパティキュレートを低減するDPF装置の概要と問題点
DPF(Diesel Particulate Filter)は、ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレートをコージェライトや炭化珪素
を基材とした多孔質セラミックスから成るウォールフローモノリスのフィルタ(図1および図2参照)により捕集してパティ
キュレートを低減する装置だ。
20分〜30分間にわたって連続して600℃の高温状態を持続することにより、フィルタに捕集されたパティキュレ ートを燃焼させて除去する。これによって再び新たにフィルタがパティキュレートを捕集できるようにすることを繰り返し 行い、フィルタを連続して使用していくようにしている。ここで、フィルタに捕集されたパティキュレートを燃焼させて除去し て再度、フィルタがパティキュレートを捕集できるようにすることを『フィルタの再生』又は『DPFの再生』と称する動作で ある。 ![]()
さて、図3にコモンレールの燃料噴射特性を示した。シリンダ内で燃焼させるための燃料噴射はパイロット噴射から後
噴射までであり、最後に噴射するポスト噴射はシリンダの中で燃料を燃やすことが目的ではなく、排気管へ燃料を 送るための噴射である。排気管へ流れた燃料は、DPFに堆積したパティキュレートを燃やすために使われるも のだ。 ![]()
さて、DPFにパティキュレートが堆積しすぎるとフィルターが目詰まりを起こしてフィルタには溶損や亀裂が生じるた
め、一定量のパティキュレートがフィルタに堆積するパティキュレートを燃焼させて除去する必要がある。そこでポスト噴 射を行い、このポスト噴射の燃料をフィルタの上流に配置された酸化触媒で燃焼させて排気ガス温度を600℃まで上昇 させる。ポスト噴射を継続することによって20〜30分間にわたってフィルタを600℃に維持し(図4参照)、フィルタに堆積 したパティキュレートを燃やし尽くしてDPFのフィルタを再生するようにしたのが、ポスト噴射方式によるDPFの再生であ る。したがって、DPFのフィルタ再生に使われるポスト噴射の燃料は、シリンダ内で燃焼しないためにエンジン出 力には何ら寄与しないため、DPFの再生頻度の増加によってポスト噴射も増し、燃料の浪費が増えることにな る。
最近は燃料を排気管内噴射してポスト噴射と同様にフィルタ温度を上昇し、DPFを再生する方法を用いるトラックが市
販されるようになった。しかし、この排気管内噴射方式のDPF再生もポスト噴射方式と同様にDPF再生時には燃料を浪 費することことには全く変わりが無いシステムである。
2.ポスト噴射再生式DPF搭載小型トラックでは、30%前後もの実走行燃費の悪化と不具合
一般にディーゼルトラックでは、エンジン操作やトラックの走行時のにおいて特にパティキュレートが多量に排出され
るのは、以下に示したトラックの走行時やエンジン運転の操作時である。
@ ディーゼルトラックの発進とそれに続く急加速時
A エンジンの始動時
さて、小型ディーゼルトラックの多くは、都市内で宅配便や生協・商店の配送等の貨物の集配業務に多く使われてい
るとのことである。この集配業務の小型ディーゼルトラックは、1日のほとんど全ての走行地域が人口の密集した住宅 や商店街であり、信号や交差点での停止・発進や渋滞による減速・加速運転が多く、また戸別の配達毎に行われるエ ンジンの停止と再始動の頻度が多いことである。このように、人口密集地域の集配業務では、短距離での発進・停止 や加速・減速、およびエンジンの停止・再始動の際にパティキュレートが多量に排出され、それらがDPF装置のフィルタ に過剰に捕集・堆積されることになる。しかもこのようなトラック走行とエンジン運転の状態では、短距離での頻繁なトラ ックの発進・停止や加速・減速であるため排気ガス温度が大きく変動するため、DPFのフィルタはパティキュレートが酸 化・除去できる600℃の高温に維持できない。
そのため、DPFのフィルタにはパティキュレートが堆積し続けることになる。新長期規制(H17年)適合の小型ディーゼ
ルトラックには新たにポスト噴射式DPF装置が搭載されているが、このポスト噴射式DPF装置ではポスト噴射で排気 管に燃料を供給し、このポスト噴射燃料を酸化触媒で燃焼させて排気ガス温度を600℃まで高温化して堆積し たパティキュレートを燃焼させてフィルタから除去してフィルタを再生している。これは排気管内噴射方式のDPF再 生の場合も全く同じである。そして、このフィルタを再生する処置が、トラックの走行中に行われるのが自動再生と呼ば れ、停車中に行われるのが手動再生と呼ばれているものである。
実際の集配業務等で人口密集地域を運行走行する新長期規制(H17年)適合のポスト噴射式DPF装置搭載
の小型ディーゼルトラックでは、単位走行距離当たりのエンジン本体からのパテキュレート排出量が激増するた め、ポスト噴射によるフィルタの再生が頻繁に行うことが必要が生じる。このポスト噴射によるDPFの自動再生の 頻度に比例して燃料が浪費されるため、ポスト噴射再生式DPF搭載の新長期規制(H17年)適合の小型ディーゼ ルトラックでは実走行燃費が著しく悪化することになる。このポスト噴射式DPF装置搭載の新長期規制(H17年)適合 の小型ディーゼルトラックにおける燃費悪化について、インターネットの掲示板には次のような書き込みが見られた。
以上のように、インターネットの掲示板の書き込みを見ると、ポスト噴射式DPF装置搭載の新長期規制(H17年)適合
の小型ディーゼルトラックが人口密集地域で運行した場合の実走行燃費は5〜6 q/リットル程度とのことである。新 長期規制(H17年)と以前の規制である新短期規制(H15年)の適合した小型ディーゼルトラックが人口密集地域で運行 した場合の実走行燃費を表2に示した。この表2から明らかなように、新長期規制(H17年)適合のポスト噴射式 DPF装置を搭載した小型ディーゼルトラックは、以前の規制である新短期規制(H15年)適合のポスト噴射式 DPF装置を搭載していない小型ディーゼルトラックに比べ、実走行燃費が約30%も悪化しているのである。この ような排気管噴射再生式のDPF装置におけるDPF再生による燃費悪化は、ポスト噴射再生式DPF装置の場合でも全く 同様である。
新長期規制(H17年)適合の小型ディーゼルトラックが新短期規制(H15年)適合の小型ディーゼルトラックに比べ、3
0%前後もの実走行燃費が悪化している主な原因は、人口密集地域を走行する場合の頻繁な発進・停止や加速・減 速によってエンジン本体からのパテキュレート排出量が激増するためにポスト噴射再生式DPF装置の再生頻度が必然 的に増加し、結果的にポスト噴射する浪費燃料の量が増加してしまうためと考えられる。新長期規制に適合した各社 のポスト噴射再生式DPF装置搭載の小型ディーゼルトラックの燃費が一様に悪化していることについて、各メーカーは 共にコスト優先でポスト噴射再生式DPF装置を採用して燃費悪化を無視した『赤信号!みんなで渡れば怖くない』との 考えで対応したのか、若しくはポスト噴射再生式DPF装置以外に『燃費を犠牲にしないで排出ガス対策ができる技術』 を持っていないためであるのか、或いは他の理由があるのかは不明である。
今後、新長期規制(H17年)適合のポスト噴射再生式DPF装置搭載の小型ディーゼルトラックの販売累積台数
に比例してコモンレール噴射装置が誇るポスト噴射によるDPF再生に使われる軽油の浪費が増加し、地球温 暖化の原因の一つと云われている二酸化炭素(CO2)も大きく増やして行く状況は、社会的にも重大な問題で は無いだろうか。その上、ポスト噴射再生式DPF装置におけるポスト噴射によるDPFの再生技術は、ポスト噴射さ れた軽油の噴霧がシリンダ内壁に付着してエンジンオイルに混入し、軽油でエンジンオイルが希釈される欠陥 も抱えているようだ。軽油で希釈されたエンジンオイルは粘土の低下を引き起こすため、頻繁なエンジンオイル交換が 必要となり、エンジンオイルの浪費となるのでこれも省資源の面からは問題である。因みに、これは排気管内噴射方式 のDPF再生の場合には、軽油でエンジンオイルが希釈される欠陥が無いのが特徴である。
ところで、DPFが装着された新長期規制適合トラック・バスが都市内走行に多用された場合、DPFが装着されていな
い旧型のトラック・バスに比べてDPFの強制再生により燃費が悪化し、CO2の排出が増加しているような現状であるに もかかわらず、トラックメーカーの各社の新長期規制適合トラックのカタログには、以下のような宣伝文句が誇らしげに 記載されている。
「エコロジーと美しく調和する未来志向型の・・・・」 (三菱ふそう)
「環境と安全のフロントランナー日野」 (日野自動車)
「環境基準の先を行く」 (いすゞ自動車)
「世界最高水準の環境性能を持つ・・・・」 (日産ディーゼル)
各社のカタログによると、素晴らしい環境性能のトラックが市販されているとのこと。しかし、インターネットの掲示板に
は『アイドリングストップの配送先多いんで、困るよ。 新長期だと言いつつも、(DPFを強制再生する)燃焼装置付きで何 倍も軽油たいてりゃ一緒じゃないか。』との運転手からの怒りの書き込みが見られた。各トラックメのーカーに対し、実 走行燃費の悪化で運行経費の負担が増したユーザーは新長期規制適合のトラックの早急な燃費改善を強く望んでい ることは間違いない。
なお、新長期規制(H17年)適合またはポスト新長期規制(H21年、H22年)のディーゼルトラックに搭載されているポス
ト噴射式または排気管内燃料噴射式のDPF装置は、運転手泣かせの装置である上に、信頼性・耐久性にも多くの問 題があるようだ。これについてインターネットの掲示板に、運転手と思われる人達からDPF装置に対する数多く不満の 書き込みが見られた。これら現行のDPF装置に対するトラック運転手やトラック整備関係者の2011年7月現在の書き込 みを表3にまとめた。
以上のような、DPF装置の不具合が多発している現状に痺れを切らした全日本トラック協会は、下記の表4に示し
たように、市場でのDPF装置の不具合情報の収集と、国土交通省に対するDPF装置の不具合解消を申し入れた
ようだ。
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現在(=2013年5月30日)のところ、コモンレールのポスト噴射方式や排気管内噴射方式の燃料浪費やCO2増大の欠
陥がある強制再生を頻繁に必要とするDPF装置を搭載したトラックしか市販されていない。そのため、トラック運転手 は、DPFチェックランプの頻繁な点灯による面倒なDPF強制再生の処置・手間が強制される上に、本来の自己再生機 能の劣るDPF装置の故障の多発にも泣かされているようだ。そのような状況から、上記の表4のように、全日本トラック 協会は、国土交通省に対するDPF装置の不具合解消を申し入れたようである。果たして、このような全日本トラック協 会の申し入れを受けたことにより、国土交通省は、常識的に考えればトラックメーカにDPF装置の欠陥を解消する技術 の早期開発を指示するだけのように思えるが、実際のところは如何なものであろうか。
ところで、世間では昔から「そば屋の出前」と云われる例えが良く知られている。この「そば屋の出前」とは、出前を頼
んだ客があまりの遅さに店へ督促の電話をすると、店の主人が実際にそばを茹でてもいない状況であるにもかかわら ず、主人が客に「丁度、店を出たところです」と答える様子を捉えたものである。これは、「口先ばっかりで何も仕事をし ておらず、急いで仕事を完了させる努力を何も行わず、相手に仕事の進捗状況について平気で嘘をつく」ような場合の 例えとして使われている。
今、仮に、国土交通省への「DPF装置の不具合解消を申し入れ」に対し、国土交通省が全日本トラック協会に対し、
DPF装置の欠陥解消の技術的な目処が無いにもかかわらず、「そば屋の出前」さながらの「DPF装置の欠陥解消に鋭 意努力中」との回答している場合であれば、近い将来に「DPF装置の早期の欠陥解消」が実現できない可能性が極め て高いことになる。しかし、国土交通省が本当に「DPF装置の不具合解消」できる技術を早期に実用化できる目処が本 当にあるならば、その回答の中には、不具合解消の技術的な内容の概要が示されている筈である。果たして、国土交 通省の回答書には、「DPF装置の早期の欠陥解消」の可能な具体的な技術が記載されていたのであろうか。何はとも あれ、全日本トラック協会の「DPF装置の不具合解消を申し入れ」に対する国土交通省の回答の内容を全日本トラック 協会のホームページ上に公開していただきたいものである。
なお、全日本トラック協会が本当に国土交通省の「DPF装置の不具合を解消できる技術の開発をトラックメーカに対し
て強力に指導中」との「そば屋の出前」に類する在り来たり回答を全日本トラック協会が受け取りたくないのであれば、 全日本トラック協会はDPF装置の不具合が容易に解消できる後処理制御システム(特許公開2005-69238)の技術を早 期に実用化することを国土交通省に要望すきであると考えられる。何故ならば、現在のところ、「DPF装置の不具合を 解消できる技術」は、後処理制御システム(特許公開2005-69238)だけであると考えられるためだ。このような具体的な 「DPF装置の不具合を解消できる技術」を早急に実用化することを国土交通省に要望しない限り、トラックユーザは、こ れからも延々と自己再生機能の劣る現行のDPF装置の故障の多発に泣かされ続けることになってしまう恐れが多分に あると考えられるが、如何なものであろうか。
それとも、国土交通省に対する全日本トラック協会の「DPF装置の不具合解消を申し入れ」の真の目的は、自己再生
機能の劣る現行のDPF装置の欠陥に関するトラックユーザの「不満もガス抜き」を狙ったものであろうか。その場合に は、国土交通省と全日本トラック協会が「現行のDPF装置の欠陥改善に鋭意努力中」をアピールするための茶番劇を 真面目顔で尤もらしく演じていると見ることも可能である。そのようなことが事実であれば、国土交通省と全日本トラック 協会は、共に、自己再生機能の劣る現行のDPF装置における故障の多発によって多大な被害・迷惑を被っているトラ ックユーザの存在を全く忘れ去っていることになると思うが、如何なものであろうか。
そもそも、新長期排出ガス規制(=2005年規制)適合のためにDPF装置を搭載したトラックの市販が国内で開始され
て以来、既に7年間近くも経過しているのである。それにもかかわらず、DPF装置の不具合・欠陥は、未だに殆ど改善さ れていないようだ。その結果、トラックユーザは長期にわたってDPF装置の不具合・欠陥に泣かされ続けているようであ る。これについて、トラックユーザには、ご愁傷様としか言いようがない。このように、長期にわたってトラックユーザに多 大の犠牲を払わせ続けているトラックメーカや、そのようなトラックメーカの行為を容認している様相の国土交通省・全 日本トラック協会の幹部の人達は、業務怠慢の極みのように思えるが、如何なものであろうか。
何しろ、ディーゼルのDPF装置は、2003年頃から日本のディーゼルトラックに採用され始めて、既に10年以上の歳月
が経過している。それにもかかわらず、このDPF装置のフィルタ再生の不具合は、殆んど解決されていないようである。 このことは、下記の最近のインターネット上の情報からも伺い知ることができるのではないだろうか。
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q14104629869;_ylt=A3xTwst7iQlT5EsA8gFP__N7?fr=rcmd_chie
_detail
以上のインターネット上のトラックユーザからの情報からも判るように、現行のDPF装置にはフィルタ再生のシステム
に重大な欠陥があることは明らかである。そのため、トラックユーザは、日々のディーゼルトラックの運行業務では多大 の犠牲を強いられているのが現状のようだ。何しろ、2003年頃にDPF装置が日本のディーゼルトラックに採用され始め てから10年以上の歳月が経過しているにもかかわらず、この状況は変わっていないのである。このことから、トラックメ ーカや国土交通省は、現行のDPF装置にはフィルタ再生の問題を解決できる手段・方法が技術的に完全に手詰まりの 状況であると推測される。
それにもかかわらず、DPF装置の問題解決に有効な筆者提案の気筒休止エンジン(特許公開2005-54771)や後処理
制御システム(特許公開2005-69238)の2件の特許技術を、トラックメーカや国土交通省は、頑なに無視・黙殺している ようである。果たして、トラックメーカや国土交通省は、これらのDPF装置の問題解決に有効な2件の特許技術を、今 後、何年先まで無視・黙殺し続けるのであろうか。なお、この2件の特許技術は、2024年頃には特許権が消滅すること になるため、仮に、現行のDPF装置の問題解決を約十年後に先送りした場合には、トラックメーカは、この2件の特許 技術を自由勝手に自社のディーゼルトラックに採用することが可能となる。その場合、これから十年先まで、DPF装置 の欠陥問題が解消されないことになってしまうと推察される。これは、トラックユーザには「ご愁傷様」としか言いようの ない事態では無いだろうか。
3.ポスト噴射再生式DPF搭載小型トラックが2015年重量車燃費基準に適合できる理由
現在、各トラックメーカはポスト噴射式DPF装置を搭載して実走行燃費が大幅に悪化した新長期規制(H17年)適合の
小型ディーゼルトラック(積載量2トン)を2015年重量車燃費基準10.35q/リットルに適合トラックとして販売している。実 走行燃費5〜6 q/リットルの小型トラックが2015年重量車燃費基準10.35q/リットルに適合しているのである。何とも 不思議なことであるが、それには以下に示すような理由が考えられる。
総合資源エネルギー調査会省エネルギー基準部会重量車判断基準小委員会・重量車燃費基準検討会の最終取り
まとめ資料によると小型ディーゼルトラック(積載量2トン)の重量車モード燃費値は以下の手順で算出されているそう だ。
積載量2トンの小型トラックの重量車モード燃費値の計算は以下の通りである。
@ エンジン試験で測定した燃費マップを用い、都市内走行モード(JE05モード)と都市間走行モード(縦断勾配付
80km/h定速モード)の各モードの燃費値を計算シュミレーションで算出する。
A 都市内走行モード燃費値と都市間走行モード燃費値の各燃費に車種に応じて設定された係数を用いて加重平均
して求める。
【 計算式】
以上の重量車モード燃費値の計算過程を見ると、ポスト噴射再生式DPF搭載の新長期規制(H17年)適合の小型ディ
ーゼルトラックの重量車モード燃費値の算出には、ポスト噴射再生式DPF装置におけるフィルタの再生時のポスト噴射 の燃料消費量が全くに無視されているようだ。
ところで、新長期規制(H17年)適合のポスト噴射再生式DPF搭載の小型ディーゼルトラックは、集配業務等に多く使
われ、人口密集地域を運行することが多い。そして、短距離での発進・停止や加速・減速の頻度が多くいためにエンジ ン本体からのパテキュレート排出量が増加することからDPFにパテキュレートが激しく堆積することになる。そのため、 ポスト噴射によるフィルタの再生が頻繁に行うことが必要となり、ポスト噴射による多くの燃料が消費されることになる。 このDPF再生のためだけに使われるポスト噴射の燃料消費量は、小型トラックの重量車モード燃費値の算出には用い られていないようだ。
このように重量車モード燃費値は、エンジン出力のために消費される燃料消費量から算出された燃料消費率
が表示されることになっている。そして、重量車モード燃費値の計算には、実際のトラック・バスの走行に伴うポス ト噴射再生式DPFにおけるフィルタの再生時のポスト噴射の燃料消費量が全く算入されず、フィルタ再生時の ポスト噴射による燃料の浪費は、完全に無視されているようだ。このことは、国土交通省がDPFの再生のためのポ スト噴射の燃料をトラックの運行に不必要な燃料とみなしていることを意味する。一体全体、重量車モード燃費値の算 出法を決めた国土交通省では、DPF装置の再生のために消費される燃料は、カークーラを使用する場合と同様に、ト ラック運転手が自身の嗜好のために好き好んで消費している考えているのであろうか。筆者には理解に苦しむところで ある。
現状では、国土交通省はDPF装置の再生のために消費された燃料がトラックユーザの趣味・嗜好による燃料消費と
見なしていると考えられる理由は、仕様書には重量車モード燃費値の記載項目が設けられている一方、走行中に運転 手の意思に無関係に消費される燃料であるにもかかわらずDPF装置における再生時の消費燃料の優劣を表示する項 目が無いためだ。
このように、国土交通省が定めている現行の重量車モード燃費値の算出法では、再生時の燃料の浪費が少ない
DPF装置の技術を開発したとしても、トラックの仕様書に燃料浪費の削減を示す公的な認可値を表示できないのが現 状である。そのため、仮にトラックメーカの意欲的なDPF関係に従事する技術者が居たとし、その彼が上司に再生時の 燃料浪費が少ないDPF装置の開発を申し出たとしても、少しでもコストアップの可能性があれば余程の良心的な上司で ない限り、当該技術の研究開発が許可されないのではないだろうか。なぜならば、トラックメーカが燃料浪費の少ない DPF装置が開発できてそれを商品化したとしてもその燃費改善の程度を仕様書に明記して宣伝することができない。
そして、そのDPF装置にコストアップが生じた場合には、トラックの価格競争力の低下を招くような不利益を被ってしま
う可能性が高いためである。したがって現時点では各トラックメーカは、DPF装置の再生による燃料浪費を無視し、低 価格のみを重視したDPF再生技術を採用しているものと考えられる。以上のような状況から、新長期規制(H17年)適 合の各社の小型ディーゼルトラックの実走行燃費の悪化は、各社が小型トラックに再生時に燃料を激しく浪費するポス ト噴射再生式DPF装置を採用していることが主な原因と考えられ、今後ともこの状況が続いて行くものと考えられる。こ のような状況を招いたいる最大の原因は、国土交通省が定めている現行の重量車モード燃費値の算出において、ポ スト噴射再生式DPF装置におけるフィルタの再生時のポスト噴射の燃料消費率が完全に無視されていることではない だろうか。
このように、フィルタ再生の頻度の高い仕様としてポスト噴射で多量の燃料を噴射し、且つフィルタ再生頻度の
高いポスト噴射再生式DPF装置を搭載したディーゼルトラックであっても、そのディーゼルトラックの重量車モー ド燃費値の計算にはDPF再生での消費燃料量が全く算入されないので、その重量車モード燃費値が悪化する ことは無い。簡潔に言えば、重量車モード燃費値の計算ではDPF再生での燃料消費量が零と仮定されているの だ。このことは、国土交通省がトラックメーカに『DPF装置の再生時に浪費される燃料を出来る限り削減する技術の開 発が不要であるとのお墨付きを与えたこと』にも等しいことである。
これにより、ポスト噴射再生式DPF装置の再生時に浪費する燃料を削減できる技術の開発はトラックメーカ間におけ
る技術開発競争の項目から外されている可能性も否定できない。今にところ明確な証拠は無いが、何れのトラックメー カでも真剣にこのDPF再生時の燃料浪費を削減する技術開発の優先順位を引き下げている可能性も十分に考えられ る。この消費燃料を削減したDPFの再生技術の実用化が遅れることにより、小型トラック運輸分野において、今後は更 に燃料資源の消費量が増加し、CO2の排出が増加していくものと予想される。この問題について、政府やトラックメー カの見解が聞けるものなら是非とも聞いてみたいものである。
さて、この新長期規制(H17年)適合のポスト噴射再生式DPF装置を搭載の各トラックメーカの小型ディーゼル
トラックの重量車モード燃費値は、ポスト噴射再生式DPF装置の再生を全く行わない状態(ポスト噴射による燃 料消費が零の状態)の燃費を算出したものであるため、2015年重量車燃費基準に適合していると考えられる。 しかし、実際に新長期規制(H17年)適合のポスト噴射再生式DPF装置を搭載した小型ディーゼルトラックが集配業務 等で人口密集地域を走行した場合には、頻繁なDPF再生に多量の燃料を消費するため、実走行燃費は大幅に悪化す ることになるのは当然である。したがって、ポスト噴射再生式DPF装置を搭載の小型ディーゼルトラックの重量車モード 燃費値は、実走行燃費と大きく乖離してしまうのは当然である。政府は、重量車モード燃費値にDPF再生に消費される 燃料も加算した重量車モード燃費値に改定すべきではないだろうか。
以上のように、ポスト噴射再生式DPF装置を搭載の小型ディーゼルトラックの重量車モード燃費値は実走行燃費との
関連性が低く、実用的には意味のない数値と考えられる。トラックメーカは小型トラックが都市内走行を繰り返した場合 には、エンジン本体からのパテキュレート排出が増加してフィルタに堆積するパテキュレートが増加するためにDPF装 置の再生に多量の燃料を浪費し、実走行燃費が大幅に悪化してしまうことには触れず、各メーカが競って2015年重量 車燃費基準に適合した低燃費の小型トラックと宣伝して販売しているのである。そのため、新長期規制(H17年)適合の ポスト噴射再生式DPF装置を搭載した小型ディーゼルトラックのユーザから、日常の運行での実走行燃費における著し い悪化の不満が高まっているのは当然のことと言える。この問題を解決する唯一の方法は、ポスト噴射や排気管内噴 射を使用しないで燃料浪費の少ない新しいDPF再生技術を実用化することである。
4.重量車燃費基準の設定目的から大きく乖離した現行の重量車モード燃費値
トラックユーザおよびトラックメーカのトラック貨物輸送分野における省エネルギー(省燃費)とCO2削減の取り組みが
促進されるようにするため、国土交通省は燃費の優れたトラックの普及を図る観点から、「エネルギーの使用の合理化 による法律」(通称:改正省エネ法)を改正し、重量車(車両総重量2.5t超の自動車[1])に対する燃費基準を定め、2006 年4月1日から施行した。2015年度(平成27年度)を基準達成の目標年度とし、トラック・バスメーカーは車両総重量ごと に定められた重量車燃費値の基準達成と、2006年4月以降に販売する新型車について、商品カタログへ重量車モード 燃費値の表示が義務付けられた。このように、重量車モード燃費値は省エネルギー(省燃費)の優劣を判断する値とし て国土交通省が導入したとのことである。
一方、新長期規制(H17年)適合のポスト噴射再生式DPF搭載の小型ディーゼルトラック(積載量2トン、GVW4.7トン)
は、集配業務等に多く使われ、人口密集地域を走行することが主体であることから短距離での発進・停止や加速・減 速の頻度が多くいためにDPFにパテキュレートの堆積が激しく、ポスト噴射によるフィルタ再生が頻繁に行われ、現状 ではポスト噴射で多くの燃料が消費されている。その結果、前述の2項の表2に示したように、ポスト噴射式DPF装置搭 載の新長期規制(H17年)適合の小型ディーゼルトラックが人口密集地域を運行した場合の実走行燃費は、ポスト噴射 による頻繁なフィルタの再生に多量の燃料を消費してしまうため、5〜6 q/リットル程度まで悪化しているとのことで ある。(因みにポスト噴射式DPF装置を搭載していない新短期規制(H15年)の適合した小型ディーゼルトラックが人口 密集地域で運行した場合の実走行燃費は7〜8 q/リットルである。)ところが仕様書やカタログに記載された新長期 規制(H17年)適合と新短期規制(H15年)の適合小型トラックの重量車モード燃費値は10(km/リットル)前後で略同一で あることを考慮すれば、新長期規制(H17年)適合の小型ディーゼルトラックでの実走行燃費悪化の主要因は、頻繁な DPF再生時に消費されるポスト噴射燃料であると推定される。
このように、新長期規制(H17年)適合の小型ディーゼルトラックの実走行燃費は、このトラックに搭載されているポス
ト噴射再生式DPFでの頻繁なDPF再生時のポスト噴射燃料の増加により、ポスト噴射再生式DPFを搭載していない新 短期規制(H15年)の適合した小型ディーゼルトラック搭載の実走行燃費よりも実に30%前後も悪化してしまっていると 推定される。このことから、ポスト噴射再生式DPF搭載の小型ディーゼルトラックで消費されるポスト噴射の燃料消費を 完全に無視する現行の重量車モード燃費値は、実走行燃費と大きく乖離してしまっていることは容易に理解できること である。このことから、新長期規制(H17年)適合のポスト噴射再生式DPF搭載の小型ディーゼルトラックにおいて は、国土交通省が商品カタログへの表示を義務付けた重量車モード燃費値はこの小型トラックの省エネルギー (省燃費)の優劣が判断できる値ではないように考えられる。
しかしながら、国土交通省ががこの小型トラックの省エネルギー(省燃費)とCO2の削減の優劣を判断する値として商
品カタログに重量車モード燃費値の記載を義務付けていることから、専門知識の乏しい一般国民は小型トラックの省エ ネルギー(省燃費)とCO2の削減の優劣を判断材料になると幻想を抱いていても不思議ではない。商品カタログに『重 量車モード燃費値が2015年度燃費基準を達成』と記載された新長期規制(H17年)適合のポスト噴射再生式 DPF搭載の小型ディーゼルトラックを低燃費と信じて購入しても、この小型ディーゼルトラックを実際に都市内を 主体に運行したユーザは燃費が極めて悪い現実に遭遇することになると予想される。
このような新長期規制(H17年)適合のポスト噴射再生式DPFを搭載した小型ディーゼルトラック商品カタログにおい
て、実走行燃費との乖離が大きい重量車モード燃費値が『2015年度燃費基準を達成』であることを記載し、ポスト噴射 再生式DPFの燃料浪費について何も記載されていないことは、この小型ディーゼルトラックの商品カタログとしては問題 ではないかと思っている。トラックメーカーは現行の実走行燃費の悪い新長期規制(H17年)適合ポスト噴射再生式DPF 搭載の小型ディーゼルトラックを低燃費・低CO2と宣伝していることに良心の呵責を感じないのであろうか。
したがって、国土交通省やトラックメーカが消費者に正確な商品情報を提供する意思があるならば、小型ディーゼル
トラックの商品カタログの2015年度(平成27年度)の基準達成との記述と共に記載された重量車モード燃費値の後に 『ただし、人口密集地域を運行した場合には、ポスト噴射による頻繁なフィルタの再生のために多量の燃料を消費しま すので走行燃費が大幅に悪化します。』との記載を指示することが必要ではないかと思っている。現状において小型デ ィーゼルトラックの商品カタログが購買者に正確な情報を提供しているので何も問題がないとするならば、浅学非才の 筆者にその理由が理解できるように解かり易くお教えいただきたいと思っている。
5.ポスト噴射再生式DPF搭載小型トラックの生産継続による資源浪費とCO2増大
前述の通り、新長期規制(H17年)適合のポスト噴射再生式DPF搭載の小型ディーゼルトラックは、集配業務等に多く
使われており、短距離での発進・停止や加速・減速の頻度が多くいためにエンジン本体からのパテキュレート排出が増 加してフィルタに堆積するパテキュレートが増加するため、ポスト噴射によるフィルタの再生が頻繁に行われて多量の 燃料が浪費されていることは、省資源の社会ニーズに反する行為と思っている。したがって、今後、新長期規制(H17 年)適合のポスト噴射式DPF装置搭載の小型ディーゼルトラックの販売累積台数に比例してコモンレール噴射 装置が誇るポスト噴射によるDPF再生に使われる軽油の浪費が増加し、地球温暖化の原因の一つと云われて いる二酸化炭素(CO2)も大きく増やしていくことになる。
しかしながら、国土交通省は未だに重量車モード燃費値が省エネルギー(省燃費)の優劣を判断する値として正しい
と信じ、現実的に無意味な『2015年度(平成27年度)を燃費基準達成』の小型ディーゼルトラックの累積台数の増加に したがって省エネとCO2削減が進展していくと本当に考えているのであろか。これに反して、筆者はポスト噴射式DPF 装置を搭載した小型ディーゼルトラックの累積販売台数が増加するのに比例して燃料資源の浪費とCO2増加が進展』 していくことになると考えている。筆者の推測が間違っていれば問題は無いが、仮に筆者の推測が的中しているとすれ ば、国土交通省の予想とは逆に、低燃費と宣伝されている『2015年度(平成27年度)を燃費基準達成』のポスト噴射式 DPF装置を搭載した小型ディーゼルトラックの販売累積台数の増加に比例して軽油の消費量が増加し、大気中のCO2 が増加していくという問題が発生することになる。
また、この他にもポスト噴射によるDPFを再生する技術には、ポスト噴射された軽油噴霧がシリンダ内壁に付着し
てエンジンオイルに混入し、軽油でエンジンオイルが希釈される欠陥もあるようだ。軽油で希釈されたエンジンオイ ルは粘度の低下を引き起こすため、頻繁なエンジンオイルの交換が必要となり、エンジンオイルの浪費となるので、こ れも省資源の面から問題である。
6.DPF再生時の浪費燃料の削減と共に、実走行燃費の削減が可能な気筒休止エンジン
前述のように、都市内での貨物集配のエンジン運転領域における燃料消費率の頻度分布は中低速の1/2負荷から
全負荷の高負荷域での燃料消費量が多い。小型トラックに2個の気筒群を制御する気筒休止エンジン【気筒休止エン ジン(特許公開2005-54771)】を搭載した場合、図4の赤線で囲んだ中低速の1/2負荷域では一方の気筒群を全負荷 運転して他の気筒群を低負荷運転し、目標のエンジン出力で運転する。これによって、全負荷運転の気筒群のサイク ル効率を高くして燃費を改善し、小型トラックに気筒休止エンジンを搭載した場合には中負荷域のサイクル効率の向上 による走行燃費が改善され、小型ハイブリッドトラックと同等以上の燃費改善が可能となる。したがって、小型トラックの 燃費改善には高価なハイブリッドシステムよりも気筒休止エンジンの採用を推進すべきと考えられる。 ![]()
そして、気筒休止エンジンにおいて、図4の赤線で囲んだ中低速の1/2負荷域では一方の気筒群を全負荷運転して
他の気筒群を低負荷運転し、目標のエンジン出力で運転した場合、全負荷運転の気筒群の排気温度は高くなるため、 この気筒群のDPF装置ではポスト噴射を用いることなく自然再生が行われ、DPF再生による燃費の悪化は生じさせな い効果がある。そして、最大トルク曲線付近では全気筒でを運転するため、両方の気筒群のDPF装置のフィルタは自 然再生できることになる。このようにして、気筒休止エンジンでは、小型トラックの都市内走行においては、中負荷 域のサイクル効率の向上による走行燃費が改善されると共に、走行中にDPF装置のフィルタが自然再生できる ことになるため、DPF装置の再生のための燃料浪費は回避できるこ。
小型トラックのハイブリッドシステムはDPF装置のフィルタ再生に優れた機能を発揮することは間違いないが、走行時
の燃費改善の機能が乏しいことを考慮すれば、小型ハイブリッドトラックはコストパーフォーマンスの劣るトラックと言え るのではないだろうか。また、現行の小型トラックに用いられているコモンレールのポスト噴射によるDPF装置のフィル タ再生は、実走行燃費の30%も悪化させる欠陥品である。そのため、省資源・省エネおよびCO2削減が最優先される 時代には、DPF装置におけるポスト噴射によるフィルタの再生方法を早急に見直すべきである。また、このようなフィル タ再生時の燃費悪化の欠陥は、排気管内燃料噴射式のDPF装置の場合においても同様である。
このように、ポスト噴射再生式DPF装置を搭載した新長期規制(H17年)適合の小型ディーゼルトラックは、発
売開始以来、ポスト噴射によるDPF再生に起因した燃費悪化によるトラックユーザの経済的負担を強いると共 に、CO2増大による環境負荷を増加させ続けているのである。確かに、ポスト噴射再生式が安価なDPF装置の再 生技術であることは間違いない。しかし、そうだからと言って、トラックメーカは各社の社会的責任を忘れて利益優先ば かりに目を奪われ、これからも延々と「CO2増大の過大な環境負荷」、「石油エネルギーの浪費」および「ユーザの燃料 費増大の負担」を招くポスト噴射式DPF装置を採用し続けるのであろうか。
そして、小型ディーゼルトラックにおけるポスト噴射によるDPF再生での30%前後の燃費悪化を避けたいのであれ
ば、100万円程度も高価な小型ハイブリッドトラックを購入すれば良いと云うのがトラックメーカの言い分であろうか。一 般のトラックユーザにとっては酷な話である。何はともあれ、燃料浪費の激しいコモンレールのポスト噴射を用いたDPF 装置の再生方法を一日も早く改良すべきことは、メーカの最大の社会的責務であると言っても間違いではないだろう。
以上のことから、現時点ではハイブリッドシステム以外で実走行燃費を悪化させないようなDPF装置のフィルタ
再生の新たな技術の開発がトラックメーカの喫緊の課題と思われる。これについて、筆者は気筒休止エンジン(特 許公開2005-54771)の技術や、これに後処理制御システム(特許公開2005-69238)の技術を組み合わせれば、実走 行燃費を悪化させることなくDPF装置のフィルタ再生が可能と考えている。したがって、コモンレールのポスト噴射によ るDPF装置のフィルタ再生や排気管内噴射方式のDPF再生に起因した燃料浪費とCO2増大の両方の問題を解決する ため、これら技術の早期実用化が望まれるところだ。
その理由は、実走行燃費を悪化させないでDPF装置のフィルタを再生できる技術については、ハイブリッドシステム
や、気筒休止エンジン(特許公開2005-54771)および後処理制御システム(特許公開2005-69238)の技術の他には今 のところ存在しないと考えている。なお、これら技術以外に実走行燃費を悪化させないDPF装置のフィルタ再生ができ る技術をご存知の場合には、是非ともEメール等でお教えいただければと願っている。その場合には、このホームペー ジの内容を早急に訂正するつもりである。
また、気筒休止エンジン(特許公開2005-54771)の技術については、これを大型トラックのエンジンに採用することに
よって10%程度の燃費改善できることについては気筒休止エンジンによる大型トラックの低燃費化に詳述し、NOx削 減に有効であることについては気筒休止により、燃費削減と尿素SCR触媒でのNOx削減が可能だ!に記載しいるので ご覧いただきたい。
現在の各トラックメーカは、現在進行形で日々、燃料のポスト噴射や排気管内噴射いを用いたDPF装置の再生によ
る燃費悪化でトラックユーザに過剰な経済的負担を強い続ける共に、運輸部門の余分なCO2増大に加担し続けている ことになる。これについて各社の経営幹部は、加害者としての責任を痛感しているならば、早急に自社の小型ディーゼ ルトラックに採用されているコモンレールのポスト噴射を用いたDPF装置の生産を早急に中止できるように、ポスト噴射 を必要としないDPF装置の新しい再生技術の開発に至急、着手すべきと考える。
尤も、穿った見方をすれば、経営幹部の責任感と関係なく、燃料の浪費が防止できるDPF装置の再生技術を開
発できたトラックメーカだけがトラックの販売台数を増加できることは間違いないだろう。そして、この技術を実 用化を拒んだトラックメーカは、日本の市場から退場することになるのではないだろうか。
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な事柄でも結構です。閑居人宛てにメールをお送りいただければ、出来る範囲で対応させていただきます。 ![]()
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