自動車技術基準の国際調和活動

環境研究領域 上席研究員 成澤和幸

独立行政法人 交通安全環境研究所

なぜ自動車技術基準の国際調和が必要か？
背景
１．近年、自動車及び自動車部品の世界流通が拡大している
２．地球温暖化や大気汚染、自動車の安全確保といった自動車性能の要求も地球規模でとらえる必要がある

基準調和の利点

行政○行政コストの低減（基準作成の効率化、審査作業の効率化）○国際流通の円滑化

ユーザー○自動車価格の低減○自動車性能の向上○輸入車の選択肢の拡大

独立行政法人 交通安全環境研究所

メーカー○生産性の向上（開発効率の向上、部品管理の向上）○コスト低減（部品の共通化）○認証取得の効率化

自動車技術基準の国際調和活動を行う場は？
国際連合（ＵＮ）
欧州経済委員会（ＥＣＥ）
World Forum for Harmonization ofVehicle Regulations

自動車基準調和世界フォーラム（ＷＰ２９）
安全一般︵ＧＲＳＧ︶

衝突安全︵ＧＲＳＰ︶

ブレーキと走行装置︵ＧＲＲＦ︶

騒音︵ＧＲＢ︶

灯火器︵ＧＲＥ︶

排出ガス・エネルギー︵ＧＲＰＥ︶

独立行政法人 交通安全環境研究所

国連の欧州経済委員会には自動車基準の国際的な統一を図る組織がある。
これを自動車基準調和世界フォーラム（ＷＰ２９）と呼んでおり、分野の異なる６つの専門家会議で構成されている。

自動車基準の国際化は国土交通省が取り組む重要な課題である。
環境研究領域ではこれを受けて、
１．排出ガス・エネルギー（ＧＲＰＥ）
専門家会議と騒音（ＧＲＢ）専門家会議に研究者を派遣して、様々な国際統一基準の作成に参画している
２．必要に応じ、環境研究領域で行った研究成果を発表して国際的な基準に反映させるとともに、技術議論を集中的に行う小グループの議長も務めている

排出ガス・エネルギー専門家会議（ＧＲＰＥ）で行っている内容は？
国連（ＵＮ）：ＥＣＥ規則改定

欧州経済委員会（ＥＣＥ）：ＧＴＲ作成自動車基準調和世界フォーラム（ＷＰ２９）
排出ガス・エネルギー専門家会議（ＧＲＰＥ）
ＰＭＰ︵粒子測定法︶

ハイブリッド車試験法

独立行政法人 交通安全環境研究所

ＨＦＣＶ︵水素 ・燃料電池自動車基準︶

ＮＲＭＭ︵ノンロードエンジン排出ガス試験法︶

ＷＭＴＣ︵二輪車排出ガス試験法︶

ＯＣＥ︵オフサイクル試験法︶

ＷＷＨ ＯＢＤ︵排出ガス故障診断︶

ＷＨＤＣ︵重量車排出ガス試験法︶

重量車排出ガス関係

国際基準には、
１．ＥＣＥ Regulationと２．GTR（GlobalTechnical Regulation)の２種類がある

国際基準には２つの種類がある

相互承認協定（５８年協定）−ＥＣＥ Regulation
相互承認協定加盟国
Contracting Parties to the 1958 Agreement●ドイツ ●フランス ●イタリア ●オランダ●スウェーデン ●ベルギー ●ハンガリー●チェコ ●スペイン ●ユーゴスラビア●イギリス ●オーストリア ●ルクセンブルグ●スイス ●ノルウェー ●フィンランド
●デンマーク ●ルーマニア ●ポーランド●ポルトガル ●ロシア ●マルタ ●ギリシャ●アイルランド ●クロアティア ●スロベニア●スロバキア ●ベラルーシ ●エストニア●ボスニア・ヘルツゴビナ ●ラトビア●ブルガリア ●トルコ ●マケドニア●欧州連合（ＥＵ） ●日本 ●オーストラリア●ウクライナ ●南アフリカ ●ニュージランド●アゼルバイジャン ●リトアニア ●キプロス●韓国

世界技術規則協定（９８年協定）−GTR（Global Technical Regulation)
グローバル協定加盟国
Contracting Parties to the 1998 Agreement●米国 ●カナダ ●日本●欧州連合（ＥＵ） ●フランス ●イギリス●ドイツ ●イタリア ●ロシア
●南アフリカ ●ハンガリー ●ノルウェー●トルコ ●フィンランド ●中国 ●韓国●スロバキア ●ニュージランド ●オランダ●アゼルバイジャン ●ルーマニア●スペイン ●スウェーデン

ところでその違いは？
独立行政法人 交通安全環境研究所

相互承認協定（５８年協定） −ＥＣＥ Regulation

日本：加盟

日本

欧州：加盟

日本

米国：非加盟【相互承認】

その他

欧州
欧州

その他

米国
米国

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世界技術規則協定（９８年協定）−GTR（Global Technical Regulation)

日本：加盟

日本

欧州：加盟

日本

米国：加盟

欧州
その他

その他

欧州

米国

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米国排出ガス・エネルギー関係でどのような基準の議論を行ってきたか○ECE規則改訂
１．ハイブリッド車排出ガス、燃費試験法
２．PMP（粒子測定法）○GTR作成１．WHDC（重量車排出ガス試験法）
２． WWH-OBD（排出ガス故障診断）
３． OCE（オフサイクル排出ガス試験法）
４． WMTC（二輪車排出ガス試験法）
５．NRMM（ノンロードエンジン排出ガス試験法）
６．HFCV（水素／燃料電池自動車基準）

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ECE規則の改定
１．ハイブリッド車排出ガス、燃費試験法
ハイブリッド車の試験法は、日本が最も技術的に進んでいる分野であることから、日本の基準を国際基準に可能な限り反映させることを目標に活動を進めた。
○R83（排出ガス試験法）の改訂済み○R101（燃費試験法）の改訂済み
２．PMP（粒子測定法）
将来の規制強化において粒子濃度が低下した場合でも、信頼できる測定値を確保するための粒子計測法の検討を行う。
粒子の個数を数える方法の検討及びフィルター法における精度向上方法の検討を行っている。
交通研では、ゴールデンビークルを用いたインターラボテストに参加している。（９カ国、１１機関が参加）
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重量車排出ガス試験法
WHDC

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どのようなデータを用いてテストサイクルを作ったか
オーストラリア、欧州、日本および米国から、以下で構成される65の異なる車両のデータを入手。
○ライトトラック（最大質量7.5t未満）9台、総走行距離2,200km○リジッドトラック（最大質量7.5t以上）20台、およびコーチ1台、総走行距離13,400km○トレーラートラック18台、総走行距離56,300km○バス11台、総走行距離2,500km
テストサイクル構成比
Europevehicle cat.

JapanUSA

motor
motor
motor
power to mass
urban ruralurban ruralurban rural
way
way
way
ratio classSum

rigid trucks

1

5.2%

1.8%

2.0%

3.4%

1.2%

0.9%

3.3%

1.8%

0.6%

20.2%

rigid trucks

2

3.1%

1.7%

2.3%

6.0%

2.1%

1.6%

4.4%

2.4%

0.8%

24.3%

rigid trucks3

3.2%

2.0%

2.5%

4.0%

1.4%

1.1%

2.6%

1.4%

0.5%

18.7%

trailer trucks

1

0.8%

1.0%

2.2%

0.3%

0.1%

0.1%

1.1%

0.8%

0.8%

7.1%

trailer trucks

2

0.8%

1.0%

2.3%

0.4%

0.2%

0.1%

2.1%

1.6%

1.5%

10.0%

trailer trucks

3

1.0%

1.3%

2.8%

0.2%

0.1%

0.1%

2.9%

2.2%

2.1%

12.6%

buses

1

2.8%

1.2%

0.0%

1.4%

0.4%

0.0%

0.7%

0.5%

0.1%

7.1%

Sum

16.9%

9.9% 14.1% 15.7%

5.4%

3.9% 17.0% 10.7%

6.3% 100.0%

車種や積載量などをパラメータに取り、世界各地の走行条件を反映させた、車速とパワーパタンを作った。
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テストサイクルの作り方
Task 1
Classificationofmost importantparameters

STEP 2

Task 2
Collection ofStatistics on
HD vehicle use

Task 3
Collection andanalysis of
In use driving
data

Task 5
Transient vehicle cycle
V(t), P/Pn(t)(Combination of database modules,Chi square statistics)

車速パターンとパワーパターン

Task 8Reference steadystate cycle

Task 9Evaluation andConclusion

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STEP 1

Task 6
Transformation of vehicle cycle V(t), P/Pn(t)Into engine cycle n(t), M/Mmax(t)STEP 3for a wide range of engines(Drivetrain model)

Task ７e7 transient
Referenceengine cycle(Approximation andregression analysis)

回転速度とトルクからなる
ダイナモメータ用
過渡テストサイクル

Task44
Task
Reference database(combination of in use datawith appropriate weightingsfor each cell of theclassification matrix)

代表的なドライブトレ
インモデルを設定

STEP 4

定常テストサイクル

WHDC（重量車の排出ガス試験用車両サイクル）

高速走行や坂道での加速など、実用状態を可能な限り忠実に再現したパターンである

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過渡試験サイクル（WHTC）
実際にエンジンで試験を行う場合は、エンジントルク特性を反映した固有の値を用いて、実量変換する

定常試験条件（WHSC）

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WHDCのまとめ
１．テストサイクル作成において、日本の走行実態を可能な限り反映させるために、トラックの実路走行データを提出した。
２．日本でも独自にテストサイクル作成を行ってWHDCの結果と比較することにより、その解析の妥当性を検証した。
３．作成したテストサイクルを用いて、排出ガス試験を実施し、運転性、再現性などのサイクル特性をチェックし修正意見として提出した。
４．認証用サイクルなど他のテストサイクルとの排出ガスの相関データを得た。

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排出ガス故障診断
WWH-OBD

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将来的には安全関係のOBD基準を含むことができるような構造にする

WWH-OBDの構造

GTR structure - concept
OBD - GTR
Generic OBD
Provisions- Considerations- Definitions- Requirements

Other emissions
related GTRs andstandards

WHDCEmission related
OBD provisions

WWH-oceFunction X
OBD provisions

ISO standards
Function Y
OBD provisions

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故障の階層化

故障状況を階層化して、それぞれの階層に応じ、ランプ点灯のシーケンスを変える

Failure classification concept (concept)
Emissions related malfunctions
would be classified in 4 classes
Class A. OTLs are exceeded.
The MI is permanently ON.
Class B1. OTLs are probably
exceeded but there is a doubt.
The MI is ON and turns OFFafter [60]s
If no repair is done within [xx]driving time, the MI ispermanently ON
Class B2. OTLS are notexceeded. The MI is ON andturns OFF after [60]sClass C. emission limits are
not exceeded. The MI turns
OFF when the truck is moving
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Class A

将来の様々な要求に答えられるように今から準備しておくためのもの

Class B1

Class B2

Class COTL

TA limit

WWH-OBDのまとめ
１．日本が議長国として規則案をまとめるべく作業中である。
２．安全関係の基準も盛り込めるような枠組みを作成しているため他の専門家会議（GRRF、GRSP、GRSG）の意見も取り入れるよう努力している。

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オフサイクル排出ガス試験
OCE

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オフサイクル排出ガス試験とは
１．認証試験で使用しない環境条件、エンジン領域においても排出ガス規制の効果を同等とするためのもの。
２．米国で、高速走行時燃料噴射時期を進めて燃費を良くしていたトラックの、ＮＯｘ排出増加が発覚し、これを問題視して試験法をさだめようとしたのがきっかけ。
３．米国ではＮＴＥ（Not to Exceed)と呼ばれる、排出ガス測定器の実車搭載による方法が考案され、当初この採用を検討した。
４．しかし、これは政府認証には向かない方法であるとして、現在、ダイナモメータ上を用いたエンジン試験による方法を検討中。

独立行政法人 交通安全環境研究所

オフサイクル排出ガス試験のコンセプト

WNTE（Worldwide Not toExceed)コントロール領域内で、排出ガスを計測する。
実路走行試験か室内試験か？

ある値以上の排出ガスが出ないように規制する（たとえば規制値の1.25倍）

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OCEのまとめ
１．認証試験に用いるにはどのような手法が妥当か現在検討中である。
２．政府認証と自己認証の制度の違いを超えることができる技術とはどのようなものであるかが議論となっている。

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二輪車の排出ガス試験法
WMTC

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どのようなデータを用いてテストサイクルを作ったか○欧州で測定されたデータ
1994年、パリ（フランス）とピサ（イタリア）
1994年、アムステルダム（オランダ）とフランクフルト（ドイツ）
1999年、ピサ近辺（イタリア）、マンドゥール近辺（フランス）
およびミュンヘン近辺（ドイツ）
ビール工科大学（スイス）、ビール市内および近辺
ダルムシュタット工科大学（ドイツ）、ダルムシュタット近辺○日本で測定されたデータ
1992年、東京エリア
1997年、東京エリア
2000年、高速道路を含む東京エリア（ギアシフトモデルのみに使われた）○中国で測定されたデータ
天津大学（天津内燃機関研究所） 済南エリア○米国で測定されたデータ
1999年、アラバマ州バーミンガム

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テストサイクルの作り方
Collection of statistics
for different regions
vehicle stock,
technical specifications,vehicle use

WMTC cycle for
Driveability tests(version 5)

Driveability tests

Collection and analysis of
in use driving behaviour
data in different regions
average speed,
acceleration parameters,
idle time distribution

Validation by
Driveability
calculations
and pretests

Classification ofroad types
urban streets,country roads,
high speed rural/motorways

Transient vehicle cycle WMTC(version 1)
Part 1, urban streets,
Part 2, country roads,
Part 3, high speed rural/motorways

Analysis of Results,
modifications

WMTC cycle foremissions validation
Programme (version 7)

WHDCの手法を踏襲して、車速パターンで構成されるシャーシダイナモメータ用のテストサイクルを作成した
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WMTC（二輪車の排出ガス試験用サイクル）
10070

part 1, version 9, reduced speed

9060

part 1, version 980vehicle speed in km/h

4030706050403020

part 2, version 9, reduced speed
part 2, version 920
10100060120180240300

360

420

480

540

0600

060120time in s

180240300

360

420

480

540

time in s

Part1

Part2

130120110
10090vehicle speed in km/hvehicle speed in km/h

50

排気量、最高速度によって試験するサイクルの最高速
度や加速度が異なる

807060part 3, version 9, reduced speed
50part 3, version 94030
20100060120

180

240

300
time in s

Part3
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360

420

480

540

600

600

二輪車の排出ガスにおける車両区分
最大車両速度︵クラス分けを行って、車両によりテストサイクルが異なっている︶
km/h

クラス1
サブクラス1-1 お Cold Start 減 速 パ ー ト 1 に 続よび1-2:き、Hot Start 減速パート1
サブクラス 1-3: Cold Start パー ト1に 続 き、Hot Start パート1
クラス2
サブクラス 2-1:
サブクラス 2-2:
排気量（cm3）

クラス１
排気量≦50 cm³ 、かつ50 km/h < vmax < 60 km/h

サブクラス1-1

50 cm³ < 排気量 < 150 cm³、かつvmax < 50 km/h

サブクラス1-2

排気量 < 150 cm³、かつ50 km/h≦vmax < 100 km/h。ただし、サブクラス1-1は含まない。
クラス２
排気量 < 150 cm³、かつ100 km/h≦vmax < 115 km/h、または、排気量 ≥150 cm3、かつvmax < 115 km/h
115 km/h≦vmax < 130 km/h
クラス３130≦vmax < 140 km/h
vmax≧140 km/h

サブクラス1-3

サブクラス2-1
サブクラス2-2
サブクラス3-1
サブクラス3-2

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クラス3
サブクラス 3-1:
サブクラス 3-2:

Cold Start パート1に続き、HotStart 減速パート2
Cold Start パート1に続き、HotStart パート2

Cold Start パート1に続き、Hot
Start パート2,減速パート3
Cold Start パート1に続き、Hot
Start パート2,パート3

WMTCのまとめ
１．テストサイクル作成において、日本の走行実態を可能な限り反映させるために、実路走行データを提出した。
２．テストサイクル構成法やギヤシフトモデルについて、日本から積極に意見を述べ活動に参画した。
３．作成したテストサイクルを用いて、排出ガス試験を実施し、運転性、再現性などのサイクル特性をチェックするとともに、他のテストサイクルとの排出ガスの相関データを得た。

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ノンロードエンジン排出ガス試験法
NRMM

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ノンロード機器の例
Tractor with trailer (14.7 t load)

Excavator

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Plough (1.1 t)

NRMM（ノンロードエンジン用の排出ガス試験サイクル）

S p e e d /L o a d P a tte r n o f th e N R T C
A G -T ra c to r

A r c w e ld e r

S k id s te e r lo a d e r

E x c a v a to r

50200

1500

100-5 050

-1 0 000

200

400

600

T im e (s )独立行政法人 交通安全環境研究所

800

1000

1200

Torque (%)

C r a w le r

Idle/Transition/End

100

Speed (%)

W h e e llo a d e rStart/Transition

B ackhoeNRMMのまとめ
１．米国が作成した過渡運転テストサイクルを欧州でも採用することになった。さらに日本の環境省も、このテストサイクルにより日本国
内の環境改善が図れる、との意見を出しているので、国際調和基準として定める環境は整っている。
２．米国の試験法がベースになっているので、これをどのように、日欧でも使えるよう調整するかが課題である。

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水素／燃料電池自動車基準
HFCV

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安全性を車両全体で確保するために必要な検討項目例
Whole vehicle safety


CrashworthinessFire Safety
Hydrogen System Integrity– Normal Operation– Post-Crash
Intentional Hydrogen Releases(e.g. purging, leakage, permeation)
Explosion Protection
Road Hazards Exposure
Emergency Medical Rescue
Controls and Display
EMS (Electro-Magnetic-Susceptibility)
EMI (Electro-Magnetic-Integrity)
Electric-Shock Protection• Normal Operation• Post-Crash
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日本、米国は安全性を車両全体で確保すれば良い、との考え方に立っているが、欧州は、部品の個別認証により安全性を確保したいとの立場である
国際基準調和のためには両者の歩み寄りが必要である

現在検討中のロードマップ

基準にすべき項目を一つずつ検討しながら作業を進めていくが、最終的に一つのGTRとするか、幾つかのGTRの集合体になるかについては結論が出ていない。

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HFCVのまとめ
１．世界に先駆けて発効した日本の燃料電池自動車の基準を国際調和基準のベースにするべく活動中である。
２．日米欧の思惑が微妙にからみあうため、ロードマップを定めることでさえ、困難が伴っている状況である。

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まとめ
１． WP29（自動車基準調和世界フォーラム）GRPEでは、ECE規則の改訂、新規則の検討とGTR （世界技術規則） 作りを行っている。
２． 技術的に日本が進んでいると思われる部分については、日本の意見を規則の改定に反映させるよう積極的に活動を行ってきた。
３．GRPEでは現在６項目のGTRを検討中であり、交通研での試験結果や見解を反映させてきた。今後順次成立した場合、国内法規に取り入れるための検討が必要となるであろう。
４．国際調和活動の中で、欧米の考え方が日本より進んでいる場合があり、国として将来取り組むべき技術内容を見つけることができる。交通研で先駆けて研究に取り組むように努力している。
５．基準の国際調和活動では、各国の政府、業界を相手に困難な調整を求められるため、粘り強い活動が必要である。
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