ディーゼル自動車

普及状況

日本国内では、大気汚染への関心が高く、煤が目に見え、排気ガスの臭いが強いディーゼル車は好感されていなかった。他方、ヨーロッパでは乗用車の過半数をディーゼル車が占めている国もある。同地では、硫黄分の少ない軽油が使用され、酸化触媒とパティキュレートフィルターが普及している。また欧州を中心とした超低PM排出ディーゼル車・スーパークリーンディーゼル車などの技術革新により騒音の低減や煤煙、有害な排出ガスは軽減したとされていた。一方、北アメリカではディーゼル乗用車はほとんど普及しなかった。都市部で大型車（トラック・バス）の利用がないサービス・ステーションでは軽油を販売しない店舗がほとんどである。このように、ディーゼル車を巡る状況は、日本、ヨーロッパ、北米で全く異なったものとなっている。(日本でディーゼル乗用車が受け入れられるには国産のクリーンディーゼルエンジンの普及まで待たれることになった)

歴史

ディーゼルエンジンは、機械的に堅牢であること、着火に電気が不要なこと、熱効率が良い結果、燃費に優れ、また排出ガスも比較的安全（当時は触媒がなく、ガソリン車の排気はそれこそ有毒ガスであった）なことから、自動車への適用が開発の初期から期待された。しかしながら、初期のディーゼルエンジンは燃料噴射に圧縮空気を用いており、そのために空気圧縮機を備えなければならず、車載に適した小型ディーゼルエンジンの開発は困難であった。
結果、実際にディーゼル自動車が市販されたのはガソリン自動車よりも遅い1920年代で、無気噴射式の高速ディーゼルエンジンの実用化がキーとなった。
1924年にドイツのメーカー2社がそれぞれ別の方式で実用化したのが最初である。ベンツ（後のダイムラー・ベンツ、現ダイムラー）が予燃焼室式エンジンを、またMANが渦流室式エンジンをそれぞれ実用化して発表。これらはトラックやバス用の動力として利用され、そのトルク特性と経済性によって市場の支持を集めて行くことになる。
乗用車への搭載試作も1920年代から始まっていたが、振動の激しさと小型化の困難がネックとなって市販されるに至らず、市場に出た最初は1936年発売のメルセデス・ベンツ260D（W21（英語版））であった。ガバナー付きの燃料噴射ポンプを採用したことにより、低回転でのトルク特性が向上し、従来のディーゼルエンジンよりも扱いやすくなった。水冷直列4気筒、排気量2,550 cc、出力45 HP/3,000 rpmの予燃焼室式ディーゼルが搭載されたが、ガソリンエンジンに比べて速度性能が劣り、振動（特にアイドル時）や騒音も大きいことからタクシーやバンなど、業務用途での利用が想定されていた。それにも関わらず、省燃費性能の優秀さからオーナードライバーの支持をも得て、予想外の人気モデルとなった。
第二次世界大戦前後を通じて、主要各国はトラック・バスを中心にディーゼルエンジンの導入を積極的に推進し、大排気量化が容易で経済性に優れることから、1960年代までに大型商用車においてディーゼルエンジンは世界的主流となった。現在までその傾向は続いており、現状の技術では代替可能な動力機関が存在しないことから今後もディーゼル自動車主流の情勢は動かないと考えられるが、大排気量高速ディーゼル機関の排出ガスは環境悪化の一因であることが指摘されており、各国で程度の差はあるものの排出ガス浄化対策が進められている。
また、小型高速ディーゼルエンジンの分野でも、先駆的なダイムラー・ベンツやプジョーに影響され、ヨーロッパや日本で開発が進んだ。そして1970年代のオイルショックは燃料節約の見地から、乗用車へのディーゼルエンジン普及を著しく促した。ヨーロッパではこの流れが二酸化炭素排出の少なさと相まって、21世紀に至っても長く続いており、新技術の導入によってガソリンエンジン車に比した場合の性能的劣位が克服されつつあるばかりか、ターボチャージャーとの組み合わせにより、トルクの大きさとトルクバンドの広さはガソリンエンジンのそれを大きく上回っている。アメリカ合衆国ではその普及は限定的なものに留まった。日本ではオイルショック後、走行距離が伸びる傾向の北海道など一部地域で普及し一定のシェアを得ていたが、その後の排気ガス規制強化によって排気ガス浄化の困難さから、メーカーによる日本国内向けラインナップの縮小が進んだことで結果的に市場から撤退となり、1990年代以降から2000年代においてディーゼル乗用車市場は壊滅状態となっていた。
大型自動車と乗用車に共通する課題は排出ガスの環境影響であり、各国のメーカーが取り組みを続けているが、根本的な解決には至っていない。

エンジンの特徴

自動車用エンジンは負荷変動が大きく、それに追従できることが必要である。自然吸気エンジンが広く用いられ、過給エンジンも存在したが、過給圧は他の用途のディーゼルエンジンと比較して低く抑えられていた。自然吸気エンジンの場合、同排気量のガソリンエンジンと比較して、トルクが低いため（約7割）やや排気量の大きいエンジンが用いられていた。ターボ過給技術の発達と排出ガス規制の強化、より低燃費、エンジンの小型化等の要請によりターボの採用、高性能化が進められた。
窒素酸化物の低減のためガソリンエンジンより多量の排気再循環 (EGR) が行われている。EGRにより燃焼温度が下げられ燃焼室内での窒素酸化物の発生量が抑えられるが、EGRを行うと吸気中の酸素が減るため出力維持のためには過給が必須となる。窒素酸化物の低減には圧縮比を下げることも有効であり、特別なNOx後処理装置なしで日欧の排出ガス規制をクリアしたマツダ・SKYACTIV-Dでは14.0:1と14.8:1となっている。単純に圧縮比を下げただけでは熱効率や始動性が悪化するので、バルブタイミングと噴射タイミングの変更や噴射ノズルの改良が必要である。
通常、ディーゼルエンジンでもガソリンエンジンと同様に、吸気バルブは下死点後に閉じる。これは吸気には慣性があるため下死点で閉じるよりも下死点を過ぎてから閉じる方が充填効率を高めることが出来るからである。だが、低回転域では吸気を押し戻す作用もあって実効圧縮比が低下することになり、始動性は悪くなり、圧縮比自体を高くしなければならない。現在では吸気バルブを閉じるタイミングを下死点に近づけ、低回転での実効圧縮比を高めている。圧縮比自体を低くすることにより窒素酸化物の生成量を抑えられ、EGR量を減らすことが可能になり、高出力化にも繋がっている。また、三菱自動車のように可変バルブ機構を用い、低回転でのバルブタイミングを変更することにより、圧縮比を下げるという試みもされる様になっている。
ディーゼル燃料の引火点はガソリンに比べて高く、事故時の安全性は比較的高い。そのため、攻撃を受けることを前提とした軍用車両や、事故を起こすと大惨事になりやすい薬品や燃料の輸送車などは、ディーゼルであることが多い。

環境対応

WHO（世界保健機関）はディーゼル排出ガスを肺癌を誘発する‘1級発ガン物質’(グループ1)に分類した。これはたばこの煙、酒、石綿、プルトニウム、ヒ素などと同じである。
米NCI（国立癌研究所）が1万2000人の鉱夫を調査した結果、ディーゼル排出ガスに強く露出した非喫煙鉱夫の肺癌発生率が一般非喫煙者の7倍であり、間接喫煙よりディーゼル排気ガスを吸うことの方が危険だとしている。
WHOの付属機関、国際がん研究機関は膀胱癌のリスク増大にも「明らかな関連性」があると発表している。。(後述するが当時の石原都知事がディーゼル車の大規模な排ガス規制を断行した)
また、ディーゼル自動車の排ガスが花粉症を引き起こす一つの原因とされる調査結果があるが、東京都の依頼を受けて調査を行ったディーゼル車排出ガスと花粉症の関連に関する調査委員会は、平成15年5月に「ディーゼル車排出ガスの曝露が花粉症患者の割合を増加させているという疫学的証明は得られなかった」と発表している。
粒子状物質 (PM) と窒素酸化物 (NOx) は燃焼状態により発生状況が異なるので、現状では片方を減らそうとすれば、もう片方が増加してしまう。大量のEGRと噴射を数回に分けることで燃焼時の急激な温度と圧力の上昇を防いでNOxの発生を抑え、さらに、DPFでPMを捕捉する方式が商用車と乗用車で実用化されている。NOxについては、排気に尿素水を噴射し、一旦アンモニアを生成し、それを触媒によって窒素と水に還元し、無毒化する、尿素SCR還元システムがトラックとバスで実用化され、一部の乗用車にも採用されている。
トヨタのDPNRはDPFにNOx吸蔵還元触媒の機能を追加、PMの浄化時にNOxも同時還元できる。欧州向けの乗用ディーゼルと国内のトラックに採用されている。2006年9月、ホンダは乗用車用に適した二層構造のNOx吸蔵還元触媒を発表した。これはアンモニアを触媒内部で生成するもので、従来の触媒より効率良くNOxを還元できる。2007年8月に日産も二層構造のNOx吸蔵還元触媒を発表した。吸着したHCにO2を加えてNOxを還元する。2008年4月にフォルクスワーゲン (VW) は高圧と低圧の2つのEGRを組み合わせたシステムにDPFやNOx吸蔵還元触媒を組み合わせて米国の排ガス規制をクリアするシステムを発表した。ただしフォルクスワーゲンのディーゼル自動車は、排出ガス規制を不正にごまかしていたことが2015年に判明した（フォルクスワーゲン#排出ガス規制不正問題参照）。このスキャンダルにより、全メーカーのディーゼル自動車の実際の環境対応性能について強い疑念が生じることとなった。
スペースに余裕のあるトラックやバスではNOxの発生を抑えてDPFを適用してPMを浄化するか、PMの発生を抑えて尿素SCR還元システムでNOxを吸収するという方法で規制をクリアしているが、スペースの限られた乗用車ディーゼルではDPFとNOx後処理装置（NOx吸蔵還元触媒か尿素SCR還元システム）を欧州・日本・米国で規制値に合わせて組み合わせていると思われる。

各国の普及状況

1970年頃は各国でディーゼル車は商用車・大型車においては主流であったが、乗用車や小型車ではその比率はわずかであった。1970年代の石油危機以降は熱効率の高いディーゼル乗用車が登場したが、シェアはあまり伸びなかった。
ディーゼル乗用車の普及状況は各国で大きく異なっており、西欧やインドでは乗用車の新車登録の半数以上がディーゼル車であるが、中国・米国・日本などでは数%でしかない。世界の小型・大型、乗用・商用を含めたディーゼル車の約半分が欧州で販売されており、乗用車に限ってみると3分の2が欧州で販売されている。次いでインドが15%で、欧州とインドでディーゼル乗用車の約8割が販売されている。
2007年の世界の新車販売台数（乗用車およびピックアップ）は6621万台で、ディーゼル車はその23.6%の1366万台であった。以降、西欧ではディーゼル車の比率が現状維持で販売台数は横ばいで推移するが、東欧、アジア、北米で増加し、2017年には2倍以上の2893万台となりシェアは31.4%となるとの予測も出されている。次世代自動車であるハイブリッド車の世界販売は2007年には約50万台とディーゼル乗用車の20分の1以下であった。なお2012年のハイブリッド車の販売は162万台で、その半分の約86万台は日本向け、約25%の43万台が米国向け、西欧向けは約13万台であった。

フォルクスワーゲン排ガス規制検査不正問題

自動車が合理的に発生すると予想することができる条件下で、排出制御システムの効率を低下させる任意の装置を「ディフィートデバイス」と、排出ガスを著しく悪化させるエンジン制御を「ディフィートストラテジー (defeat strategy)」と呼ぶ。ディフィートデバイスはアメリカ合衆国およびEUでは違法である。
2015年9月18日、アメリカ合衆国環境保護庁 (EPA) は、フォルクスワーゲンの一部のディーゼルエンジン搭載車でこのディフィートデバイスを使った不正が行われていたことを公表した。9月20日にはこの不正を認める声明をフォルクスワーゲングループのCEOが出した。検査に掛けられていることをECUが判断し、その間は排ガス浄化装置をフル稼働して排ガス基準を達成するが、通常走行時は装置を十分に稼働させずに「完全燃焼」を優先、その結果、窒素酸化物が最大で規制値の40倍となる場合もあるとされた。浄化装置を常時フル稼働させると出力、燃費、および部品寿命の悪化があるためと推測される。同型エンジン搭載車はグループ企業のアウディも含め、アメリカ合衆国で約50万台、全世界で約1,100万台にのぼり、不正に対する課徴金、機器の改修費用、顧客への賠償、民事訴訟等による経営・販売環境の悪化が懸念されている。
なお、ディーゼル車のテスト時と実走行時の汚染物質排出量の著しい乖離について、フォルクスワーゲンの不正がEPAにより告発される以前から、ICCT (International Council on Clean Transportation) により繰り返し指摘されてきた。だが走行中の車に搭載できるポータブル測定装置の未熟さや、実走行時で完全に同一な試験条件を適用することの困難などを理由に、見過ごされてきた。
日本でもディフィートストラテジーは問題視されてきた。2011年6月、いすゞ自動車のフォワードがエンジン制御のソフトウェアによって排ガス規制を無効化している事実を東京都が発見して公表。これにより当該車種はリコールとなった。この事態を重く見た国土交通省は「オフサイクルにおける排出ガス低減対策検討会」を立ち上げ2012年3月30日に答申を受けている。この答申に基づいた施策として2013年10月1日、3.5tを超える貨物自動車にディフィートストラテジーを適用することを禁止した。ただしこの規制では乗用車は適用外であり、その事実はフォルクスワーゲンの問題が顕在化した後に報道された。乗用車が適用外となっている理由を国土交通省は「乗用車で不正が行われるとは想定していなかった」ためと説明している。

ヨーロッパ

米国に匹敵する自動車市場を抱えるヨーロッパでは乗用車の新車登録におけるディーゼル車の割合は1990年には、フランス30%強、ドイツ・スペイン約15%、英国・イタリア6 - 7%等で、西欧全体では十数%であったが、1999年には30%、2002年には40%と急上昇し、2013年には5割を超えている。自動車メーカー各社から小型車（排気量1.4リットル前後）から2リットル超クラスまで様々なディーゼル車が提供されている。フォルクスワーゲン、PSA、ルノー、欧州フォード、BMW、ダイムラー（販売台数順）では乗用車販売の6割はディーゼル車となっている。フィアットは5割、欧州GM（オペル）は4割、日本国内でほとんどディーゼルを販売していない日系メーカーでも欧州販売の約4割はディーゼル車となっている。（2006年）なおヨーロッパの乗用車販売における日本車のシェアは約1割程で、トップのトヨタでも第9位の4.4%でしかない。
21世紀に入り先述の各国の中でもフランスおよびスペインではディーゼル乗用車は新車販売の70%に達し、90年頃はまだ比率の低かったドイツ・英国・イタリアにおいても新車登録の半数以上がディーゼル車となり、西欧（EU 15カ国とEFTA 3カ国）全体でも50%を超えている。
西欧18カ国では2004年以降、毎年6-7百万台のディーゼル乗用車が販売されている。商用車においては乗用車よりディーゼルの比率は高いので、自動車全体でのディーゼルの比率はさらに大きくなる。このディーゼル車の高い普及率から軽油とガソリンの需要が逆転しており、ディーゼル車用の燃料として軽油のほかバイオディーゼル燃料の開発も進んでいるが、ガソリンは域外へ輸出という状況になっている。
東欧においても傾向は同じであるが、自動車市場自体が成長中であり、西欧ではディーゼル車の販売は今後は横ばいで推移すると見られ、東欧では増加すると予想されていたが、2015年9月のフォルクスワーゲンの不正発覚以降は悪影響が出ると予想されている。シュピーゲルの報道によれば、2016年9月23日、ドイツ上院が、ガソリン車やディーゼル車など温室効果ガスを排出する現在主流の乗用車を2030年までに、欧州連合域内で販売できなくするように欧州委員会に促す決議を行ったことが分かった。

欧州と日本の違い

米国と日本は窒素化合物を有害視するのに対し、欧州では二酸化炭素の排出量を重要視する。同排気量で比較した場合、ディーゼル車の方が燃焼効率が良いため少ない燃料で走れること、また二酸化炭素の排出量が少ない事、という利点があり、燃料価格はガソリンと軽油とでは同一もしくは軽油の方が高い（例・スイスでは軽油の方が高い）、という状況ではありながらも手放す際により高い価格で売れること、平均的に年間2万キロは走るため燃費で元がとりやすいこと、低速からのトルクが太く日常使用で乗りやすいこと、といった使用環境上の理由からディーゼル車の購入層は増えている。ただし「欧州で問題になっている排気ガス問題」とは一部の日本のマスコミで誤って報道されたが（2006年度毎日新聞報道）、ディーゼル車によるものではなく、旧態ガソリン車によるところが多い。現在でも欧州では触媒のついていない車を経済的な理由から使用している家庭が多く、よって旧式ガソリン・ディーゼルエンジン車が多数走行しているのが原因である。故に例えばイタリアのローマ、ミラノなどでは冬期間にユーロ0などの旧式のエンジンの車の使用を州条例で禁止している。主流で使われているヨーロッパのディーゼルエンジンはコモンレール式であり、DPFも普及していることから、排出ガスの観点からみるとガソリン車と遜色がないはずであった。環境規制（排出ガス規制）は、前述の「ユーロ5」が全新型車に適用されるのが2011年から、さらに次世代の規制である「ユーロ6」が2015年からとなっている。メーカー各社で、ユーロ5、ユーロ6に対応したディーゼル乗用車の開発をおよび発表を進めているが、フォルクスワーゲンの不正発覚により、実際には米国の規制値の40倍を超える汚染物質を垂れ流す不正なディーゼルエンジン車が流通していることが明らかとなった。

インド

インドの自動車市場は黎明期にあり、2010年の全自動車保有台数は約2,000万台（軽量車1,500万台、重量車500万台）と米国2.4億台の1割以下、中国の7,600万台の約4分の1でしかなかったが、2030年にかけて乗用車の保有台数は約7倍となり1億台を超えるとの見通しも出されている。
インドは欧州に次ぐディーゼル乗用車の市場であり、2012年の乗用車新車登録の半分はディーゼル車となっている。インドでは排気量1リットル以下から1.4リットルクラスの小型ディーゼル車が多く供給されている。
2014年現在、マルチ・スズキが自社製品に搭載するディーゼルエンジンをフィアットから調達している。スズキでは、800ccクラスの2気筒ターボ付ディーゼルエンジンを開発中であり、近いうちにインド市場に投入する計画。実現すれば、過去に生産されていたダイハツ・シャレードを抜き、量販ディーゼル自動車では最小排気量となる。

米国

米国は新車販売台数では中国に抜かれたが、未だに世界最大の自動車保有国（2010年の保有台数は2億4千万台）である。車社会であり自動車が必需品であり、燃料費高騰には他国同様敏感であるが、他国に比べガソリンが安いためか西欧のディーゼル車、日本のハイブリッドや軽自動車へのシフトのような顕著な動きは出ていない。米国では石油が高騰すると大型乗用車やフルサイズピックアップ/SUVなどの大排気量車の販売が一時的に低迷するが、2013年にはフルサイズピックアップが最も売れた自動車となり、ハイブリッド車や小型車の販売は低迷している。
米国ではフォルクスワーゲンがアウディを含めたほぼ全ての車種でディーゼルを提供するなどディーゼル乗用車で先行しており、2013年には販売台数が初めて10万台を超えた。これはフォルクスワーゲンの総販売台数の約4分の1である。米国でもディーゼル車は燃費が良く割高な車体価格の差も1-2年で回収でき、より堅牢に作られていることから長持ちし、中古車価格も同クラスのガソリン車より高いなどの認識も広まりつつある。
2013年の総新車販売の約1 %がディーゼル車と低い比率であるが、欧州メーカーについで米国メーカーによるディーゼル車の投入も予定されており、2017年にはディーゼル車は60車種に達し、2018年には小型乗用車市場ではシェア10 %になるとの予測も出されている。

中国

約2千万台と世界最大の自動車市場であるが、2012年のディーゼル乗用車の世界シェアは約1%でしかない。中国では自動車普及率が未だに低く、人口は日本の10倍以上であるが2010年の保有台数は日本とほぼ同じ76百万台であった。今後、自動車市場はさらに拡大していき、新エネルギー車の需要も増え、ディーゼル車も普及していくと考えられている。
なお中国では自動車規格に入らない（自動車として集計されない）耕運機起源のディーゼル機関搭載の「農用車（农用车）」という貨物車輌区分があり、90年代後半には年間約300万台が販売され、保有台数は3000万台を超えていた。2000年代に入り農用車から自動車への買い替えが進んでおり、農用車の販売は200万台まで減少し保有台数も2400万台となった。この2-3百万台という年間販売台数は、ディーゼル車が大きく普及している西欧での販売台数の6-7百万台に比べ無視できない大きな数値となっている。

日本

日本では次世代自動車としてハイブリッドやEV、燃料電池車などが注目されており、また小型車特に軽自動車への乗り換えも起きているが、ディーゼル車は普及していない。
日本におけるディーゼル乗用車の保有台数は1970年代までは極僅かであったが。80年代には乗用車保有台数の1%から90年代初めには約8%まで上昇した。90年代半ばには保有台数が約5百万台でディーゼル車の割合は11%まで上昇したが、90年代後半から減少している。ディーゼル乗用車の新車登録は2008年には3000台、2010年は約1万台、2013年には推定8万台となっており、ディーゼル車の比率は微々たるものである。ちなみに2014年10月の時点で日本で販売されていたディーゼル車は国産7車種、輸入車11車種でしか無かった。
小型商用車ではディーゼルの割合は少し高く、約1割がディーゼル車となっている。
いすゞ自動車はかつて乗用車事業を行っていた時代、ディーゼル車を販売の主力としていた。第2次オイルショック後には、国内販売される乗用車の多くにディーゼルエンジンが用意され、新車販売台数のうち5%程度をディーゼル車が占めた時期もあった。しかしながら、その後の需要はバブル期前後にブームとなったRV等に限られ、排気ガス規制の強化（上述）とともに1990年代後半以降には販売が急減した。
2001年（平成13年）6月、自動車から排出される窒素酸化物の特定地域における総量の削減等に関する特別措置法（改正自動車Nox・PM法）施行
2002年（平成14年）10月、改正自動車Nox・PM法に基づく排出基準に適合しない使用過程車の車種規制開始
2003年（平成15年）5月、日本自動車輸送技術協会に於いて排出基準に適合しない使用過程車を排ガス分析し基準適合を確認。
2007年（平成19年）9月、新長期規制（同）が継続生産車にも適用開始（当初は新規生産車のみが対象）された。それに先立つ同年7月、トヨタ・ランドクルーザープラド（ディーゼル仕様）の販売終了をもって、日本国内で販売される日本車（乗用車）のディーゼル乗用車は消滅した。その後1年あまり、新長期規制に適合したディーゼル乗用車は日本車には存在しておらず、輸入車を含めたすべての乗用車のうち、当時販売されたのはメルセデス・ベンツ・Eクラス 320CDI（新長期規制適合）のみとなり。トヨタ、マツダなど各メーカーが規制に対応したディーゼル乗用車の開発を進めている状況であった。
2008年（平成20年）9月4日、日産自動車が、新長期規制を飛び越し、ポスト新長期規制をもクリアするエクストレイルのクリーンディーゼル車（日本仕様）を発表。同月18日より発売開始し、日本のディーゼル乗用車は復活を遂げた。これに用いられたエンジンは、ルノー製のM9R型を日本市場に対応させたものである。
2008年（平成20年）10月1日、三菱自動車は現行の新長期規制に対応したディーゼルエンジンのパジェロを発売した。
2012年2月、マツダは、後処理装置を使用せず、ポスト新長期規制に適合できるエンジン、SKYACTIV-Dを搭載したCX-5を発売。
2014年9月、マツダ・SKYACTIV-D搭載車が国内販売累計10万台を達成。

韓国

韓国では、近年、ディーゼル自動車の人気が高まっており、2013年の新車登録数では、全体の43.5%をディーゼル自動車が占めて最多となっている。韓国の輸入車市場でも、その傾向があり、ディーゼル自動車を前面に出したドイツの自動車メーカーは韓国でのシェアを大きく伸ばす一方、ディーゼル自動車をあまり投入していない日本メーカーはシェアを落としつつある。
しかし、前述のフォルクスワーゲン製ディーゼル車の一部車種で、排出ガス量がごまかされていた問題が発覚した後、韓国でのディーゼル車両の人気は下がっており、2017年7月の新車販売台数では、ガソリン車がディーゼル車を上回った。また、ハイブリッドカーを得意とする日本車も、韓国市場でのシェアを伸ばしている。