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回生ブレーキや排気ブレーキとは?おすすめの使い方や仕組み

回生ブレーキはハイブリッドカーやEVのエネルギー効率を高めつつ、車を停止させる仕組みです。回生ブレーキや排気ブレーキ、エンジンブレーキといった、ペダルやレバーによるブレーキ操作がないブレーキを紹介。仕組みや使い方のコツをわかりやすく解説します。

ドライバー操作不要のブレーキ一覧

名称作動条件主な採用車
エンジンブレーキアクセルを離し、
エンジンの回転数が落ちる
回生ブレーキアクセルやブレーキ時に、
モーターでエネルギーを回収する
ハイブリッドカー
電気自動車
排気ブレーキ排気管内のバルブが閉じ、
エンジン内の排気圧力が高まる
バス、トラック
ディーゼル車のみ

※ブレーキペダルやレバーの操作が必要ないブレーキを「ドライバー操作不要のブレーキ」としてまとめています

エンジンブレーキ|回転数とともに速度が落ちる

©noon@photo/stock.adobe.com

アクセルを離すとエンジンに燃料供給がなくなり、エンジンは回転数を落とそうとします。エンジンの回転が落ちてくるとともに速度が落ちてきますが、そのときの減速をエンジンブレーキと呼んでいます。

AT車のエンジンブレーキの使い方

AT車には、D(ドライブモード)・2(セカンドギア)・L(LOWギア)などのレンジが存在します。エンジンブレーキを効率よく使用するには、高回転のギアから低回転のギアへ徐々にシフトチェンジしていきましょう。

パドルシフト搭載の場合も、徐々に低回転のギアへシフトチェンジしていきます。

MT車のエンジンブレーキの使い方

MT車は、いきなり低いギアに入れてしまうと、急制動でスピンしたり回転数が上がりすぎてエンジンが壊れてしまう可能性があります。ゆっくりと1段ずつ下げていきましょう。

エンジンブレーキは長い下り坂での使用がおすすめ

長い下り坂を速度が上がりすぎないように走るとき、常時フットブレーキを踏み続けるのはあまりおすすめできません。フットブレーキはすぐに減速する必要がある場合に有効ですが、頻繁に踏むと熱が発生し、効きが悪くなります。

そのため、長い下り坂ではエンジンブレーキをうまく使って走りましょう。速度が上がってきたらアクセルペダルから足を離し、エンジンの回転数を落とします。

注意したいのは、急カーブはエンジンブレーキだけでは曲がりきれないこと、後続車と車間距離が近いときは追突されないようにすることです。特に後続車との距離が近い場合は、フットブレーキを踏んでブレーキランプを点灯させたほうが安全な場合があります。

回生ブレーキ|エネルギー回収時の抵抗を利用

ハイブリッドカーやEVが動いたり止まったりするときに発生する運動エネルギーは、ムダのないように回収され、再びモーターを回転させて発電する仕組みになっています。

このとき、エネルギーの回収時に一定の抵抗が生じ、車両にとってはブレーキとして機能するので、それを回生ブレーキと呼んでいます。

回生ブレーキで発電されたエネルギーは、車の発進・加速時などに使われるため、エネルギーロスが少なく、車の燃費を向上させます。

回生ブレーキのメリット

回生ブレーキにより、通常のガソリン車では摩擦ブレーキで放出されていたエネルギーを回収できるようになったことで以下のメリットが生じています。

  1. 電気自動車の航続距離の延長
  2. ハイブリッド車の燃費向上やCO2排出量の削減
  3. ブレーキパッドの寿命延長

回生ブレーキの仕組み

回生ブレーキは、アクセルを離した時に車輪が回り続けるエネルギーがモーターへ伝わることで電力が発生し、車両に搭載された蓄電池が充電されるという仕組みです。

モーターは、電気を流して回転させて発電するだけでなく、外部から力を加えてモーターを回転させても発電できる特性を持っています。

したがって、ハイブリッドカーやEVに搭載されているモーターは、動力源としてだけではなく、電気を作り出すジェネレーター(発電機)としての機能も兼ね備えているのです。

回生ブレーキの作動プロセス

  1. 運転者がアクセルを緩める(またはアクセルオフの状態)、運転者がブレーキを踏む
  2. モーターが駆動モードから電気を生み出すジェネレーターモードに切り替わる
  3. 駆動輪の回転エネルギーがモーターへ伝わり、モーターによる抵抗を活用して電気エネルギーへ変換する
  4. 電気は蓄電池(バッテリー)へ充電され、エネルギーとして再利用できる

完全停止直前や緊急停車時は作動しない

車が停止する直前はモーターによる発電を行うための回転力がないので、通常のブレーキパッドによる摩擦ブレーキが活用されます。

同じく、急停車時も回生ブレーキではなく、4輪を個別で制御する必要があることから摩擦ブレーキが活用されます。

ブレーキは長め&加速はキビキビが回生ブレーキをうまく使うコツ

回生ブレーキは特別意識しなくとも作動し、エネルギーを発電・充電していますが、効率よく使うためには発電時間を長くし、蓄電したエネルギーを使いすぎない走りをするのがポイントです。

まず、急ブレーキは避け、ブレーキの距離は長く取りましょう。赤信号が見えたらアクセルペダルから徐々に足を離してエンジンブレーキをかけます。これにより、車輪が回り続けて発電する時間が長くなります。

発進はゆっくり加速するのではなく、なるべく早めに法定速度まで達しましょう。急発進は危険ですが、あまりノロノロ加速するとせっかく貯めたエネルギーをたくさん消費してしまいます。

排気ブレーキ|トラックやバスに採用

トラック
©譲 儀間/stock.adobe.com

排気ブレーキは、別名「エキゾーストブレーキ」とも呼ばれており、ディーゼルエンジン特有の補助ブレーキを指します。

排気ブレーキにはエンジンブレーキの効果を高める役割があります。排気管の中に設置された特別な蓋(バルブ)を閉じることで、エンジン内の排気圧力を高め、エンジンの制動力を高めます。

排気ブレーキは、主に3.5t以上のトラックやバスといった大型自動車のほか、ディーゼル機関車やガスタービン機関車などの、内燃機関で動く鉄道車両に採用されています。

排気ブレーキはなんで付いている?

荷物や乗客を大量に運ぶバスやトラックは、制動力が弱まり、ブレーキの効きが悪くなってしまっては危険です。補助ブレーキである排気ブレーキを使うことで、エンジンブレーキの力を強めることができます。

特にディーゼル車は、ガソリン車に比べてエンジンブレーキの効きが弱いという欠点あるため、ディーゼル車が主流かつ車重の大きいバスやトラックは、排気ブレーキを装備する必要があるのです。

排気ブレーキの仕組み・構造

排気ブレーキは作動ON/OFFのスイッチを切り替えることができます。

スイッチがONになると、排気管(マフラー)の中に取り付けられた可動式の弁が開閉できるようになります。アクセルが踏まれていない場合は、弁は閉じられ、排気管内の排気圧力が高くなります。

吸気行程と排気行程に生じるエネルギー損失は「ポンピングロス(吸排気損失)」と言われます。

排気圧力が上がることで、ポンピングロスが大きくなり、エンジンの回転速度も抑えられるという仕組みです。ものすごく簡単に説明するならば、車が呼吸困難で走れなくなる、といった感じでしょう。

排気ブレーキは下り坂や荷物を多く積んだときに便利

エンジンブレーキを使いながら下り坂を走るときや、フットブレーキだけでは止められない場合に、排気ブレーキスイッチをONにします。アクセルペダルから足を離すと、排気管内のバルブが閉じ、排気ブレーキが作動します。

特に、長い下り坂では、フェード現象ベーパーロック現象といったブレーキのトラブルを防ぐためにも、排気ブレーキを有効に使う必要があります。

必要がなくなったらスイッチを切りましょう。平地や空車状態など、必要のない場面で常に排気ブレーキのスイッチを入れていると、エンジンに負担が掛かって車に良くありません。

フットブレーキやパーキングブレーキとの違いは?

フットブレーキ

「フットブレーキ(摩擦ブレーキ)」と「パーキングブレーキ」は、ブレーキ用のベダルやレバーをドライバーが操作する必要があります。

フットブレーキは車を停止させるだけでなく、減速して速度調節するはたらきがあります。緊急時にとっさに操作する必要があるのはフットブレーキです。

パーキングブレーキは、車を止めたままにしておくはたらきがあります。車の駐車時や坂道停車時に使用します。

【まとめ】回生ブレーキをうまく利用すれば低燃費走行ができる

ハイブリッドカーの場合、走行中はフットブレーキとエンジンブレーキをうまく使い分けることで、低燃費走行が可能になります。エンジンブレーキ(回生ブレーキ)をうまく使い、パワーを使わずにタイヤが回転している時間を長くすることで、回収できるエネルギーを増やすことができます。

ただし、エンジンブレーキは緊急時の停止には活用できませんので、危険を感じたらフットブレーキをしっかり踏み込みましょう。もちろん、通常は急ブレーキを踏むことがないよう、余裕をもった運転をすることが大切です。

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執筆者プロフィール
MOBY編集部
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新型車予想や車選びのお役立ち記事、車や免許にまつわる豆知識、カーライフの困りごとを解決する方法など、自動車に関する様々な情報を発信。普段クルマは乗るだけ・使うだけのユーザーや、あまりクルマに興味が...
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