「最短」制動距離とエンジンブレーキの関係

エンジンブレーキを併用する場合とクラッチを切った場合に分けて、四輪自動車で「最短距離」にて停止しようとするときの話です。

条件を
・ABSの無い車を使用
・乾燥舗装路で環境の影響は無視
・非常に高い技術レベルのドライバーが運転（失敗をしたときは結果から除外）
・フットブレーキ性能に余裕があり、熱による性能低下もない
・ブレーキを踏むときのストロークにかかる時間を除外し、タイヤスリップ率が上がってから計測開始、クラッチを切るのもそのタイミング
・クラッチペダルの動作はブレーキ踏力に影響を与えないものとする
として、最短制動距離を比較すると結果はどうなりますか。高性能ABS使用などの他の条件によって結果が変わったりするのでしょうか。

No.7 回答者： loftybridge 回答日時： 2017/07/15 19:28

ABSは無いのですね？っとすると、エンジンブレーキを使った方が制動距離が短くなります。

　教習所で『なるべくエンジンブレーキを使いましょう』と教わりますが、その理由を覚えていますか？

※まず・・・単純な制動距離の長短を比較する場合、ブレーキは最大の制動力を出す（全制動と言います)必要があります。
　この時、計算上の制動距離よりも実験値が伸びる状態はただ一つ、『タイヤがロックして路面との摩擦力が低下する』（タイヤのスリップ率が制動力を発生出来る許容値を超え、グリップサークル外に飛び出す）状態になることです。
　逆に言いますと、全制動でタイヤが過大なスリップ率状況下に陥らなければ、そのタイヤで最大に近い制動力が得られるということです。
　っと、ここまで、よろしいですね？

※さて、エンジンブレーキでは、機構上駆動輪はフルロック出来ません。またそこからブレーキで全制動をかけても、エンジンブレーキがかかっている駆動輪はロックし難くなっています。
　これが教習所で習う『エンジンブレーキを使いましょう』の理由です。駆動輪はロックし難い＝ブレーキを強くかけてもスリップし難い、っというワケです。
　運動力学的には、駆動方式や重量配分、荷重移動量、タイヤのグレードなどは関係ありません。制動力とはそのクルマのタイヤ4本が発生出来る摩擦力の総和であり、1本でもロックし難いタイヤがあれば、その分総和としての制動力が大きくなります。

※勿論、エンジンが異常な高回転の状態からクラッチを繋ぐと、（タイヤはフルロックしませんが）スリップ率が急激に上がりタイヤの摩擦力が減りますが、これは異常運転の範疇です。こういうアビューズ試験的な状況は、制動距離の単純比較のような純粋な性能試験の時には、試験条件の一つとして考慮してはいけません。（アビューズ条件まで取り込むと、ナニを計測しているのか目的を見失います。）
　尚、この『過大なエンジンブレーキによりタイヤの摩擦力が減る』現象の為に、教習所で『カーブを曲がっている時にむやみに変速してはいけません』と習います。

※ついでにご参考まで。
　ABSは、タイヤが最大の摩擦力を発生するスリップ率を再現する装置です。故にABS装着車では、エンジンブレーキを使わなくてもそのクルマのタイヤが持つ前後方向の摩擦力が限界近くまで使えます。
　今ではよく知られている様に、ABSを作動させると制動距離が伸びる現象が時折見られますが、これは『制動距離を伸ばす制御を割り込ませる』条件があるからに過ぎません。その条件は、ご質問とは直接関係ないのでここでクドクド述べませんが、『乾燥舗装路で環境の影響は無視』という実験条件であれば、ABS付きがABSのないブレーキよりも制動距離で劣ることはあり得ません。

No.6 回答者： rgm79quel 回答日時： 2017/07/15 18:05

駆動方式とタイヤの性能により異なる結果になりますが

理論上は同じ結果になります。

No.5 回答者： fxq11011 回答日時： 2017/07/15 17:22

ブレーキシューとドラムの摩擦係数を忘れています。

極端にいえば、エンジンブレーキが非常に強力に効くならば、摩擦係数が小さく、摩擦による制動力が小さく手も、
二つを併用する以上、どちらかでも、その分負担が軽くなって当たり前。
軽い負担に耐えて十分のところ、それ以上の制動力の発揮が可能なら、その分より短い距離で停止、これも当たり前。

No.4 回答者： かつみ先輩 回答日時： 2017/07/15 16:33

エンジンの抵抗がある方が、ない方より、早く止まる、そしてエンストする。

No.3 回答者： cyranbear 回答日時： 2017/07/15 16:09

エンジンブレーキを併用した方が短く止まれます。

より強くエンジンブレーキがかかるのでブレーキ開始時にエンジン回転数がレッドゾーンに近い方がより効果的です。前輪に荷重が乗るまでタイムラグがあるので、いきなりフットブレーキをかけるのではなくエンジンブレーキがかかりながらだと荷重移動をしてからのフルブレーキとなるため、よりグリップ力が上がり急制動には有利です。ABSを使うかどうかとは無関係です。

No.2 回答者： 2006-2006 回答日時： 2017/07/15 15:10

ABSの無い車を使用ということは、FF、FR、4WDで変わる可能性があると思います。

エンジンブレーキの影響がどの車輪に伝わるかによると思うので。
ABSが無いと多分リアの方が早くロックしてしまうと思うので駆動方式の影響があると思うのだが。

エンジンブレーキもスロットルペダルを離すだけのエンジンブレーキなのか、シフトダウンをしてのエンジンブレーキなのか。前者の場合でも何速で走っている状態なのか。当然1速の時が一番エンジンブレーキが効く。

No.1 回答者： tomban 回答日時： 2017/07/15 14:48

これはあくまでも私の経験からなんですけど（他の可能性もあり得る）、エンブレとブレーキの複合のほうが、最短距離は短かったです。

私の停止方法なんですが、ちょっと変則的です。
（なので、マネしないでください）
・クラッチオフし、ギアをダウンシフト→半クラッチミート…これをケースに応じて複数行います。
・その後にフットブレーキを踏みこんで、クラッチオフ。
…です。

「ヒールアンドトゥ」が出来れば同時に行う作業ですが、上手くできないので別々にしています。
シフトダウンは、その後のアクセルオンと、クラッチオンを考慮してというのも兼ねています。

急激なエンジンブレーキは、車のノーズダイブを誘発しますから（FFなので特に）、タイヤのグリップを下げてしまいます。
それで、半クラッチ状態を使っての「初期制動」を行い、姿勢制御も行った後でのフルブレーキングという考え方です。
これでタイヤのグリップ力低下でのスリップを防いでいます。

フルブレーキングだけだと、やはりノーズダイブが顕著なので、グリップ率は下がるはずです。