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'''アンチロック・ブレーキ・システム'''（Antilock Brake System、略称：'''ABS'''）とは、[[急ブレーキ]]あるいは低[[摩擦力|摩擦]]路での[[ブレーキ]]操作において、[[車輪]]のロックによる[[滑走]]発生を低減する装置である。'''アンチロック・ブレーキング・システム'''とも呼ばれる。

== 概要 ==
<!--摩擦係数は、大別して「静止摩擦係数（静摩擦係数）」と「動摩擦係数」との2つの概念に分けることができる。「静止摩擦」は、2つの物体が相互に滑っていない状態での摩擦係数であり、「動摩擦係数」は滑っている状態での摩擦係数である。一般に静止摩擦係数は動摩擦係数より大きい。
自動車のタイヤと路面は、通常の滑っていない状態では、静止摩擦の状態である。しかし強くブレーキをかけた結果、タイヤと路面が滑り始めると、動摩擦の状態となる。動摩擦係数は静止摩擦係数より小さいから、この状態では逆にブレーキはききにくくなる。
↑ゴムにおけるクーロン摩擦とせん断摩擦の特徴を理解していないと思われる記述
-->
[[自動車]]の場合、通常の走行中は[[タイヤ]]と路面は一定のスリップ率以下にはならず、ほぼ滑らない。タイヤの転がる方向が限定されているがゆえに、[[ステアリング]]操作によって自動車の方向を制御することができる。<!--ブレーキ操作時においても通常はタイヤと路面の間は滑らず←実際には滑っている。-->通常のブレーキ操作においては、[[ブレーキローター]]ないしは[[ドラムブレーキ|ブレーキドラム]]と[[制輪子|ブレーキシュー]]の間が滑って[[摩擦力]]が生じ、さらにタイヤと路面の間に摩擦力が生じることによって車は止まる。

しかしながら、急ブレーキを掛けた場合や、路面が濡れていたり[[路面凍結|凍結]]しているような場合は、路面とタイヤとの[[摩擦力#クーロンの摩擦法則|摩擦係数]]が十分に大きくなく、ブレーキによって生み出される[[トルク]]が路面とタイヤによって生み出されるそれよりも大きくなることがある。この場合、タイヤはロックしてしまい、路面上をスリップすることになる。

一旦タイヤがロックして滑り始めると、ステアリング操作が効かなくなり制御不能となるばかりか、前走車への追突や横滑り、横転などの重大[[交通事故|事故]]の危険に晒されることになる。またタイヤが滑っている状態では、タイヤの一箇所が集中して摩耗することになり、タイヤの寿命が短くなったり異常摩耗による振動が出たりする。

これを防ぐために、ブレーキを一気に踏み込むのではなく徐々に踏み込み、滑り始めたら少し緩めて再び踏み込む動作を繰り返す運転技術（[[ポンピングブレーキ]]）がある。この動作を[[コンピュータ]]制御により自動化したものがABSである。

== 技術 ==
ロックした車輪の[[ブレーキキャリパー]]内の[[ブレーキフルード]]をABS[[アクチュエータ]]内のポンプがマスターシリンダに汲み戻し、液圧を下げてロックを解除するという動作を自動で繰り返すことにより車輪のロックの継続を抑制する。強くブレーキをかけながらの操舵が可能となるため、一般には「急ブレーキをかけながら、衝突回避のためのハンドル操作ができるシステム」であると簡潔に説明される。したがって制動距離が長くなるという欠点（後述）もあるため、ABSを過信した運転は危険である。特に凍結路等低μ路でABSが作動する場合、現行車検制度ではABSの油圧系統の方式やABSの作動油圧に関する明確な規定がないため運転者の想像以上に制動距離が伸びる場合がある。たとえば、前後輪連動の2CHタイプや、GセンサーのないABSでは最初にスリップ検知した一輪のブレーキ油圧に制御されるため部品精度や経年劣化により各ブレーキの初期制動能力に差異がある場合（現行車検制度では想定外）は、ブレーキ油圧が必要十分に上がらないためブレーキの片効き状態が続き、「運転者にとってブレーキが効かない」という状況につながる。

上記のような動作機構のため、ABS作動中は[[ブレーキペダル]]が振動する<ref>[[レーシングカー]]や[[スポーツカー]]の一部車種では高精度な制御が行われるため、作動中もブレーキペダルが振動しない、すなわち車輪の摩擦力が最大（ロック寸前）の状態に制御し、作動中もタイヤがほとんど空転しないABSが搭載されているものがある。</ref>が、驚いてブレーキペダルから足を離したりせず、非常時には躊躇せずペダルを目一杯踏み込み続けながらハンドルを操作し、危険を回避する必要がある。

また、一見ABSが作動するとは思えない乾燥した舗装路面においても、[[マンホール]]の蓋や砂、砂利などをタイヤが踏んでいる時にブレーキをかけると動作し、ブレーキペダルが振動することがある。このことで、新車の購入直後にブレーキが故障したなどと自動車販売店に苦情が持ち込まれることも少なくなく、自動車販売店では車両販売時に重要な注意点として顧客に説明している。

== 構造 ==
[[ファイル:ABS.jpg|thumb|200px|right|構造概念図]]
この構造概念図における動作は、次のとおり。
#[[ブレーキペダル]]を踏むことによって、油圧発生装置 (2) から油圧配管 (5) を通じて油圧がブレーキキャリパ (4) に伝えられ、ブレーキパッドがブレーキディスクに押し付けられて制動力が生じる。
#制御装置 (1)は回転センサ (3) により車輪の回転をモニターしており、モニターしている車輪の回転が設定された減速度を超えた場合、油圧発生装置 (2) から発する油圧を下げる。<!-- この説明は正確では有りません、書かれた方は出典をご教示ください。制御装置 (1)は回転センサ (3) により車輪の回転をモニターしており、他の車輪が回転しているのにこの車輪だけ回転していないことを検出するとブレーキがロックしたものと判断し、油圧発生装置 (2) から発する油圧を下げる。 -->
#油圧が下がると制動力が下がるのでブレーキロックから復帰する。
#ブレーキロックから復帰すると車輪の回転が生じるので制御装置 (1) は回転センサ (3) により現状の減速度を再度算出し、油圧発生装置 (2) から発する油圧を上げ制動力を強くする。

制御装置 (1) は、この一連の操作を数ミリ秒という短時間で行うため、運転者がポンピングブレーキを行うよりも高精度な制御が可能となる。

== 歴史 ==
=== 鉄道車両 ===
ABSの開発は、欧米の[[鉄道車両]]が最初であった。商品名をデセロスタットと称し、その構造は、車軸端に小さな[[フライホイール]]とスイッチからなる簡便なものであった。動作原理は、通常、車輪の回転と共に連れ回りしているだけであるが、ブレーキ時に車輪がロックすると、[[慣性]]によりフライホイールが回り、その間ケーシングのスイッチを開閉し、その動作により電磁弁を駆動してブレーキ用の空気圧を低減するというものであった。鉄道分野ではこれを機械式WSP（Wheel Slide Protection : 車輪滑走防止）やABS（Anti lock Brake System : 車輪固着防止装置。ABSの略称はドイツ語の Antiblockiersystem から）と呼んだ。同様のものはその後、[[航空機]]用にも手がけられ、[[1950年代]]に登場した[[ダンロップ]]社のマクサレット（Maxaret）システムがそのはしりである。このシステムは完全に機械式であり、航空機で使用された場合はさしたる問題も無く現在でもいくつかの機種で使用されている。

電気式WSPは、[[1964年]]に開業した[[東海道新幹線]]（[[新幹線0系電車|0系電車]]）にて初めて用いられた。開発は[[日本国有鉄道]]の[[鉄道技術研究所]]と[[神鋼電機]]であり、同研究所と日本エヤーブレーキ（後のナブコ、現[[ナブテスコ]]）とが開発していた空圧式WSPとの性能比較試験を制して、その後急速に普及した。当時のWSPはコンピュータがなかったため、マグアンプ演算方式であり、電磁式WSPとも呼ばれている。一方、[[新幹線|新幹線電車]]はその後、[[トランジスタ]]演算の電子式WSPとなり、その後デジタル演算式に進化した。今日的な3位置弁のABSとしては[[国鉄キハ183系気動車|キハ183系]][[特急形車両|特急]][[気動車]]で初めて実用化され、[[1995年]]に登場した[[北海道旅客鉄道|JR北海道]][[JR北海道キハ283系気動車|キハ283系気動車]]では4チャンネル・マルチモード・マルチポジション弁（比例弁）・圧力併用フィードバック・個別制御といった高度なシステムへ発展した。現代では一般の通勤[[電車]]や気動車などにも[[フラット防止装置]]と呼ばれて広く普及しており、車輪の偏摩耗抑制や制動距離短縮、[[回生ブレーキ]]との[[電空協調制御]]（[[遅れ込め制御]]）や、[[TIMS]]による編成単位でのブレーキ統括制御との組み合わせなども実現している。

=== 自動車 ===
日本国内の自動車で初めてABSが搭載されたのは、[[1969年]]の開業間もない[[東名高速道路]]を走る[[高速バス]]「[[ドリーム号 (高速バス)|ドリーム号]]」であり、新幹線と同じく国鉄の鉄道技術研究所の開発によるものである。ただし、電磁式WSPのコストが高かったため、一般には普及しなかった。日本国外の例では、[[1960年代]]に開発されたレース用の[[ファーガソンP99]]を初め、[[ジェンセン・FF]]、[[フォード・ゼファー]]の上級モデルである[[フォード・ゾディアック]]の試験的に開発された[[四輪駆動]]モデルに搭載されたが、この3車種以外に採用する動きはなかった。ストップ・コントロール・システムと称された別の機械式の装置をルーカス・ガーリング （Lucas Girling)が開発・販売し、一部の[[フォード・フィエスタ|フォード・フィエスタ・MK.III]]に搭載している。

一方、[[ドイツ]]の[[ロバート・ボッシュ (企業)|ボッシュ]]社では[[1930年代]]からABSを研究し続けており、[[1978年]]に初めてボッシュ社製の電子制御システムを搭載した自動車が発売される。[[メルセデス・ベンツ_W116|メルセデス・ベンツ W116型Sクラス]]と[[貨物自動車|トラック]]に搭載されたこのシステムは以前の機械式のものに比べて信頼性も高く、[[1980年代]]から徐々に市販車への搭載が広がっていった。ボッシュはその後、ナブコと合弁で日本ABS社を立ち上げ、日本の各社の自動車用ABSを[[OEM]]生産していった。その流れは現在、日本法人の[[ロバート・ボッシュ (企業)|ボッシュ株式会社]]に引き継がれている。その他、[[アドヴィックス]]、[[コンティネンタル・オートモーティブ]]、[[日信工業]]などが国内有力メーカーである。

[[フォーミュラ1|F1]]では[[ウィリアムズF1]]が[[1993年のF1世界選手権|1993年シーズン]]用に開発した[[ウィリアムズ・FW15C]]に採用されている。1994年シーズンに[[アクティブサスペンション]]、[[トラクションコントロール]]と共々にハイテク規制の分類に入ったため、1993年のシーズンのみでの使用となった。

ABSは、かつては4-ESC（4輪エレクトロニックスキッドコントロールの略称として[[トヨタ自動車]]が使用）、4-WAS（4輪アンチスキッドの略称として[[日産自動車]]が使用）、WSP、4w-A.L.B.（4輪アンチロックブレーキの略称として[[本田技研工業]]が使用）、ファインスキッドブレーキなど、メーカーにより様々な名称が混在していたが、[[1990年代]]頃からは全メーカーがABSに呼称を統一した。今日では自動車や鉄道車両も含めABSに統一されつつある。またその技術の変遷をみれば、当初の機械式からその後の電磁式・2チャンネル・2モード・2位置オンオフ弁・速度フィードバック制御へ進化し、近年の電子式・4チャンネル・3モード・3ポジション弁・G併用フィードバック制御（EBD（[[電子制御ブレーキシステム]]）を経て、最近では[[トヨタ・プリウス]]といった最新の[[ハイブリッドカー]]に見られるように、4チャンネル・マルチモード・マルチポジション弁（比例弁）・圧力併用フィードバック・個別制御といったきめ細かなABSへと進化してきている。また、トヨタ自動車ではABSとEBDのほかVSC（[[横滑り防止装置]]）やTRC（[[トラクションコントロールシステム]]）などを統合制御する「[[VDIM]]」（統合車両姿勢安定制御システム）など、更に高度なシステムを開発・導入している。またABSの呼称が統一されていない頃は概ね
30万円ほどの高価なオプションであったが徐々に価格も下落し現在では後述の義務化もあって広く標準装備されるようになった。
[[国土交通省]]は、2013年8月に、国連欧州経済委員会の「制動装置に係る協定規則（第13号）」と「操縦装置の配置及び識別表示等に係る協定規則（第121号））」を採用し、[[貨物自動車|トラック]]・[[牽引自動車|トレーラー]]・[[日本のバス車両|バス]]の全ての車種にABSの装着を義務化すると発表した<ref>[http://www.mlit.go.jp/report/press/jidosha07_hh_000136.html 制動装置に係る協定規則並びに操縦装置の配置及び識別表示等に係る協定規則の採用に伴う道路運送車両の保安基準等の一部改正について]</ref>。新型車は2014年11月発売以降のモデルから、継続生産車も2017年2月以降から義務化される。

=== オートバイ ===
[[オートバイ]]においては、タイヤのロックが転倒に直結するため、ABSの恩恵はより大きいものと期待されていたが、四輪車と比較して搭載できる装置のサイズや重量が限られる上、ポンピングをきめ細かく制御しないと小型の車体を揺らしてしまうなどの制約があり開発は遅れた。実用的な電子制御式ABSは1980年代末以降、[[BMW]]がボッシュと共同開発した製品を市場に投入したのを皮切りに、各社から同様のシステムが実用化されるようになる。ただしその後長期に渡り、高価な大型ツアラーを主力としていたBMWを除き、その採用モデルはごく少数に留まった。その背景にはABSの装置自体がまだ高価で重かったこと、熟練したライダーには機械の助けなど不要とする考えが根強かったことなどが挙げられる。1990年代後半には装置の小型化や低価格化が進み、ヨーロッパを中心に各メーカーとも高速な大型ツアラーなどからABS採用モデルを増やしつつある。

日本国内でも[[スクーター]]型普通自動二輪車においては[[ニーグリップ]]が使えないことから運転者が急ブレーキの際に前方（ハンドル）に投げ出されやすく、またタイヤがロックすると容易に転倒し大きな事故につながるという事情に対し、装置を搭載しやすい大柄な車体構成や開発競争を促す活発な市場を背景に、近年積極的にABSを採り入れる傾向がある。しかし、ABS装着の二輪車のラインナップはいまだ充実しているとは言えない。

== 欠点 ==
砂利道などの非舗装路面、[[路面凍結|凍結路面]]などではABSの作動によって制動距離が長くなる傾向がある。この理由は単純に路面-車輪間の摩擦係数が低くなっていることの他に、路面によっては路面がタイヤに削られて摩擦が強くなる（ロックしたタイヤの前方に路面の雪や砂利等が山となって、ストッパーとしての役割をする）ために、タイヤをロックさせてしまったほうが制動距離が短くなる場合や、ABS作動時は一時的にせよタイヤが[[空転]]すること、などがあるためである。

== 脚注 ==
<references />

== 関連項目 ==
{{Commonscat|Anti-lock braking system}}
* [[ブレーキ]]
* [[電子制御ブレーキシステム]] - EBD
* [[トラクションコントロールシステム]] - TCS
* [[横滑り防止装置]] - ESC

{{自動車部品}}
{{自動車}}

{{DEFAULTSORT:あんちろつくふれえきしすてむ}}
[[Category:自動車工学]]
[[Category:鉄道車両の制御方式]]
[[Category:自動車ブレーキ技術]]
[[Category:自動車安全技術]]