キックダウン

キックダウンとは

キックダウン（Kickdown）とは、オートマチックトランスミッション（AT）を搭載した車両において、運転者がアクセルペダルを深く、または素早く踏み込んだ際に、自動的に変速ギアを低い段へ切り替える機能や、その際に発生する現象、さらには運転者の意図的な操作そのものを指す言葉です。

これは、通常は自動で行われるATの変速を、運転者が特定の操作によって強制的に介入する手法の一つと言えます。主に、追い越しを行う際の瞬発的な加速や、高速道路への合流時など、車両に大きな加速力が求められる場面で、運転者が意図的にキックダウンを利用します。ギアを低くすることで、エンジンの回転数を上げてより大きな駆動力を引き出し、車両の加速性能を高めることが可能になります。

一方で、頻繁にキックダウンを多用することは、車両の燃費を悪化させるだけでなく、エンジンから車輪へ動力を伝える駆動系部品に過度な負荷をかけるというデメリットも伴います。

なお、このキックダウンという機能は、自動車に限定されるものではなく、鉄道車両においても、ディーゼルエンジンを動力とする気動車の一部に同様の機能が搭載されている例が見られます。

技術開発の歩み

ATの開発において、マニュアルトランスミッション（MT）での運転者が行うシフトアップ、シフトダウンといった変速操作を自動化することは重要な課題でした。シフトアップについては、車両の速度とエンジン回転数の関係から、走行状況に適した自動変速を実現できましたが、シフトダウンの自動化はより複雑な問題でした。なぜなら、自然な減速に伴うシフトダウンと、運転者が加速を意図した際に必要なシフトダウンとを、正確に区別する必要があったからです。

車速低下によるシフトダウンのタイミングは、車速とエンジン回転数の関係から自動化が可能でしたが、加速に必要なシフトダウンには、運転者が「今、加速したい」という意思を持っていることを車両側が認識する必要がありました。

黎明期のATで広く採用されたトルクコンバーター（トルコン）併用式では、緩やかな加速の際にはトルコンがエンジンの回転を増幅して駆動力を補うため、必ずしも段付きトランスミッションのギアをシフトダウンする必要はありませんでした。しかし、瞬発的な急加速を求める場面では、トルコンによる駆動力の増幅だけでは十分な加速力が得られず、一段または複数段、低いギアへシフトダウンすることが不可欠となりました。

そこで、運転者が急な加速を求めているという意思を検知する手段として、アクセルペダルの操作に着目されました。特にガソリンエンジンの車両で、トルコン併用ATが登場した当初は、エンジンの燃料供給にキャブレターが使われていました。アクセルペダルの動きに合わせて開閉するキャブレターのスロットルバルブは、吸気管（インテークマニホールド）内の圧力（負圧）を変化させます。この負圧の変化を検出することで、アクセルペダルがどの程度踏み込まれているかを間接的に把握することが可能でした。当時のトルコンATの変速制御は油圧によって行われていたため、同じく圧力情報であるインテークマニホールドの負圧を制御システムに組み込むことは比較的容易でした。

AT登場初期には、アクセルペダルに直接スイッチを取り付け、電気信号によって急加速の意思を検知しようとする試みも存在しました。しかし、この方式では実際の走行状況に応じた柔軟な反応が難しく、また、トランスミッションの制御にソレノイドなどの新たな電気部品が必要となることから、最終的にはインテークマニホールドの負圧変化を利用する方式が主流となりました。

時代が進み、自動車排出ガス規制への対応技術として燃料噴射装置が広く普及しました。キャブレターに代わって燃料噴射装置を採用する車両は、エンジンの電子制御ユニット（ECU）を搭載しており、燃料噴射量を決定するための重要な情報として、スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサー（ロータリーエンコーダーなど）を備えています。燃費性能の向上や運転性の改善を目指し、AT自体の電子制御化も進み、トランスミッションの制御システム側でも、運転者の急加速意思を検知するためにスロットル開度センサーからの信号を利用するようになりました。

さらに近年の車両では、エンジンのECUにATの制御機能が統合されている車種も多く見られます。このようなシステムでは、キックダウンを行うべきタイミングの判断はECUが一括して行い、その指示信号がECUからトランスミッションへと送られます。インテークマニホールドの負圧変化はスロットルバルブが動いてから若干遅れて発生しますが、スロットル開度センサーはアクセルペダルの動きと連動してスロットルバルブの開度を直接検出するため、電子制御化によって運転者が意図したキックダウンに対する車両の反応速度が格段に向上しました。

電子制御技術の進化により、アクセルペダルを深く踏み込まずとも、あるいは比較的緩やかな踏み込みでも、より緻密なキックダウン制御が可能となりました。また、ATの多段化が進んだことも相まって、AT登場初期の頃に比べて、運転者が必ずしも意図していない状況でのキックダウンが発生する頻度が増加傾向にあります。現代の制御は非常に洗練されており、運転者がキックダウンが起きたことに気づかないほどスムーズに行われる場合もあります。

名称の由来

初期の方式ではアクセルペダルを大きく、あるいは素早く操作する必要があり、その様子がペダルを「蹴る（kick）」と形容されたことから、その結果として得られるシフト「ダウン（down）」と組み合わせて「キックダウン」という言葉が生まれました。

CVTにおける「キックダウン」

現在普及が進んでいる無段変速機（CVT）を搭載した車両においても、有段式ATに近い運転フィーリングを実現するため、アクセル操作に応じてエンジン回転数を高め、加速感を強調する制御が行われます。これは厳密にはギアを一段一段落とす「シフトダウン」ではありませんが、ATのキックダウンと同様の効果や感覚が得られるため、一般的に「キックダウン」と呼称されることがあります。ただし、中には副変速機を備えたCVTもあり、この場合は文字通り物理的な「キックダウン」に相当する変速が発生します。

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