制造一辆可以在各种路况下行驶都满意的汽车几乎是不可能的,尤其是越野车,舒适度和越野性能很难同步兼容。而新款雷克萨斯GX Overtrail采用丰田的电子动能动态悬架系统 (e-KDSS),是一项新开发的技术,车轮行程超过60厘米,同时可以在高速公路上稳定行驶。
要了解 e-KDSS 的工作原理之前,有必要解释一下为适应越野驾驶而进行的传统操控权衡。汽车在转弯时,惯性会导致车身向转弯的相反方向倾斜。倾斜量受弹簧刚度、车辆重量、速度和车辆重心等因素的影响。车身倾斜角度越大,重心就越被推向弯道外侧;在高速或高惯性下,可能会导致操控性差,并且如果车辆足够高,则会导致翻车事故。
抑制侧倾的最简单解决方案是使用防倾杆,防倾杆连接汽车悬架的左侧和右侧。当悬架的一侧压缩时(例如在急转弯时),防倾杆就会扭曲,将力从悬架的负载侧传递到卸载侧,减轻车身侧倾,并提高转弯抓地力。
对于越野车来说,防倾杆的设计限制了悬架行程。更多的行程可以改善车辆的平衡性以及在不平坦道路上驱动性能的的调节能力,以保持四个轮胎尽可能的全部接触地面。改善抓地力的最简单方法是取消防倾杆,在头重脚轻的SUV中,在某些情况下防倾杆会降低越野性能。这就是为什么大多数越野车在高速公路上行驶时表现不佳,以及大多数“高性能”SUV 在越野时的性能不高的原因。
一些越野车解决这个问题的方法很简单:在崎岖路面行驶时断开防倾杆,并在普通公路上重新连接。另外一种更先进的解决方案防倾杆可以自动断开连接, 比如福特Badlands在仪表板上有一个按钮,可以通过电子方式将扭杆中心解耦,从而使两个车轴能够自由铰接。车速超过设定时速时,联动装置会自动重新连接以确保安全,然而,在未达到自动连接的速度时,仍然需要驾驶员手动进行连接和断开。
十多年来,丰田提供了一种无需驾驶员操控的全机械解决方案:动态悬架系统 (KDSS)。在某些SUV(例如雷克萨斯 GX 和 4Runner)上,液压管路贯穿整个车身的长度,加压活塞位于每个扭杆的中心。当SUV停在水平地面上时,两个活塞处于液压平衡状态,锁定在各自的扭杆上。防倾杆功能正常,驾驶员甚至不知道安装了该系统。
然而,在越野时,车轮彼此独立地上升和下降,液压系统中的压差会发生变化,导致活塞相对于彼此移动。压力差允许杆解锁,使车轴在起伏的地形上有更大的运动范围。这是机械发生的,无需驾驶员操作。
最新的系统称为 e-KDSS,为单独的车轮控制提供了更大的自由度。 e-KDSS 用两组电子电路取代了单个连接的液压回路,一组用于前悬架,一组用于后悬架。每个电路控制液压活塞,这些活塞要么将防倾杆固定到位以正常运行,要么允许它们与车轴运动铰接,从而让每个车轮自由摆动。在正常驾驶中,功能与液压 KDSS 非常相似,在新款 GX 中“右后和前后轮胎可以彼此独立控制。”在更广泛的越野条件下具有更稳定的性能。
e-KDSS 通常自动工作,结合车速、方向盘角度和横向角度来确定SUV是在公路上还是在越野。然后系统根据需要锁定或解锁防倾杆。结合电子多地形系统,GX可以先行解锁后稳定杆。全新GX悬架比以往更加灵活,驾驶员仍然无需直接干预,ECU通过数据收集并计算自动处理。因此该系统不仅适应性更强,而且功能更强大。
GX尽管提供了大量的悬架行程,但仍然可以像其他豪华SUV一样平稳地行驶在路面上。