LS 600h è un’automobile in grado di esplorare le estreme possibilità di prestazioni, stile, sicurezza e consumo. Mentre, normalmente ci si focalizza su uno di questi obiettivi, per esempio più prestazioni significano consumi più onerosi, la LS 600h crea una classe a sé stante. Partendo dai valori della nuova LS di massima espressione del design L-finesse, di tecnologia di sicurezza più avanzata al mondo e di standard di produzione più elevati possibili, la nuovissima LS 600h aggiunge a tutto questo la rivoluzionaria tecnologia ibrida di Lexus per creare un’automobile in grado di offrire l’esperienza di guida più sofisticata ed elevata. E’ la prima vettura al mondo a disporre di una motorizzazione V8 completamente ibrida, combinando un incomparabile motore 5.0 litri benzina con potenti motori elettrici ad alta potenza. Di questo straordinario “pacchetto” fanno parte anche un pacco batterie a grande capacità di nuova progettazione, una trasmissione elettronica a due stadi e la trazione integrale permanente. Come per i modelli ibridi Lexus RX e GS, nella LS 600h la cifra “600” non è riferita alla cilindrata del motore ma, piuttosto, a una potenza paragonabile a quella di un motore V12 aspirato di 6 litri. Questa tecnologia motoristica allo stato dell’arte garantirà alla LS 600h un equilibrio senza pari in termini di prestazioni ed efficienza ambientale. Un valore combinato di potenza massima pari a 450 CV DIN/330 kW garantisce alla LS 600h la potenza e le prestazioni di un motore V12 aspirato, mentre è migliore di ogni altra vettura benzina del segmento in termini di consumo. Inoltre, con emissioni CO2 inferiori a 220 g/km compete con i diesel più sobri del segmento. Grazie ai miglioramenti intrinseci di NVH (Noise, Vibration, Harshness) offerti dalla sua motorizzazione ibrida, la LS 600h è progettata per stabilire un nuovo standard per la silenziosità di funzionamento nel segmento delle auto di lusso. La nuova ammiraglia ibrida, esposta in anteprima italiana al Motor Show di Bologna, sarà commercializzata nella seconda metà del 2007.
Lexus Hybrid Drive
Il sistema Lexus Hybrid Drive dell’ammiraglia prestazionale LS combina un nuovissimo motore V8 benzina di 5.0 litri, montato longitudinalmente, con un motore elettrico ad alta potenza e un pacco batteria ad alta capacità, di nuova progettazione. Questo sistema ibrido allo stato dell’arte garantirà alla nuova LS 600h un impareggiabile equilibrio di prestazioni ed efficienza ambientale, generando un valore combinato di potenza di oltre 450 CV DIN / 330 kW, con un consumo, davvero senza pari! inferiore ai 9,5 litri/100 ed emissioni combinate di CO2 al di sotto di 220 g/km. Il nuovo motore V8 di 5 litri derivato dal propulsore 4.6 litri della LS 460 è un’autentica vetrina di ingegneria di precisione, ed è anche il motore a combustione interna più avanzato mai sviluppato dagli ingegneri Lexus. L’accurata progettazione degli elementi ad alta rigidità, l’ottimale bilanciamento di tutte le parti in movimento, la minimizzazione degli attriti e una precisione di assemblaggio senza precedenti garantiscono al nuovo V8 prestazioni d’avanguardia nel campo della raffinatezza e della silenziosità. Il monoblocco è fuso in lega leggera di alluminio ad alta resistenza. La struttura del monoblocco e le nervature di rinforzo sono state finalizzate considerando i dati di pressione di combustione nel cilindro, per minimizzare le vibrazioni e il rumore. Inoltre, il coperchio della testata è realizzato in lega leggera di magnesio. Il nuovo V8 impiega un sistema di iniezione diretta D-4S (Direct injection 4-stroke Superior version), che è l’unico sistema di iniezione automobilistico al mondo ad adottare due iniettori per cilindro. Combina i vantaggi dell’iniezione diretta e della porta d’iniezione, realizzando l’efficienza ottimale del motore su tutta la banda di potenza, e migliora la coppia del 7,5% nell’arco dei giri, mentre minimizza i consumi e le emissioni. Il D-4S riduce sostanzialmente anche le fluttuazioni della combustione rispetto a ogni sistema convenzionale d’iniezione diretta o a porta d’iniezione. Altra caratteristica avanzata del propulsore 5.0 litri è il Dual VTT-I di Lexus, un sistema di fasatura ottimizzato delle valvole di aspirazione e scarico a bassa pressione che incorpora il VVT-iE, il primo albero a camme di aspirazione al mondo comandato da un motore elettrico, che lavora sull’intero spettro di rotazione e temperatura del motore. Il nuovo V8 adotta inoltre due semicondotti di scarico che riducono le interferenze nel flusso dei gas di scarico, migliorando ulteriormente la potenza e l’efficienza di combustione.
L’altra fonte di potenza del Lexus Hybrid Drive della LS 600h è rappresentata da un motore elettrico a corrente alternata a magnete permanente di tipo sincrono, che funziona con una corrente di 650 Volt, che eroga più di 160 kW (217 kW DIN). Il sistema ibrido comprende un generatore, una batteria ad alte prestazioni, un dispositivo di ripartizione della potenza, che combina e ridistribuisce la potenza dal motore benzina, dal motore elettrico e dal generatore dipendentemente dalla necessità operative, e un’unità di controllo PCU (Power Control Unit) per gestire l’interazione ad alta velocità dei componenti del sistema. Per ottimizzare l’erogazione dell’immensa potenza del sistema Lexus Hybrid Drive, la LS600h è dotata di un nuovo sistema meccanico di trazione integrale che offre una stabilità superiore di trazione e handling, mentre una trasmissione a variazione continua a due stadi, a controllo elettronico, di nuova progettazione, assicura un’erogazione omogenea e lineare. Come sulla GS 450h, il motore elettrico del sistema Lexus Hybrid Drive, il generatore, il meccanismo di ripartizione della potenza a ingranaggio planetario e gli ingranaggi di riduzione della velocità del motore elettrico sono tutti alloggiati in una scatola del cambio leggera ed estremamente compatta. L’installazione combinata di questi componenti all’interno di una singola scatola compatta è fondamentale per il successo dell’applicazione del sofisticato sistema ibrido di Lexus nella piattaforma di una berlina con motore longitudinale. La LS 600h equipaggiata con l’ E-CVT (Electric Continuously Variable Transmission) può vantare un’accelerazione lineare mozzafiato. Come l’ECU del Lexus Hybrid Drive ECU controlla selettivamente i giri del motore benzina e del motore elettrico, l’ E-CVT simula una variazione continua del rapporto di trasmissione corrente. Simile a quello impiegato sulla GS 450h, l’ingranaggio a due stadi genera la massima coppia sul rapporto inferiore, per un’ accelerazione decisamente migliore, così come una prestazione prolungata sul rapporto più alto per viaggiare in tutta scioltezza e silenziosità alle alte velocità, con la massima efficienza di consumo.
Come funziona il sistema Lexus Hybrid Drive
Durante ogni viaggio, il sistema Lexus Hybrid Drive funziona in numerose differenti modalità per massimizzare l’efficienza assoluta della LS 600h. In condizioni di bassa efficienza del motore benzina, ad esempio in partenza e alle velocità medie e basse, la vettura funziona soltanto con il motore elettrico, azzerando sia il rumore del motore benzina sia le emissioni CO2. Nelle normali condizioni di guida, invece, l’ultraefficiente motore V8 funziona come principale fonte di energia. La potenza del motore benzina viene divisa dal dispositivo di ripartizione, sia per azionare direttamente le ruote sia per alimentare il generatore che, a sua volta, alimenta il motore elettrico e contemporaneamente carica la batteria ad alta tensione. In queste circostanze, la distribuzione di potenza è costantemente monitorata e regolata tra il motore benzina e il motore elettrico per massimizzare l’efficienza. Quando interviene un’improvvisa accelerazione, il motore benzina e il motore elettrico operano in tandem, con un surplus di potenza garantito dalla batteria per aumentare la risposta del motore elettrico, in modo da ottenere un’erogazione lineare davvero superlativa.
In fase di decelerazione e frenata, il motore benzina si spegne, e il motore elettrico ad alta potenza agisce come un generatore per effettuare la rigenerazione dell’energia di frenata. Tutto ciò ottimizza la gestione energetica nel sistema Lexus Hybrid Drive recuperando l’energia cinetica (che normalmente viene perduta in frenata e in decelerazione) come energia elettrica, da accumulare nella batteria ad alte prestazioni. Quando il motore benzina è freddo, e viene inserita l’accensione, il sistema avvierà il motore per riscaldare l’unità, girando a un regime che garantisce la maggiore efficienza possibile. Poi, quando si è fermi, il motore benzina si spegne automaticamente per risparmiare carburante. In ogni caso, se il veicolo è al minimo per lunghi periodi, il motore benzina entrerà automaticamente in funzione, quando necessario, per caricare la batteria ad alta tensione tramite il generatore. Inoltre, in tutte le condizioni di guida, il livello di potenza della batteria è continuamente gestito tramite una specifica ECU, per evitare che raggiunga i livelli più estremi. Lo scopo è quello di massimizzare la durata della batteria.
DINAMICHE AVANZATE
La Lexus LS 600h utilizza un sistema di trazione integrale, che prevede la configurazione a 3 differenziali con un albero di trasmissione direttamente accoppiato alla trasmissione ibrida. Un sistema di trasferimento meccanico permanente distribuisce la potenza con un rapporto di 40% sulle ruote anteriori e 60% su quelle posteriori. Un differenziale centrale a slittamento limitato ottimizza il grip, la trazione e l’handling del veicolo in tutte le condizioni stradali. In ogni caso, il sistema AWD è stato progettato per fornire caratteristiche di guida tipiche di una trazione posteriore, fondamentali per una berlina dinamica del segmento di lusso. Le caratteristiche di grip e trazione sono ulteriormente esaltate dall’avanzato sistema di controllo della stabilità della vettura, la Gestione Avanzata delle Dinamiche del Veicolo VDIM, per massimizzare il controllo di trazione e di stabilità della vettura. Potendo contare su una serie completa di dati di stato del veicolo forniti dai sensori distribuiti nell’auto, il VDIM integra il sistema di sicurezza attiva della LS 600h – il sistema di Controllo Elettronico della Frenata ECB, l’ABS, il sistema di Distribuzione Elettronica della Forza Frenante EBD, il Controllo di Trazione TRC e il Controllo di Stabilità del Veicolo VSC – con la Sospensione Adattiva Variabile AVS, il Servosterzo Elettrico EPS e lo Sterzo a Rapporto Variabile VGRS. Specifico per l’ammiraglia Lexus, il Sistema di Gestione di Risposta e Accelerazione DRAMS consente al VDIM anche un’interazione senza precedenti con il motore e la trasmissione, utilizzando la potenza del motore benzina e del motore elettrico per garantire una risposta più rapida e precisa nelle situazioni che comportano la possibilità di una perdita di trazione, come il cambio di marcia a metà curva. Mentre i normali sistemi di sicurezza attiva vengono attivati solo immediatamente dopo che è stato raggiunto il limite di prestazione del veicolo, il VDIM si attiva progressivamente prima che tale limite sia raggiunto. In definitiva, il VDIM offre un comportamento più regolare del veicolo a questa soglia, con interventi meno intrusivi, e dunque una guida più piacevole.
La Sospensione ad aria
La sospensione ad aria della LS 600h utilizza nuove molle pneumatiche che lavorano in combinazione con un sistema di Sospensione Adattiva Variabile (AVS) ulteriormente evoluto. Questo garantisce un controllo dell’assetto del veicolo per sincronizzare il rollio dell’auto e stabilizzarlo durante le curve, per il massimo comfort dei passeggeri. L’ammiraglia ibrida Lexus può contare anche sugli stabilizzatori attivi per ridurre il rollio quando si curva e, dunque, per migliorare ulteriormente le caratteristiche dinamiche della LS 600h. Il sistema di stabilizzatori attivi è dotato di un attuatore posizionato al centro delle barre antirollio anteriore e posteriore. L’attuatore comprende un motore elettrico a corrente continua, del tipo senza spazzole, con l’assistenza di un ingranaggio di riduzione, capace di applicare una coppia sulle sessioni di destra e sinistra della barra stabilizzatrice. Un’ECU di sistema calcola l’ entità di coppia torcente richiesta, basandosi sulle informazioni dell’angolo di sterzata e della velocità del veicolo trasmesse da un sensore. La forza torcente applicata alle barre di stabilizzazione anteriore e posteriore controlla il movimento di rollio del veicolo, riducendo l’angolo di rollio della scocca per promuovere la stabilità del veicolo, una prestazione superiore in curva e una migliore agilità attraverso una migliore risposta dello sterzo.
La Sospensione Adattiva Variabile AVS consente al guidatore di regolare finemente le caratteristiche stradali della LS 600h con la scelta di tre settaggi di smorzamento, selezionabili tramite un interruttore adiacente alla leva del cambio: modalità ‘Normal’, un livello intermedio per la guida di ogni giorno,‘COMF’, per un comfort più elevato sulle strade sconnesse, e modalità ‘SPORT’ per un controllo più accentuato del telaio e una risposta precisa agli input di sterzo quando si curva. In ciascuna modalità, l’AVS regola automaticamente le prestazioni della sospensione in modo indipendente su tutte e quattro le ruote, monitorando i dati da numerosi sensori per ottimizzare con continuità la forza di smorzamento di ogni ammortizzatore attraverso 9 step d’incremento. Selezionando la modalità “SPORT” del sistema AVS, in curva viene automaticamente aumentata di circa il 20% la differenza tra lo smorzamento dell’ammortizzatore interno ed esterno, per ridurre ulteriormente il rollio del veicolo. Contemporaneamente, il VGRS riduce automaticamente di circa il 10% il rapporto dello sterzo, mentre il Servosterzo Elettrico EPS aumenta la coppia sterzante. Tutti questi interventi si combinano tra loro per minimizzare il rollio della scocca, affinare l’handling del veicolo e ottimizzare la sensibilità dello sterzo per garantire una guida da autentica berlina sportiva. Il sistema di Sospensione Attiva Variabile incorpora anche una nuova logica di controllo della forza smorzante per l’assetto della vettura, per minimizzare la differenza di fase tra il rollio della scocca e gli angoli di beccheggio durante le curve. Le ricerche condotte dagli ingegneri Lexus hanno rivelato che una grande differenza di fase tra il rollio e gli angoli di beccheggio può causare un fastidio ai passeggeri, esasperando la percezione del rollio quando si curva.
La nuova logica di controllo valuta sia gli angoli di beccheggio, sia gli angoli di rollio, a partire dal valore del sensore di accelerazione G sulla massa sospesa, elaborando un angolo di riferimento per il beccheggio sulla base dell’angolo di rollio risultante. Tramite le molle ad aria, il controllo di assetto del veicolo applica un controllo di feedback per minimizzare le differenze tra l’angolo di riferimento e l’angolo effettivo di beccheggio che, a sua volta, minimizza la differenza di fase tra gli angoli di rollio e gli angoli di beccheggio. Questa fase di sincronizzazione determina un rollio più regolare e controllato in curva, con una risposta adeguata della vettura alla sterzata, all’imbardata e al rollio, e una maggiore percezione di grip delle ruote posteriori.
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