臺北科技大學車輛工程系所學位論文
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本研究目的為提出一獨立式主動轉向系統之設計。首先分析傳統齒條小齒輪式機構，除了藉此驗證過程所用之機構解析法外，亦獲知其轉向幾何、轉向減速比、最大轉向角度等運動特性以為設計參考。接著以車輛低速過彎時理想之阿克曼軌跡為目標，利用封閉迴路方程式將此機構函數產生問題轉化為軌跡產生問題，利用行星輪上一點產生之擺線合成此軌跡以達成阿克曼轉向幾何，並且在衡量轉向幾何誤差、最大轉向角度、轉向比特性、機構尺寸等參數下得到最佳化設計，最後使用基本五桿行星齒輪組擴充其自由度為三，達成獨立主動轉向之功能，使車輛低速時能在不需馬達修正控制之情況下以阿克曼幾何過彎，中高速時則改變轉向幾何使外側輪角度增加以提供足夠之轉彎力增進車輛操控性及安全性。
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本文針對電動機車普遍使用的無刷直流馬達，提出一種電子煞車暨能量回收方法，將煞車額外的動能轉換換為電能，再回充至電池。藉此改善電動機車續航力不足的問題，並且提升使用者騎乘的安全性與舒適性。本文所提出的再生煞車方法，僅藉由改變馬達正常運轉的電子柵位訊號，來達到可控制反向扭力煞車的目的。與現有的方法作為比較，不用額外的電路轉換，或者調整馬達的繞組結構來達到再生煞車。本文除了在煞車做能量回收外，亦設計了回油門的能量回收機制，讓電動車在安全性上，有如普通燃油車的引擎煞車效果。且為了避免馬達在高速運轉時，瞬間回收電流太大而造成電池的傷害，本研究將藉由程式演算法，控制回收電流以保護電池並且提供一個平順可靠的煞車扭力。本文最後並以變繞組永磁無刷直流馬達於Wye結線狀態與Delta結線狀態做分析。
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舒適性對於車輛懸吊設計為一重要議題，故本研究將提升舒適性為目標，並且希望幫助業界以更簡單明瞭的方式達到提升舒適性的目的。近年來由於石油枯竭，以及許多的環保意識，電動車的發展逐漸受到矚目，然而為了減少更多的能源消耗，研究出輪轂馬達之電動車，此設計係將馬達安裝於輪胎上簡化車輛傳動系統，此舉雖然使傳動效率增加，卻造成簧下質量過重之影響；為改善此負面效應，在過去的研究中，已經有利用在懸吊中加裝減震質量之概念來吸收輪胎之震動。本研究為過去之延伸，利用兩組質量轉移之動態減震器的雙減震器系統來改善舒適性，而動態減震器可分為簧上質量轉移置簧上、簧上質量轉移置簧下以及簧下質量轉移置簧下等三種型態，前兩者亦可用於無簧下質量過重的車種上，本研究優化動態減震器參數，並以隨機路面下輸入，評估人體加權加速度均方根值之優劣，即可得其舒適性改善程度。本論文之設計可以讓未來動態減震器於車輛懸吊之應用與實現有效給予建議。
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麥花臣懸吊機構乃現今量產車最普遍使用的懸吊型式之一，其具有結構簡單以及良好的空間配置，由避震器上座與下控制點所形成的虛擬轉軸是其最大特色，但也造成轉向軸內傾角大的先天缺陷。由福特汽車公司所發展的一項基於麥花臣氏懸吊改良的新型懸吊結構已被實際施行在量產車上。其主要訴求為改善原本裝配著麥花臣氏懸吊的大馬力(扭力)前輪驅動車所帶來之扭力轉向困擾，主要是利用原麥花臣氏懸吊上加入一浮動桿件。此概念亦在雪鐵龍C5轎車上被發現。本研究利用懸吊導數法進行空間懸吊機構之運動分析，求解車身與輪胎相對速度之比例關係，以獲得輪胎姿態改變量，再利用桿長不變與座標旋轉原理分析懸吊系統接點變化的情況。配合懸吊空間數學模型與牛頓力學求解靜力平衡式，求得各桿件間之受力，最後輔以電腦輔助工程分析軟體ADAMS/CAR之驗證。
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本研究對於一般小型車常見之獨立式懸吊，包括雞胸骨式與麥花臣式多連桿懸吊系統，發展出可變桿長懸吊系統，探討當車輛過彎時，如何藉由桿件桿長之調整改變車身翻滾中心位置，抑制車身翻滾角；並且在高速過彎時，改變懸吊桿長使車輛更安全的行駛。首先建立二分之一車懸吊數學模型，利用懸吊導數法執行懸吊在空間中的運動分析，接著以車身翻滾角作為可變桿長伸長量的依據，找到兩者之間的關係值，分析內外側輪之差異，觀察在不同的桿件伸長量下，車輛翻滾中心、輪胎前束與傾角的變化，並調整桿長有效抑制車輛翻滾角，且避免高速過彎時的車輛側滑或翻滾。最後利用ADAMS/Car分別驗證上述懸吊數學模型的正確性，並且利用全車模擬進行此研究之可行性評估。
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本論文提出一應用SEPIC轉換器之主動式電芯平衡系統，其主要應用於電動車輛(EV)之鋰離子電池的電池管理系統。藉此系統來管理電動車輛的鋰離子電池，以避免串接中的鋰離子電芯因充放電的過程而產生失衡之問題。本系統以SEPIC轉換器為功率級，並透過輸出開關的切換，使本系統能達到電池組對各電芯(Pack to Cell)做平衡電量補充。再者，相較於其他轉換器之平衡法，本系統只需用一個轉換器即能對多個電芯進行平衡，不僅架構較為簡單，由於沒有了多個轉換器所需要的電感與電容，成本與體積也降低許多，並且保有平衡速度快的優點。最後，本文以四個串接數的3.6V/10Ah磷酸鋰鐵電芯來驗證本系統，並利用能量回收式電池充放電測試系統設計三種測試，定電流充電，定電流放電，美國FTP-75放電曲線來驗證本系統之平衡可靠度。
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轉向機構是軌道車輛中一項重要的系統，近年來拜科技進步所賜，提升各種控制元件的性能且廣泛的被應用於各種領域，由最初需要藉由人力切換的軌道系統，發展到利用動力輔助來進行系統切換，而現今個人快速捷運(Personal Rapid Transit，PRT)更可以在專用路權上以中央控制，無人駕駛車輛的方式行駛。 本研究以市售電動代步車為基礎，利用英國Ultra PRT電子轉向系統的架構為研究方向，以電子零件與控制模組進行轉向系統改裝，藉由雷射測距感知器得知輪胎與軌道間距離的變化，並將此變化數據直接輸入至本研究所設計的控制板內，再利用模糊控制理論的方法計算出最佳轉向角度，最後以控制器控制步進馬達來達到最佳自動轉向角度，能在最適當時機更穩定且更精準地控制轉向系統，以達到智慧型自動轉向控制。
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進氣系統的積碳問題是造成引擎怠速不穩的主要原因，一旦積碳發生，節氣門的動態也會隨之改變，因此本論文針對增程式電動車之V2增程器引擎發展適應性怠速控制策略，適應性控制器是以基於模型(Model based)架構為基礎進行發展，代表受控體的模型則分別以一維的進氣及扭力動態表示。將以上動態整合為一多輸入單輸出(MISO)系統的迴歸模型，利用遞迴最小平方法(Recursive Least Square, RLS)即時更新系統參數，使代表受控體的迴歸模型根據當下的動態進行調整，運用閉迴路增益值(closed-loop gain)的運算以及係數比較法得到包含系統參數的適應性增益值關係式，使得更新後的系統參數可以根據當下的運轉動態即時調整控制器的增益值，當扭力負載加諸到引擎時，轉速會有較劇烈的變化，本論文同樣使用RLS方法判別加諸到引擎的扭力負載，並利用前饋控制模組根據所判別出的扭力負載直接計算對應扭力負載的節氣門目標開度，以減少傳統控制器修正時間，由結果觀察可得轉速誤差減少，證實前饋控制結果較傳統控制結果有明顯的改善，共可改善10%，接著觀察積碳情況發生時控制效果比較，由於傳統控制器所使用的是固定增益值，適應性控制器的增益值已根據更新後的系統參數進行調整，因此當引擎產生積碳情況後，適應性控制器可改善13%，若再使用前饋控制，總共可改善22%。
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近年來，人們對汽車品質的要求日益增加，由最初的外型、內裝質感、操控性能到車體結構強度，無不成為消費者購車時的參考條件，而從消費者第一眼看見的是汽車的外型，再來就是進入車內時的感受，而開關門這項看似小的動作，卻可提供消費者評價一台車的品質的一大因素，在車門開關過程中，呈現出關閉音與關閉力兩種感受，而文獻研究表示通常緊密紮實的關門音以及順手的關閉手感通常為大家最想獲得的感受。 因此，近年來許多汽車廠也投入大量的心血在提升車門關閉的品質，當一輛車關門音不佳或車門難以關閉也都會成為消費者對於車輛品質的負面評價，進而降低購買意願。 本文將透過各車門關閉的要因分析、各項關閉阻力的介入，再以儀器進行實車測試並探討個因素的影響比例分析，針對各項便因修正後再進行驗證，作為後續車輛設計製造時的參考依據，最後期望新機構的設計，或建立資料庫以縮短開發時程。
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本論文目的是研究，以化學還原法合成Sn-benzotriazole(BTA)之複合顆粒及Sn-BTA奈米複合顆粒作為潤滑油添加劑之磨潤學性能。備製Sn-BTA複合粒子藉由氯化亞錫(SnCl2)、氫氧化鈉(NaOH)、硼氫化鈉(NaBH4)和BTA在乙醇水溶液中反應合成。BTA作為穩定奈米錫顆粒和保護奈米錫顆粒，提升其在不同濃度中之抗氧化性。在這過程中，將不需要額外惰性氣體保護奈米錫顆粒防止氧化。而相較於石蠟基礎油，環氧大豆油擁有良好潤滑特性、高粘度指數、低揮發度與高閃火點，並且由於它的生物可分解性、可再生性，可供為優良的潤滑油。磨潤實驗將藉由銷對盤試驗觀察磨疤直徑、摩擦力與磨損表面形貌，並研究石蠟基礎油及環氧大豆油對磨潤特性的影響。實驗將發現其抗磨損和抗摩擦之性能。最後，使用OM，SEM和EDS觀察，探討奈米顆粒抗摩擦和降低磨損之潤滑機制。歸納Sn-BTA奈米複合顆粒在磨潤實驗過程中之運作機制。結果顯示在最佳劑量比例與合成條件下，合成之Sn-BTA奈米複合顆粒平均粒徑約為19.86nm圓形球狀顆粒。Sn-BTA奈米複合顆粒分散於石蠟基礎油和環氧大豆油中可以大大提升潤滑油之磨潤性能，添加Sn-BTA於石蠟基礎油中其摩擦力與磨疤直徑在跟石蠟基礎油相比分別減少17%和53.9%，添加Sn-BTA於環氧大豆油中其摩擦力與磨疤直徑在跟石蠟基礎油相比分別減少19.2%和54.3%。磨潤機制是沉積膜於接觸區域形成，避免摩擦表面直接接觸以及減少接觸表面間之摩擦力，以及Sn-BTA奈米複合顆粒之球型形狀可以在摩擦表面起滾珠作用。