NSC95-EPA-Z-020-001 - è¡æ¿é¢ç°å¢ä¿è·ç½²

行政院國家科學委員會補助專題研究計畫 

成果報告 

期中進度報告 

總計畫 : 低污染複合動力燃料噴射機車關鍵技術之開發 

子計畫一 : 負載調節式複合動力機車能量管理控制系統開發 

Development of the Energy Management System for Load-Leveling Hybrid Scooter 

計畫類別 : 個別型計畫 ˇ 整合型計畫 

計畫編號 :NSC 95-EPA –Z-020 -001 

執行期間 :95 年 03 月 01 日至 95 年 12 月 31 日 

計畫主持人 : 曾全佑教授 

共同主持人 : 胡惠文副教授 , 張金龍助理教授 

計畫參與人員 : 黃昱仁 , 丁一銘 , 林俊村 

成果報告類型 ( 依經費核定清單規定繳交 ): 精簡報告 ˇ 完整報告 

本成果報告包括以下應繳交之附件 : 

赴國外出差或研習心得報告一份 

赴大陸地區出差或研習心得報告一份 

出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份 

國際研究合作計畫國外研究報告書一份 

處理方式 : 除產學合作、提升產業技術及人才培育研究計畫、列管計畫 

及下列情形者外 , 得立即公開查詢 

涉及專利或其他智慧財產權 , 一年二年後可公開查詢 

執行單位 : 國立屏東科技大學車輛工程系 

中華民國 95 年 12 月 31 日

目錄 

中文摘要 ………………………………………………………………………1 

英文摘要 ………………………………………………………………………2 

一、計劃緣由及目的 ………………………………………………………2 

二、研究方法 ………………………..…………………………………………4 

三、實驗系統之設計與製作 ………...………………………………………11 

四、結論 ………………………………………………………………………14 

五、參考文獻 ……… ….………….…………………………………………14 

六、計劃成果自評 ……………………………………………………..……20 

附錄一、整合性計畫成果說明 …………………………………….………….21 

附錄二、空污防制科研計畫研究成果資料表 ………………….……………33 

附錄三、專利搜尋與分析結果 …..………………………………………….36

行政院國家科學委員會專題研究計畫期末報告 

總計畫 : 低污染及替代燃料車輛污染防治技術研究 

子計畫一 : 負載調節式複合動力機車能量管理控制系統開發 

Development of the Energy Management System for Load-Leveling Hybrid Scooter 

計劃編號 :NSC 95-EPA –Z-020 -001 

執行期限 :95 年 03 月 01 日至 95 年 12 月 31 日 

主持人 : 曾全佑教授 

執行單位 : 國立屏東科技大學車輛工程系 

Email:chyuan@mail.npust.edu.tw 

共同主持人 : 胡惠文副教授 , 張金龍助理教授 

中文摘要 

本計畫為整合型計畫 : 低污染複合動力機車關鍵技術之開發之一環 , 該整合型計畫針對 

國內所生產之電子控制式燃料噴射機車 , 發展四大關鍵技術與次系統 , 然後整合成為一種省 

油 ( 低 CO2 排放量 ) 與低污染之複合動力燃料噴射機車。此四大關鍵技術包括 : 負載調節式複 

合動力能量管理控制技術 , 適應性閉迴路噴油控制技術 , 機車引擎主動式可變汽門控制器 , 

以及機車冷啟動污染減量技術。其中每一個技術之具體成果表現將是一套具備軟體與硬體之 

次系統 , 由四個子計畫分別完成 , 然後由總計畫進行整合。研究工作項目包括各系統之機構 

與元件設計 , 理論推導 , 電腦模擬 , 與實驗驗證 , 最後將提出專利申請。本子計畫除了負責 

總計畫之工作外 , 主要工作為 , 以國內所生產之燃料噴射機車為標的 , 發展一種低輔助比率 

之負載調節式複合動力系統 , 建立實驗平台 , 以及提出實車之設計。目前進度為 : 完成世界 

各國有關複合動力系統之專利搜尋與分析 , 能量管理策略之設計與與數值模擬 , 一套實驗平 

台以及一步複合動力機車實車 , 並已進行初步實驗 , 最後提出提出動力輔助式機車動力輔助 

系統與可變正時汽門裝置二項專利。若本計畫之技術將來能推廣於市場 , 則對污染減量之預 

期效益為 :CO 減量 16068 噸 / 年 ,HC 減量 3213.6 噸 / 年 ,NOx 減量 60.68 噸 / 年。 

1

關鍵詞 : 負載調節 , 複合動力機車 , 模糊邏輯 

英文摘要 

The goals of this project are the followings: 1) to develop a load-leveling power assist hybrid 

electrical scooter, 2) to develop a fuzzy-logic power management algorithm for the hybrid electrical 

vehicle power system under the consideration of drivability, riding comfort, and emission, 2) to 

develop a Matlab/Simulink program code to simulate the dynamics of the whole system including 

the control strategy and to discuss the feasibility of the designed system, 3) to optimize the control 

strategy thru significant simulations using the developed program code, and 4) to conduct the 

experiment. The project will be executed for one year. 

Key words: load-leveling; hybrid scooter; fuzzy-logic 

一、計劃緣由及目的 

由於我國機車佔有率非常地高 , 目前機車之總量已欲達二千萬輛 , 而所排放出來的廢氣 

量就相當可觀。依據行政院環保署所推估的空氣污染總量 , 台灣地區機車每年可產生 16 萬多 

噸的一氧化碳 (CO) 及 9 萬多頓的碳氫化合物 (HC), 分別占全國總排放量之 15% 及 11%。 

所以 , 多年來環保署積極構思空氣污染改善措施來改善機車廢氣排放問題。再者 , 為了因應 

世界各國幾近於零污染之法規 ( 例如歐盟 EURO-IV 法規 ), 與京都議定書中對 CO 2 的排放量 

減量之要求 , 身為機車主要輸出國之我國 , 必須同時建立超低污染與低油耗之技術 , 因為對 

車輛引擎來說 , 減少 CO 2 的排放量意味著引擎必須更為省油。 

在性能及使用方便性不變下 , 噴射引擎機車的廢氣排放可較傳統化油器引擎機車為低且 

更為省油 , 所以 , 電子燃油噴射式機車引擎之開發就成為環保署的主要推動重點 , 並且有了 

卓著之成效 , 國內目前五家主要機車廠已經開發並上市燃料噴射機車。然而國內目前之燃料 

噴射機車技術 , 尚未達到未來我國機車五期廢氣排放標準以及 EURO-IV 超低油耗與低污染之 

標準 , 甚至發現 , 環保署對使用中機車定期檢驗之結果統計中 , 有高達 30% 之不合格率。究 

其原因為目前 , 國內各機車廠所推出之量產噴射引擎機車之軟體與硬體技術皆來自國外 , 且 

為開迴路式噴油控制 , 尚無閉迴路暫態噴油控制技術的研發 , 因而於引擎與燃料系統元件老 

化時 , 例如 , 噴油嘴阻塞時 , 噴油量未隨之自動調整控制 , 閉迴路暫態噴油控制技術 , 是 

真正能改善以上情況的主要技術之一。 

2

然而 , 由於我國城市交通易阻塞 , 引擎負荷變動量大 , 單純採用閉迴路暫態噴油控制技 

術 , 尚未能大量降低排污。因此針對國內所生產之燃料噴射機車 , 發展低油耗與低污染之控 

制技術為本計畫之目標。根據本計畫團隊之研究 , 降低燃料噴射機車排污可以從下列方面著 

手 : 加入動力輔助系統 , 將機車引擎易排污且耗油之操作點交給電動馬達 , 縮短冷車時間 , 

改善引擎之容積效率 , 以及改善噴油控制系統。因此本整合型計畫針對國內所生產之電子控 

制式燃料噴射機車 , 發展四大關鍵技術與次系統 , 然後整合成為一種超省油 ( 低 CO 2 排放量 ) 

與低污染之複合動力燃料噴射機車技術 , 目標是使國內之燃料噴射機車達到未來我國機車五 

期廢氣排放標準以及 EURO-IV 超低油耗與低污染之標準。在此一目標下 , 本計畫實施之預期 

效益為 , 空氣污染物減量 :CO 減量 16068 噸 / 年 ,HC 減量 3213.6 噸 / 年 ,NOx 減量 60.68 噸 

/ 年。 

此四大關鍵技術包括 : 負載調節式複合動力能量管理控制技術 , 適應性閉迴路噴油控制 

技術 , 機車引擎主動式可變汽門控制技 , 以及機車冷啟動污染減量技術 , 其中每一個技術之 

具體成果表現將是一套具備軟體與硬體之次系統。研究工作項目包括各系統之機構與元件設 

計 , 理論推導 , 電腦模擬 , 與實驗驗證 , 最後將提出專利申請。本計畫與產業界進行技術合 

作 , 使所發展之技術貼近產業需求 , 並可經由產學合作 , 提供設備與機構加工之支援。本計 

畫之各分項關鍵技術將分由各子計畫負責完成 , 並由總計畫建立一個上層管理模組 , 並建立 

介面 , 整合各分項技術所發展之次系統 , 完成一套低污染複合動力燃料噴射機車系統。 

機車引擎電磁式 

可變汽門控制技 

術 

適應性閉迴路 

噴油控制技術 

負載調節式複 

合動力能量管 

理控制技術 

機車冷啟動污 

染減量技術 

燃料噴 

射機車 

低污染複合 

動力燃料噴 

射機車 

圖 1 低污染複合動力燃料噴射機車技術關聯圖 

3

本計畫之主要構想為 , 與業界合作 , 將國內所生產之燃料噴射機車動力系統 , 進一步發 

展成為最適合於機車之負載調節式複合動力系統。行駛中機車之運轉條件包括 : 定速行駛 , 

冷啟動 , 起步 , 急加速 , 爬坡等。其中 , 定速行駛為最省油與污染最低之行駛狀況 , 而冷啟 

動、起步、急加速、與爬坡等為高污染之運轉條件 , 因此在常識上 , 省油與低污染之駕駛方 

法為避免急踩油門而緩慢加速。在單純使用內燃機引擎之機車上 , 以目前之技術 , 難以在符 

合駕駛者之動力需求下 , 控制引擎於上述每一個運轉情況都為廢氣排放最少而且最為省油 , 

因此目前機車之排污控制能力已經到達極限 , 無法進一步降低。本計畫之複合動力系統中 , 

引擎擬採用市售 125cc 燃料噴射機車引擎 (7.2kw), 馬達採用直接驅動車輪之輪轂馬達 

(0.750kw), 引擎與馬達之功率比約為 10:1。本系統除了加裝此一輪轂馬達之外 , 所有機構和 

原車完全相同 , 因此結構簡單 , 加裝之成本極少 , 易為市場所接受 , 所設計之構型圖如圖 2 

所示。 

引擎 

發電機 

CVT 傳動機構 

車輪 

起動馬達 

動力輔助馬達 

二、研究方法 

圖 2 負載調節式複合動力機車 

本子計畫主要目標為完成一套負載調節式複合動力系統之控制器軟體與硬體。研究工作 

包括理論推導 , 程式模擬、系統設計、與實驗等。子計畫一之工作項目涵蓋總計畫之工作 , 

主要分為六個項目 : 

• 世界各國有關複合動力系統之專利分析 

• 各種量產混合動力車之能量管理策略比較與分析 

• 設計能量管理策略 

• 設計模糊動力分配控制器 

• 進行整車性能數值模擬 

• 設計與製作實驗系統 , 並進行實驗 

4

2.1 專利搜尋與分析 

目前已有許多車廠針對混合動力系統進行研究與開發 , 並且已有車廠開始販售混合動力 

車輛於市面。專利搜尋的方法主要是考慮各車廠對混合動力系統的相關技術與開發的成熟度 

與可用性。因此 , 在進行專利的搜尋時 , 計畫將從已經有量產的車廠先進行搜尋再進一步擴 

及無量產實績車廠與非車廠之零組件廠商之專利部分。與計畫相關的部分主要依動力產生與 

動力傳輸部分、電能控制以及排污控制三部份進行搜尋 , 然後進行分析 , 分析結果詳述於附 

錄中 

2.2 各種量產混合動力車之能量管理策略比較與分析 

為使所開發之成果更貼近實際 , 並吸取經驗 , 本計畫參考各種有關複合動力系統專利之 

主要構想與策略之分析結果 , 茲摘錄如下 : 

(1) Toyota Prius 

引擎動力與馬達動力分別為 76hp/11.34kgm 與 68hp/40.8kgm, 兩者之比例為 1:0.89。其主要 

之能量管理策略為 : 起步時 , 馬達為主要動力來源。若重踩油門起步時 , 引擎會啟動與馬達 

共同輸出動力 , 直到鬆油門時 , 引擎便熄火。加速時馬達與引擎一起提供動力。高速巡航時 

由引擎驅動發電機發電。遇到超車時需要大量的動力時 , 電瓶會提供電能使馬達運轉 , 滿足 

動力之需求。減速時 , 時速在 40km/h 以上引擎與馬達同時運轉 , 引擎同時帶動發電機發電。 

當車速低於 40km/hr 以下引擎將會熄火 , 利用減速煞車能量帶動發電機產生電能儲存於電池 

中。 

(2) Lexus RX400h Hybrid 

引擎動力與馬達動力分別為 268hp/29.3kgm 與 68hp/13.2kgm, 兩者之比例為 1:0.25。其主要 

之能量管理策略為 : 車輛起步時 , 由車輛前方之馬達提供起步所需之動力。加速時由引擎與 

車輛前、後兩顆馬達提供所需的動力。車輛在高速定速時 , 由引擎提供所需的動力。當突然 

需要額外的動力時 , 馬達將會提供額外的動力協助引擎輸出。有煞車回充。倒車時主要是由 

馬達提供所需動力。 

(3) Ford Escape Hybrid 

引擎動力與馬達動力分別為 133hp/17.8kgm 與 87hp, 兩者之比例為 1:0.65。其主要之能量管 

理策略為 : 起步時僅由馬達提供所需動力。在 40 km/hr 以下 , 馬達為動力主要來源。當車速 

超過 40 km/hr 時 , 開始由引擎提供車輛所需動力。有煞車回充。高速巡航時 , 主要是由引擎 

提供動力。需要超車時 , 由馬達提供額外的動力協助引擎提供足夠的動力。 

5

(4) Honda Insight (1:0.2, 73hp/12.3kgm: 13hp/5kgm) 與 CIVIC (1:0.14, 93hp/13.4kgm : 

13hp/5kgm): 車輛起步加速時 , 馬達提供動力協助引擎輸出。高速巡航時 , 引擎為主要動力 

輸出來源。有煞車回充車輛在暫時停止時 , 引擎會自動熄火 

(5) Accord Hybrid (1:0.067, 240hp/29.3kgm : 16hp/13.6kgm): 車輛在起步與加速時 , 馬達提供 

動力協助引擎輸出。高速巡航時 , 引擎提供所需之動力。搭配汽缸管理系統 (VCM), 某些汽 

缸將不進行點火與停止供油 , 達到減少燃油之目的。並將多餘動力帶動發電機產生電能儲存 

於電瓶中。有煞車回充 , 車輛暫時停止時 , 引擎熄火。 

2.3 能量管理策略設計 

根據前一步驟對世界各種複合動力系統之能量管理策略專利之分析 , 並考慮本計畫之動 

力系統配置 , 本計畫擬定可以省油與降低排污之控制變數包括 

• 加速過程引擎與馬達之動力分配 : 加速時 , 由於引擎急加速時 , 燃料控制系統將增濃混 

合比 , 因而造成排污增加 , 因此本計畫擬在符合駕駛者之加速度需求下 , 參考電瓶之 

SOC, 以及駕駛者之動力需求 , 以馬達提供主要加速力 , 引擎則緩慢加速。亦即引擎只 

提供穩態動力 , 馬達則提供暫態之加速力。 

• 由於 CVT 之速比和車輛負載有關 , 可藉由馬達之輔助動力 , 調節引擎之負載 , 進而調 

整其操作點 , 使其位於效率最高之工作區 

• 發電機在不影響加速性能之前提下 , 調節引擎之操作點 , 使其位於最佳區域內。 

在以上之策略下 , 能量管理控制器之目標為使引擎與馬達發與電機對應於駕駛者之功率 

需求下 , 根據系統之輸入參數 , 選擇使整個系統之引擎與馬達動力分配最佳值 , 使引擎操作 

點位於最佳區域 , 同時電池之 SOC 值在控制範圍內。而最佳化之指標為使引擎之油耗量與排 

污。此一方面許多文獻已分別提出其最佳化能量管理策略 , 其中以 Rule-Based 建立能量管理 

策略之方法最為可行 , 其優點為不需要知道整個車輛系統之數學模式與參數 , 然而其應用此 

一方法進行能量切換管理時 , 各個 Rule 切換之暫態過程將使油耗增加且令引擎產生震動與噪 

音 , 因此本計畫將利用模糊控制器建立能量管理規則 , 將各個 Rule 之間的界線模糊化 , 使油 

耗增加並使動力切換更為平順。 

電池殘電量定義為 :SOC(%)= 電池目前之剩餘電量 / 電池可用總電量。於車輛之運轉期 

間 , 電池殘電量控制之基本要求為 : 控制電池之 SOC, 使其儲能保證在最低上下限之間 , 亦 

即 :(SOC min , SOC max ), 其中 SOC min 為保證電池不致過低 , 仍能應付汽車之動力需求 ,SOC max 

為避免電池過度充電。(SOC min , SOC max ) 最佳化範圍之選定除了由功率循環效率決定外 , 還需 

考慮發電機之操作情況 , 因為此一範圍過小時 , 將使發電機經常處在發電機狀態 , 限制了馬 

6

達功能之發揮。而範圍過大將使馬達無法應付車輛之尖峰動力需求。本計畫根據過去之研究 

成果 ,(SOC min , SOC max ) 將控制於 (0.6,0.7)。 

依據以上所述之原則 , 本計畫擬定能量管理與控制系統架構如圖 3 所示 , 駕駛員之加速 

踏板並不直接驅動引擎節汽門 (Throttle)。節汽門將由伺服馬達控制。根據電池之 SOC 狀態 , 

系統之操作模式分為充電模式發電機作用與放電模式馬達作用兩種。系統之輸入訊號共計四 

個 , 其中 ,α 為目前之引擎油門位置 ,Δα 為駕駛油門位置變動量 (0~1)。於電池放電時期 , 輸 

出訊號 β 為馬達與引擎對應於駕駛者油門變動率 Δα 之分配比例 (0~1), 因為 Δα 代表駕駛者之功 

率需求 , 亦即使引擎與馬達之油門變動率分別為 (1-β)Δα 與 βΔα,β 大表馬達多分擔加速力。 

本計畫之構想中 , 馬達並不提供穩態動力 , 而只是提供加速瞬間所需動力 , 穩態動力則由引 

擎提供。 

v k 

Δα k 

α k 

Fuzzy logic 

For discharge 

0.6≤SOC 

β 

βΔα k 

(1-β)Δα k 

Motor 

Engine 

ΔT_M k 

CVT 

+ 

+ 

ΔT_Eng k 

Total 

Torque 

Driver 

0.6≤SOC≤0.7? 

SOC 

Estimator 

Battery 

Δα k 

α k 

SOC≤0.7 

Fuzzy logic 

For charge 

β ch 

Δα k 

Generator 

Engine 

ΔT_Gen k 

- 

+ 

ΔT_Eng k 

CVT 

Total 

Torque 

v k 

圖 3 能量管理與控制系統架構 

7

亦即 , 當為 Δα 零時 ,β = 0。 β 之範圍為 0 ≤β≤ 0.9, 其值之選定目標 , 為使馬達與引擎 

之操作點均在其各自的最佳效率區。同時考量電池之 SOC, 當 SOC 於控制區域內屬於偏高 , 

且車輛需要大加速度時 (Δα 大 ), 盡量由馬達出力 , 避免因加速增濃所造成之排污與油耗增加。 

當 SOC 低時 , 馬達減少出力 , 以應付下一次之需求。當 Δα=0 時馬達出力為零 , 意即馬達只 

提供加速力 , 穩態車速所需之動力完全由引擎提供。放電時期於 SOC>0.7 開始 , 並結束於 

SOC

(1) 動力輔助模式 : 模擬基本假設為電瓶殘電量由 0.8 開始下降 , 車輛處於動力輔助模式下行 

駛。控制策略為當引擎於車速為零時停止運轉 , 當車子要前進加速時 , 引擎啟動 , 而於加速 

過程中馬達輔助輸出。即加速過程之動力傳輸以馬達為主 , 引擎則緩慢加速。而當車子處於 

等速情況下 , 馬達將停止動力輔助 , 車子動力改成全由引擎提供。而油耗的變化響應可由圖 

5 及圖 6 得知 , 由圖中可以看出複合動力機車其油耗表現較一般市售優異 , 經模擬得知 , 所 

設計之複合動力機車搭配訂定之控制策略 , 平均油耗為一公升行駛 51.85 公里 , 而一般市售 

機車之動態模擬 , 平均油耗為一公升行駛 38.2 公里 , 複合動力機車之省油率達 35%~36%。 

Fuel consumption (c.c) 

(2) 充電模式 : 模擬基本假設為假設電瓶殘電量從 0.599 開始下降 (SOC=0.599)。在充電模式 

下之基本控制策略為 : 進入充電模式後 , 馬達停止輔助加速過程中之動力 , 所有動力全由引擎 

提供 , 且當車速為零時 , 引擎維持怠速運轉 , 以利於發電機發電 , 而發電機之發電量依所設 

計之模糊控制器來決定。模糊控制器控制發電機發電電流之大小 , 原則上是將引擎操作點往 

最佳省油區域調整為原則。直到電瓶殘電量恢復到所設訂之上限値 0.8 後 , 系統才會再切換 

成動力輔助模式行駛。 

圖 5 動力輔助模式下之ㄧ般機車與 

複合動力機車緩加速油耗比較 

而由圖 6 可以看出複合動力車輛在充電模式下相較於傳統內燃機機車之油耗表現上稍差 

一些 , 若以單引擎模式進行 ECE40 行車模式 , 平均油耗為一公升行駛 38.2 公里 (km/l), 而以 

複合動力機車充電模式進行 ECE40 跟車循環 , 平均油耗為一公升約行駛 35.92 公里 (km/l)。較 

耗油的原因是因為當切換到充電模式時 , 引擎於車速零時不再是熄火 , 而變成維持怠速運轉 , 

而當引擎轉速高於設定時 , 發電機則依模糊控制器來決定發電電流之大小 , 對電瓶進行充電 , 

此時引擎增加了發電機之負載 , 所以導致油耗量增加。 

9

(3) 充放電循環模擬 : 模擬之基本假設為 : 電瓶殘電量由所設訂之上限値 0.8 開始進行放電 , 

即複合動力機車先以動力輔助模式進行 ECE40 行車循環 , 當電瓶殘電下降至 0.6 時 , 複合動 

力機車將切換到充電模式 , 持續進行 ECE40 行車循環 , 直至電瓶殘電量由 0.6 回充至 0.8 時 , 

才會再次切換到動力輔助模式行駛。為確保模擬精準度 , 故進行多次 ECE40 跟車循環如圖 7 

所示 , 在此連續進行兩次充放電循環模擬。由圖 8 所示 , 所設計之複合動力機車在整體油耗 

性能表現上是優於一般市售機車。若以單引擎模式進行相同行駛路程之行車模擬 , 平均油耗 

為一公升行駛 39.27 公里 (km/l), 而複合動力機車平均油耗為一公升約行駛 45.52 公里 (km/l)。 

整體省油率為一般市售機車的 16%。 

Vehicle speed (km/hr) 



圖 6 充電模式下之ㄧ般機車與 

複合動力機車總油耗比較 

圖 7 充放電循環模擬之車速響應圖。紅 

虛線為目標車速 , 藍實線為實際車速 

圖 8 充放電循環模擬之ㄧ般機車與複 

合動力機車緩加速油耗比較 

10

三、實驗系統之設計與製作 

本計畫目前共完成一套複合動力機車實驗平台 , 與一部機車之實車設計與系統裝配。相 

關實驗正在進行中。 

3.1 實驗平台 : 實驗平台之設置目的主要為方便開發能量控制器之控制軟體 , 當控制軟體於 

平台上驗證可行後 , 便可移植至實車上 , 因此實驗平台所有的機構與電路設計 , 將和實車完 

全相同。 

本計畫之實驗平台之機構設計如圖 9,10 所示。實驗平台之主要元件包括 :125cc 噴射機車 

引擎 , 動力計 ,48V 直流馬達 , 個人電腦 ,700W 發電機 ,CVT, 引擎轉速與車速感測器 , 線 

傳電子節氣門機構 , 油箱等。平台之設計著重安全、輕量化、與彈性化之要求 , 運轉振動量 

也非常低。未來將製作該實驗平台之各項控制電路 , 然後進行能量控制實驗 , 此系統可以利 

用動力計模擬機車動態負載 , 並以秤重法 , 以及 5GAS 氣體分析儀 , 分析油耗與引擎排污。 

整個控制系統為 PC base, 並以 Matlab XPC 及時控制軟體與介面作為平台 , 控制對象包括引 

擎線傳節氣門機構 , 駕駛模擬器 , 馬達 , 發電機電量 , 動力計等。圖 11 為該實驗平台上進行 

ECE40 行車循環之實驗結果 , 此圖中包括行車阻力與車速跟隨情形。圖中可以看出 , 低速時 , 

由於時間較短暫 , 因此車速跟隨情況較差 , 而高速時 , 由於節汽門開度較大且時間較長 , 跟 

隨情形可以令人滿意。此一實驗結果可得知 , 本實驗平台的已經能發揮功能 , 可以進行相關 

實驗。圖 12 為實驗時引擎轉速與驅動輪轉速之關係 , 利用此一數據 , 可以分析 CVT 速比之 

變化情形。 

複合動力車之能量管理系統 , 必須具備電池之殘電量 (SOC) 控制功能。SOC 之計算方式 

如下所述 : 

ηbat 

× Amp 

SOC = SOC − 

AH 

bat 

(1) 

其中 AH bat 為電池之額定電容量 ,Amp 為電池充放電電流 ,η bat 為電池之充放電效率 , 其計算 

方式如下所示 : 

⎧Vdch 

⎪ , Amp = idc 

> 0, Discharge 

Voc 

η 

bat 

= ⎨ 

(2) 

V 

⎪ 

oc 

, Amp = ich 

< 0,Charge 

⎪⎩ 

Vch 

11

其中 V dch 為電池放電電壓 ,V ch 為電池充電電壓 , 計算方式如下所示 : 

⎧V 

⎪ 

⎨ V 

⎪ 

⎩ 

dch 

= Vocv 

− idch 

× R 

= Vocv 

+ ich 

× R 

V = V (soc) 

ch 

ocv 

ocv 

dch 

ch 

(3) 

其中 V ocv 為電池開路電壓 ,R ch 與 R dch 為電池充放電時之內阻 , 該三個數據皆為 SOC 之函數 , 

且由電池之充放電實驗取得。實驗中採用 2 顆 12V 7.2AH 深度放電電瓶進行試驗 , 圖 13 為以 

6AH 充放電實驗時 , 電壓、電流、與累積 AH 之變化情形。 

根據本計畫之策略 , 利用實驗平台進行油耗測試。我們共進行 15 個 ECE-40 行駛循環以 

計算由耗值 , 每一個 ECE-40 行駛里程數為 1.014km, 進行 15 個總里程數為 15.21km 時間為 

2850sec。純引擎而未輔助下之行駛結果 , 經秤重結果得之總耗油量為 259g, 若假設汽油密度 

為 0.74g/ml, 由計算結果可得知每行駛一 ECE-40 約消耗 23.33c.c 汽油 , 也等於每一公升可行 

駛 43.46km。 

在相同測試條件下進行動力輔助時之油耗測試 , 圖 (14) 為進行動力輔助時 , 其中一個循 

環之參數變化情形 , 馬達只在加速過程輔助動力 , 因此一個循環中馬達只消耗 0.2AH, 亦即 

SOC 約下降 2.7%, 因此電池容量可以不必太大 , 體積與重量也可以縮小。然而因為車速跟隨 

過程中 , 引擎與馬達動力按照分配值同時加入 , 此二種動力之耦合控制程式設計目前未臻理 

想 , 於加速之過程中 , 車速跟隨情形較差 , 也限制了油耗之改善量 , 此一現象將持續進行改 

善。經秤重結果所得之總耗油量為 226g, 由計算結果可得知每行駛一個 ECE-40 循環約消耗 

20.36c.c 汽油 , 也等於每一公升可行駛 49.804km, 相較於純引擎 , 約可省 12.74% 之油耗 , 如 

圖 15 所示。由於加速過程中 , 引擎緩慢加速 , 因此加速過程之排氣污染值 CO、HC、NOx 

濃度約可下降 15%。 

3.2 機車實車設計與安裝 : 本計畫已經完成複合動力機車之實車設計與系統安裝 , 如圖 20 所 

示。實車部分包含 :750W 機車輪轂馬達 ( Hub motor)、線性霍爾加速把手 (linear acceleration 

handles)、電子式油門驅動機構 (Electronic throttle drive )、750W 發電機 (Generator), 馬達控制 

器、能量管理控制器、與充電控制器等 , 所有機構均自行設計與加工 , 以便未來技術能充分 

自主。 

在系統設計上 , 為配合實用性之要求以及廠商之建議 , 最大的挑戰為 : 機車空間、價格、 

與重量限制。因此馬達、發電機、電池組、馬達控制器、充電控制器、能量管理控制器、以 

及電子節氣門等各機構之安裝與設計為本計畫之挑戦 , 如圖 16 所示。本計畫之輪轂馬達安置 

12

於機車前輪 , 在輪毂馬達上裝置煞車碟片 , 使輪轂馬達具有碟式煞車功能 , 並在輪轂馬達上 

裝置輪速感知器用來偵測行車速度 , 考慮機車輪轂馬達周圍環境的不良將會影響感知器壽命 

與量測的準確度 , 因此本機車選用磁感式輪速感知器 , 以利進行車速計算。 

為了進行動力系統分配 , 將引擎傳統機械式油門改為電子油門 , 結構上使用小型 DC 直 

流馬達 , 透過減速機構來驅動節氣閥 , 在控制上 , 控制器接收手把上之加速油門輸出的訊號 

在經由輸出脈波寬度調整訊號 (PWM) 來完成油門控制。本計畫之電子油門具有獨創之自鎖功 

能設計 , 因此具備體積小、耗能低、以及反應快速等功能 , 目前已經著手申請專利中。在加 

速油門設計上 , 由於傳統電動機車皆使用電位計形式 , 主要優點為成本低、結構簡單 , 但電 

位計長時間使用情況下 , 接點的磨耗等因素將造成壽命縮短 , 同時造成準確度下降 , 而無法 

達到精準的控制。本計劃實車上之加速油門設計上 , 使用線性霍爾式加速油門 , 主要優點為 

訊號準確度高、壽命時間長等優點。 

關於發電機 , 由於目前市面上的機車全部均使用磁電機 , 其效率相當低 , 且無法提供足 

夠之電能驅動輪轂馬達 , 因此在實車上 , 利用本計畫所發展之發電機固定機構設計與充電控 

制器 , 安裝一種 14V750W 發電機 , 由引擎曲軸透過皮帶來驅動發電機 , 其主要優點為可以控 

制其輸出電流與改善原本發電量不足之缺點 , 更重要的是 , 不會影響引擎之散熱。由於輪轂 

馬達為 48v, 由 4 顆 12v7.2AH 電瓶串聯來供應電力 , 因此該發電機經由充電控制器 , 將發電 

機升壓之後對電瓶進行充電 , 充電電流則由能量管理控制器控制 , 此一做法可以隔離 48V 與 

12V 之電力系統。 

馬達控制器為二象限設計 , 經由能量管理控制器之控制 , 可以將馬達之功能區分為煞車 

回充或動力輔助兩個模式。 

本計劃之能量管理控制系統以 MotoHawk 控制器來完成。 MotoHawk 控制器主要用於各 

種交通工具控制器的開發系統應用上 , 核心處理器為 Motorola mpc555 晶片 , 主要介面是由 

Matlab /simulink 來進行程式的撰寫 , 並透過 Green Hills/multi2000 軟體來近行程式的編碼動 

作 , 並透過 USB 界面直接對 motorola 微處理器進行燒錄。此外 MotoHawk 控制器最大優點 

為具有線上直接修改參數的功能 , 因此可以隨時透過筆記型電腦來直接進行線參數調整。而 

最重要的是 : 由於記憶空間大 , 程式書寫與修改容易 , 本計畫之四個子計畫之控制程式皆可 

整合於此一控制器中。 

目前實車之各項硬體裝置與各相關電路已經裝配完成 , 並已經完成初步的能量管理控制 

程式進行試車。未來將進行最佳化參數分析 , 轉寫詳細控制程式 , 使此一部機車能真正上市。 

13

四、結論 

本計畫之主要工作除了總計畫之工作外 , 主要為以國內所生產之燃料噴射機車為標的 , 

發展負載調節式複合動力系統。提出以模糊控制為基礎之能量管理策略 , 並建立實驗平台 , 

以及提出實車之設計。根據計畫之工作項目 , 目前完成之工作包括 : 

• 完成世界各國有關複合動力系統之專利搜尋 , 目前已經完成 TOYOTA 與 HONDA 的專 

利搜尋與分析。 

• 已完成能量管理策略之設計與整車性能數值模擬。結果顯示 : 市售機車純引擎之平均油 

耗為一公升行駛 39.27 公里 (km/l), 而所設計之複合動力機車平均油耗為一公升約行駛 

45.52 公里 (km/l)。整體省油率為 16%。 

• 共完成一套複合動力機車實驗平台 , 與一部複合機車實車。實驗平台之實驗顯示 , 複合 

動力相較於純引擎 , 約可省 12.74% 之油耗。由於引擎緩慢加速 , 加速過程之排氣污染值 

CO、HC、NOx 濃度約可下降 15%。 

• 提出動力輔助式機車動力輔助系統與可變正時汽門裝置二項專利。 

由於動力輔助之比率非常低 , 動力分配之限制較大 , 以目前方式進行能量分配時 , 油耗與污 

染減量成效有其限度 , 然而 , 本計畫將持續進行研究 , 未來將設計動力分配最佳化之方法 , 

使油耗與污染減量更近一步降低 , 目前 , 已經有機車業界 , 願意合作共同研究與發展。 

14

五、參考文獻 

[1] K. Fukuo, A. Fujimura, M. Saito, K. Tsunoda, S. Takiguchi, “Development of the 

ultra-low-fuel-consumption hybrid car-INSIGHT,” JSAE Review 22 (2001) 95-103 

[2] 林政江 , 施保重 , “ 混合動力車的理論與實際 ”, 全華科技圖書股份有限公司 , 民國 91 年 3 

月。 

[3] B. K. Powell, T. E. Pilutti, “A Range Extender Hybrid Electric Vehicle Dynamic Model,” 

Proceedings of the 33 rd Conference on Decision and Control Lake Buena Vista, FL-December 

1994. 

[4] K. E. Bailey, B. K. Powell, “A Hybrid Electric Vehicle Powertrain Dunamic Model,” 

Proceedings of the American Control Conference, Washington, June 1995. 

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and Electric Vehicle Power Systems,” 2000 IEEE. 

[6] N. Jalil, N. A. Kheir, M. Salman, ”A Rule-Based Energy Management Strategy 

for a Series Hybrid Vehicle,” Proceedings of the American Control Conference Albuquerque, New 

Mexico June 1997. 

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Proceedings of the American Control Conference Seattle, June 1995. 

[8] E. Cerruto, A. Consoli, A. Raciti, A. Testa, ”Energy Flows Management in Hybrid Vehicle by 

Fuzzy Logic Controller,” 1994 IEEE. 

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Proceedings of the American Control Conference Chicago,lllinois June 2000. 

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Minimization Strategy For Parallel Hybrid Powertrains,” 2002 IEEE. 

[12] S. Delprat, T. M. Guerra, J. Rimaux, “Optimal control of a parallel powertrain: From global 

optimization to real time control strategy,” 2002 IEEE. 

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Vehicle Using Fuzzy Logic,” 1998 IEEE. 

15

圖 9 混合動力機車實驗平台 

Torque 

sensor 

Generator 

Generator 

Controller 

Brake and 

Torque sensor 

Dynamometer 

Controller 

Engine 

CVT 

Motor 

Motor 

Controller 

Throttle 

angle 

Throttle 

Controller 

Battery 

Engine speed 

Throttle angle 

Power split 

SOC 

algorithm 

estimator 

Energy Management System 

圖 10 混合動力機車實驗平台系統架構圖 

16

Load(N-m) & vehicle speed (km/hr) 

圖 11 實驗平台上進行 ECE40 行車循環之實驗結果。其中 , 

行車阻力 = 滾動阻力 + 爬坡阻力 + 空氣阻力 + 加速阻力。 

3rd cycle 

1st cycle 

2nd cycle 

穩態車速 

50km/hr 區 

穩態車速 

35km/hr 區 

穩態車速 

32km/hr 區 

穩態車速 

15km/hr 區 

圖 12 引擎轉速與驅動輪轉速之關係 

17

(a) 

圖 13 電瓶充放電試驗 (a) 放電 (b) 充電 

(b) 

圖 14 動力輔助模式下行車模式跟隨情形 

圖 15 動力輔助模式純引擎模式之油耗比較 

18

機車電子油門裝置 

充電控制器 

霍爾加速油門 

電子節氣門 

馬達控制器 

能量控制器 

電瓶組 

車速感知器 

發電機 ( 已加護罩 ) 

輪轂馬達 

實車發電機裝置圖 

機車前輪輪轂馬達 

圖 16 複合動力機車實車配置圖 

19

六、計劃成果自評 

目前已成功建立一實驗平台及原型車 , 並完成能量管理控制策略初步設計 , 

利用所設計之能量管理控制器已可在平台以及實車上做驗證 , 與之前所提之計 

畫內容相符 , 經由實驗發現 , 目前效果尚未最佳 , 於後續將繼續研究 , 達到最 

佳化動力設計。在專利產出方面 , 目前已完成動力輔助式機車動力輔助系統與引擎之 

可變正時汽門裝置共 2 項專利之申請 , 後續計劃將電子油門控制器提出專利申請 , 研究結 

果也將投稿至學術期刊。 

20

附錄一整合性計畫成果說明 

低污染複合動力燃料噴射機車關鍵技術之開發 

整合性計畫成果說明 

計畫主持人 : 曾全佑 , 林秋豐 , 陳立文 , 蔡建雄 

屏東科技大學車輛工程系 

整合型計劃簡介 

本計畫為整合型計畫 , 針對國內所生產之電子控制式燃料噴射機車 , 發展四個次系統 , 

然後整合成為一種省油 ( 低 CO2 排放量 ) 與低污染之複合動力燃料噴射機車 , 使國內之四期燃 

料噴射機車達到未來我國機車五期廢氣排放標準。此四個關鍵技術包括 : 負載調節式複合動 

力能量管理控制技術 , 適應性閉迴路噴油控制技術 , 機車引擎主動式可變汽門控制器 , 以及 

機車冷啟動污染減量技術。其中每一個技術之具體成果表現將是一套具備軟體與硬體之次系 

統 , 由四個子計畫分別完成 , 然後整合於一部複合動力機車之原型車進行上。研究工作項目 

包括各系統之機構與元件設計 , 理論推導 , 電腦模擬 , 與實驗驗證 , 最後將提出專利申請。 

若本計畫之技術將來能推廣於市場 , 則對污染減量之預期效益為 :CO 減量 16068 噸 / 年 ,HC 

減量 3213.6 噸 / 年 ,NOx 減量 160.68 噸 / 年。 

一、前言 

由於我國機車佔有率非常地高 , 目前機車之總量已欲達二千萬輛 , 而所排放出來的廢氣 

量就相當可觀。依據行政院環保署所推估的空氣污染總量 , 台灣地區機車每年可產生 16 萬多 

噸的一氧化碳 (CO) 及 9 萬多噸的碳氫化合物 (HC), 分別占全國總排放量之 15% 及 11%。 

所以 , 多年來環保署積極構思空氣污染改善措施來改善機車廢氣排放問題。再者 , 為了因應 

世界各國幾近於零污染之法規 ( 例如歐盟 EURO-IV 法規 ), 與京都議定書中對 CO 2 的排放量 

減量之要求 , 身為機車主要輸出國之我國 , 必須同時建立超低污染與低油耗之技術 , 因為對 

車輛引擎來說 , 減少 CO 2 的排放量意味著引擎必須更為省油。 

在性能及使用方便性不變下 , 噴射引擎機車的廢氣排放可較傳統化油器引擎機車為低且 

更為省油 , 所以 , 電子燃油噴射式機車引擎之開發就成為環保署的主要推動重點 , 並且有了 

卓著之成效 , 國內目前五家主要機車廠已經開發並上市燃料噴射機車。然而國內目前之燃料 

噴射機車技術 , 尚未達到未來我國機車五期廢氣排放標準以及 EURO-IV 超低油耗與低污染之 

標準 , 甚至發現 , 環保署對使用中機車定期檢驗之結果統計中 , 有高達 30% 之不合格率。究 

其原因為目前 , 國內各機車廠所推出之量產噴射引擎機車之軟體與硬體技術皆來自國外 , 且 

21

為開迴路式噴油控制 , 尚無閉迴路暫態噴油控制技術的研發 , 因而於引擎與燃料系統元件老 

化時 , 例如 , 噴油嘴阻塞時 , 噴油量未隨之自動調整控制 , 閉迴路暫態噴油控制技術 , 是真 

正能改善以上情況的主要技術之一。 

然而 , 由於我國城市交通易阻塞 , 引擎負荷變動量大 , 單純採用閉迴路暫態噴油控制技 

術 , 尚未能大量降低排污。因此針對國內所生產之燃料噴射機車 , 發展低油耗與低污染之控 

制技術為本計畫之目標。根據本計畫團隊之研究 , 降低燃料噴射機車排污可以從下列方面著 

手 : 加入動力輔助系統 , 將機車引擎易排污且耗油之操作點交給電動馬達 , 縮短冷車時間 , 

改善引擎之容積效率 , 以及改善噴油控制系統。因此本整合型計畫針對國內所生產之電子控 

制式燃料噴射機車 , 發展四大關鍵技術與次系統 , 然後整合成為一種超省油 ( 低 CO 2 排放量 ) 

與低污染之複合動力燃料噴射機車技術 , 目標是使國內之燃料噴射機車達到未來我國機車五 

期廢氣排放標準以及 EURO-IV 超低油耗與低污染之標準。在此一目標下 , 本計畫實施之預期 

效益為 , 空氣污染物減量 :CO 減量 16068 噸 / 年 ,HC 減量 3213.6 噸 / 年 ,NOx 減量 160.68 噸 

/ 年。 

本計畫包括四大關鍵技術 : 負載調節式複合動力能量管理控制技術 , 適應性閉迴路噴油 

控制技術 , 機車引擎主動式可變汽門控制技 , 以及機車冷啟動污染減量技術 , 其中每一個技 

術之具體成果表現將是一套具備軟體與硬體之次系統。各子計畫皆有控制程式 , 於發展階段 , 

各分項技術在各自的實驗平台 , 以 Matlab /simulink 撰寫程式 , 然後利用 Matlab/xPC real time 

系統進行控制。Matlab/xPC 系統可分為 Host PC 及 Target PC。Host PC 主要扮演人機介面的 

角色 , 以便操作人員進行參數的設定。此外 , 亦可利用 Host PC 快速地建立控制程式 , 再經 

由網路將程式傳送至 Target PC 上。最後 ,Target PC 就能依照程式以 real time 方式進行控制。 

總計畫建立一部複合動力機車之原型車作為各分項技術之平台 , 並建立一個上層管理模 

組 , 完成硬體介面 , 以便各分項技術所發展之次系統加入 , 最後目標為完成一套低污染複合 

動力燃料噴射機車系統。本研究之上層能量管理控制系統以 MotoHawk 控制器來完成 , 該控 

制器主要用於各種交通工具控制器的開發系統應用上 , 核心處理器為 Motorola mpc555 晶片 , 

軟體也是由 simulink 來進行程式的撰寫 , 因此再各自實驗平台之分項技術軟體可以直接移植 

到 MotoHawk 控制器。MotoHawk 控制器最大優點為具有線上直接修改參數的功能 , 因此可 

以隨時透過筆記型電腦來直接進行線參數調整。而最重要的是 : 由於記憶空間大 , 程式書寫 

與修改容易 , 本計畫之四個子計畫之控制程式皆可整合於此一控制器中。目前實車之各項硬 

體裝置與各相關電路已經裝配完成 , 並已經完成初步的能量管理控制程式進行試車。 

22

機車引擎電磁式 

可變汽門控制技 

術 

適應性閉迴路 

噴油控制技術 

負載調節式複 

合動力能量管 

理控制技術 

機車冷啟動污 

染減量技術 

燃料噴 

射機車 

低污染複合 

動力燃料噴 

射機車 

附錄一圖 1 低污染複合動力燃料噴射機車技術關聯圖 

三、計畫成果對空污之減量成效 

本計畫之目標是使國內之燃料噴射機車達到未來我國機車五期廢氣排放標準以及 

EURO-IV 超低油耗與低污染之標準。在此一目標下 , 本計畫之成果對空污之減量成效分析如 

下。我國機車四期與五期之排放標準為 : 

四期 

CO 

[g/km] 

HC 

[g/km] 

NOx HC+NOx 備註 

[g/km] [g/km] 

7.0 1.0 二衝程 

(93 年 ) 7.0 2.0 四衝程 

五期 2.0 0.8 0.15 < 150cc 

(96 年 ) 2.0 0.3 0.15 > 150cc 

則各污染物減量之計算方法為 : 

各污染物減量 (ton/year) = 機車數 × 每年行駛平均里程 (km/year)× 每公里各污染物減量 

(g/km)/10 6 。 

假設未來只出售四行程機車 , 以 93 年機車之掛牌數 78 萬台估計 , 且每台機車ㄧ年平均行駛 

里程為 4120 公里。則若將這些機車從符合四期污染排放標準提升至五期污染排放的改善量來 

估算 : 

CO 減量 =78 萬 ×4120×(7-2)/100 萬 =16068 噸 / 年 

HC 減量 =78 萬 ×4120×(1.8-0.8)/100 萬 =3213.6 噸 / 年 

NOx 減量 =78 萬 ×4120×(0.2-0.15)/100 萬 =160.68 噸 / 年 

23

於計算過程中 , 由於四期之標準中 ,HC 與 NOx 為合併計算 , 為了能獨立計算各污量 , 這裡 

假設四行程化油器機車之 HC 排放量 : NOx 排放量約為 9 : 1。 

四、計畫成果 

本計畫已經完成複合動力機車之原型車之設計、製作、與試車。此原型車可以整合能量 

管理、噴油控制、與可變汽門控制、與排氣流道控制等各項技術之實驗驗證平台。計劃過程 

中 , 產出五項專利 , 以及完成下列分項技術與成果。 

(1) 負載調節式複合動力能量管理控制技術 : 此工作項目為發展一種低輔助比率之負載調節式 

複合動力系統 , 主要使引擎與馬達與發電機對應於駕駛者之功率需求下 , 根據系統之輸入 

參數 , 選擇使整個系統之引擎與馬達動力分配最佳值 , 使引擎操作點位於最佳區域 , 達到 

省油及低污染之要求。計劃成果為完成一套複合動力機車實驗平台與能量管理策略與程 

式 , 世界各國有關複合動力系統之專利搜尋 , 能量管理策略之設計與整車性能數值模擬 , 

複合動力機車實驗平台與一部複合機車實車 , 產出動力輔助式機車動力輔助系統與可變正 

時汽門裝置二項專利。實驗結果顯示 , 複合動力相較於純引擎 , 約可省 12.74% 之油耗。 

由於引擎緩慢加速 , 加速過程之排氣污染值 CO、HC、NOx 濃度約可下降 15%。 

v k 

Δα k 

α k 

Fuzzy logic 

For discharge 

0.6≤SOC 

β 

βΔα k 

(1-β)Δα k 

Motor 

Engine 

ΔT_M k 

CVT 

+ 

+ 

ΔT_Eng k 

Total 

Torque 

Driver 

0.6≤SOC≤0.7? 

SOC 

Estimator 

Battery 

Δα k 

α k 

SOC≤0.7 

Fuzzy logic 

For charge 

β ch 

Δα k 

Generator 

Engine 

ΔT_Gen k 

- 

+ 

ΔT_Eng k 

CVT 

Total 

Torque 

v k 

附錄一圖 2 能量管理與控制系統架構圖 

24

附錄一圖 3 混合動力機車實驗平台 

霍爾加速油門 

電子節氣門 

馬達控制器 

能量控制器 

電瓶組 

車速感知器 

發電機 ( 已加護罩 ) 

輪轂馬達 

附錄一圖 4 複合動力機車實車 

25

附錄一圖 5 動力輔助模式純引擎模式之油耗 

(2) 機車之適應性噴油控制系統開發 : 此工作項目為建立一套機車引擎噴油的適應性控制系 

統 , 使得噴油量能隨著空氣進氣量的動態變化而得到適時的補償 , 以維持理論空燃比值 , 使 

得機車在加減速時仍能維持適當的噴油量 , 可大幅減少空氣的污染。計畫成果為完成一套機 

車引擎暫態噴油控制器實驗平台的軟體與硬體 , 發展出適應性類神經網路控制為基礎之暫態 

噴油控制策略 , 機車引擎燃油傳遞動態方程式的建立 , 適應性類神經網路暫態噴油控制設計 , 

以及暫態噴油控器性能之模擬與實驗驗證。根據實驗的結果 , 在引擎暫態運轉時 , 本研究所 

發展的噴油控製器在其理論空燃比附近擺動的標準差可低至 0.28, 與機車原 ECU 的 0.4 相較 , 

改善了 30%, 根據推估 , 以四期環保標準 , 每年新增 60 萬輛機車估計 , 約可對新車提供每年 

CO 123.6 噸、HC 28.3 噸、以及 NOx 13.1 噸的減量。 

進氣歧管 

引擎 

廢 

氣 

類神經網路 

燃油噴 

射控制 

air 

節氣閥 

含氧感 

知器 

D 

D 

適應性法則 

燃油動態 

附錄一圖 6 機車引擎噴油的適應性控制系統架構圖 

26

附錄一圖 7 引擎暫態噴油控制器實驗平台 

12 

10 

THROTTLE ANGLE COMMAND [DEG] 

8 

6 

4 

2 

0 

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 

(A) TIME [SEC] 

附錄一圖 8 節汽氣門開度輸入 

18 

17 

SD = 0.70 

16 

AIR−FUEL RATIO 

15 

14 

13 

12 

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 

(B) TIME [SEC] 

附錄一圖 9 訓練半分鐘後的機車空燃比值 

27

18 

17 

SD = 0.37 

16 


15 

14 

13 

12 

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 

(C) TIME [SEC] 

附錄一圖 10 訓練 1 分鐘後的機車空燃比值 

18 

17 

SD = 0.28 

16 


15 

14 

13 

12 

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 

(D) TIME [SEC] 

附錄一圖 11 訓練後 1 分半分鐘後的機車空燃比值 

28

(3) 機車引擎電磁式可變汽門系統開發 : 此工作項目為建立一套機車引擎電磁閥式可變汽門 

系統 , 使得汽門的開閉時間能夠依照引擎運轉狀態而調整 , 也可改變汽門升程 , 以控制引擎 

的進氣量。此一系統可以免除節氣門的操作 , 來減少進氣時的 pumping loss, 以增加進氣時的 

容積效率。若搭配準確的噴射系統 , 將可使污染排放大幅減少 , 節省燃油又增加引擎動力。 

本計畫首先蒐集相關的專利與專利地圖的分析。然後 , 提出兩種不同的系統架構之專利。其 

一為直接電磁閥作動型 , 其二則為一種混合型 , 結合電磁閥與凸輪的作動來控制汽門的正時 

與揚程。在控制法則的建立上 , 本子計畫使用前饋暨回饋控制法則來進行控制。最後 , 並建 

立一套實體的測試平台 , 以便測試控制法則的性能。並提出專利申請。 

附錄一圖 12 電磁閥式可變汽門系統實體圖 

29

電磁線圈 

電磁閥體 

汽門開起範圍 

缸蓋 

缸頭 

電磁閥 

缸蓋 

缸頭 

汽門 

汽門彈簧 

剖視圖 

缸頭整體圖 

附錄一圖 13 電磁閥式汽門機構架構圖 

8 x 10-3 

displacement(m) 

6 

4 

2 

0 

0 50 100 150 

50 

current(Amp) 

0 

-50 

0 50 100 150 

Cam angle(deg) 

附錄一圖 14 電磁式可變汽門機構運動軌跡圖 

30

(4) 機車冷啟動污染減量技術之開發 : 此工作項目為建立一個新的可變排氣管的構型 , 用以 

解決冷啟動的汙染問題 , 而且不會增加油耗與降低最大馬力。並以計算流體力學的方法來設 

計此可變排氣管內的觸媒佈置與管路設計與分析。此排氣管的設計可較傳統排氣管多出 7% 

左右的最大馬力 , 改善冷車階段 37% 的汙染。由於所提出之排氣管具新穎性、進步性與產業 

利用性 , 所以此排氣管已申請專利。 

附錄一圖 15 新型可變管道之排氣管 

附錄一圖 16 新型可變通道排氣管試作品 

31

附錄一圖 17 可變排氣管內速度向量圖 

附錄一圖 18 閥門設計圖 

32

附錄二空污防制科研計畫研究成果資料表 

空污防制科研計畫研究成果資料表 

■ 可申請專利 ■ 可技術移轉日期 :95 年 12 月 31 日 

計畫名稱 : 負載調節式複合動力機車能量管理控制系統開發 

計畫資料 


計畫編號 : NSC 95-EPA –Z-020 -001 

( 總計畫名稱 : 低污染及替代燃料車輛污染防治技術研究 ) 

技術 / 創作名稱 

發明人 / 創作人 

技術說明 

動力輔助式機車動力輔助系統 

曾全佑 

中文 : 此創作是一種崁入式的機車動力輔助系統 , 本系統由輪轂馬 

達模組、節氣門控制機構和相關控制器所組成 , 主要加裝馬達模組 

於原使用內燃機引擎的機車上 , 形成低比率動力輔助的油電混合機 

車 , 主要目的為降低原機車之油耗與排污。本系統除了加裝此一輪 

轂馬達以及節氣門控制機構之外 , 所有機構和原車完全相同 , 因此 

結構簡單 , 所增加成本低。 

英文 :A embedded power assistant system for fuel injection scooter is 

proposed. The system is consisted of a hub motor, an energy 

management controller, a generator, and a electronic throttle valve. 

The system is aimed at improving fuel consumption and emission of 

the scooter. 

可利用之產業 

及 

可開發之產品 

技術特點 

機車工業 

於加裝之機車不增加太多重量、體積與成本之前提下 , 藉由設計之 

動力輔助系統降低機車之油耗與排污 , 達到省油及低污染之目地。 

推廣及運用的價 

值 

結構簡單、增加成本低 , 對於降低油耗及污染 , 具有相當大的潛力 , 

極適合應用於機車工業 

33




計畫資料 






引擎之可變正時汽門裝置 

曾全佑、林秋豐、王土發、李昭毅 

中文 : 本發明之主要目的係提供一種引擎之可變汽門正時裝置 

, 其係藉由在一汽門組件之一汽門桿的末端穿設結合一電磁閥 

, 以便該電磁閥係帶動該汽門組件之軸向位移 , 進一步調整引 

擎之汽門正時及汽門揚程大小 , 使得本發明具有提升構件作動 

精度、增進引擎進排氣效率及提升引擎輸出動力之功效。 

技術說明 

英文 :A variable valve timing control system is proposed, in which a 

variable displacement valve lifter is embedded into the traditional 

valve train to regulate opening and closing timing of the valve. 


及 


技術特點 

汽機車工業 

構造簡單、成本低廉、體積小 , 藉由所設計之可變汽門正時裝置 

提昇引擎整體效率 


值 

對於提升引擎整體效率有極大幫助 , 極適合用於汽機車工業 

34




計畫資料 






技術說明 

電子油門控制器 

曾全佑 

中文 : 

為了控制引擎之動力能為最佳 , 以減少油耗及排污 , 本計劃發展一 

套電子油門與控制器 , 本創作在機構上使用小型 DC 直流馬達 , 透 

過減速機構來驅動節氣閥 , 並加入獨創之自鎖功能 , 達到低耗能之 

目的 , 在控制上 , 控制器接收油門之加速訊號 , 再經由輸出脈波寬 

度調整訊號 (PWM) 來完成油門控制。 

英文 :A electronic controlled throttle valve is proposed. The system is 

consisted of a DC motor and a worm gear transmission. It has the 

advantages of small volume, low energy consumption, as well as fast 

response. 


及 


機車工業 

體積小、耗能低、定位精準、以及反應快速 

技術特點 


值 

結構簡單、成本低廉 , 極適合應用於機車工業 

35

附錄三專利搜尋與分析結果 

目前已有許多車廠針對混合動力系統進行研究與開發 , 並且已有車廠開始販售混合動力 

車輛於市面。專利搜尋的方法主要是考慮各車廠對混合動力系統的相關技術與開發的成熟度 

與可用性。因此 , 在進行專利的搜尋時 , 計畫將從已經有量產的車廠先進行搜尋再進一步擴 

及無量產實績車廠與非車廠之零組件廠商之專利部分。與計畫相關的部分主要依動力產生與 

動力傳輸部分、電能控制以及排污控制三部份進行搜尋。所以計劃中的專利搜尋步驟與範圍 

將如下圖表示 : 

車廠 

非車廠 

有量產實績車廠 

(TOYOTA、HONDA、FORD) 

無量產實績車廠 

(NISSAN、GM、BMW、CHRYSLER、VW) 

動力傳輸、電能管理、排污管理 

美國專利資料庫 

比較各車廠提出的專利 

1 專利搜尋結果 

進行混合動力車專利搜尋 , 主要是透過經濟部智慧財產局的網站進行搜尋。其中、主 

要的搜尋的網站有美國商標局所刊錄的專利網站 ( http: //www. uspto. gov ) 與中華民國專利 

公報 (http: //nbs.apipa.org.tw)。 

進行相關專利搜尋時 , 藉由搜尋各個廠商的對混合動力車所提出的專利進行完整搜尋。 

搜尋策略以鍵入 hybird + 廠商作為關鍵字之搜尋 (EX:hybrid vehicle + TOYOTA)。下表 

為計畫中所搜尋的各家廠商所擁有的混合動力車專利數目 , 精每一篇研讀後 , 並過濾對本計 

畫有幫助之專利 , 結果如表中所示 , 約只有 1/3 可用。 

36

車輛廠商搜尋專利篇數過濾後可用專利篇數 

TOYOTA 155 47 

HONDA 165 52 

NISSAN 95 32 

FORD 65 21 

GM 18 3 

CHRYSLER 12 5 

BENZ 0 0 

BMW 4 1 

VW 9 0 

AUDI 0 0 

國內廠商 12 6 

單位 : 篇 

上表主要為較大規模車廠所提出的混合動力車輛專利。由上表可以看出 , 現今很多混合 

動力車的專利都屬於日本的三大車廠 (TOYOTA、NISSAN、HONDA ), 美國則除了福特公司 

有較多專利外 , 通用汽車與克萊斯勒汽車的專利並不多 , 歐洲各車廠的混合動力車專利則幾 

乎沒有。可見在混合動力車的開發與研發上 , 日本有較多的專利權提出。因此 , 計畫中擬以 

日本三大車廠與美國福特廠的專利作技術研究的對象 , 除了其較多專利外 , 也是認為這四間 

車廠已經有車子量產所以專利技術的成熟度應較高。在期末報告的呈現上 , 我們將上述四家 

廠商的混合動力車專利 ( 共 152 篇 ) 作有系統的分類 , 並且將每一篇的技術內容加以濃縮成 

1~2 頁文章與關鍵圖 , 放在附錄 B 中 , 供有興趣者查閱相關技術。其中 , 分類的策略以排污 

管理系統、動力傳輸系統以及電能管理系統等三大部分進行分類。每一篇專利內容包含 : 專 

利編號、專利發表日期、專利所屬公司、專利技術概述以及專利重要附圖等五項主要資訊 , 

共 152 篇 , 其屬性與分類如下表所示 : 

車廠 

項目排污管理動力傳輸電能管理 

TOYOTA 11 25 11 

HONDA 7 29 16 

FORD 1 14 6 

NISSAN 1 26 5 

單位 : 篇 

37

2 專利內容分析 

為了使搜尋的專利報告更具有較佳的參考價值 , 計畫中擬以日本三大車廠 (TOYOTA、 

HONDA、NISSAN) 與美國福特廠 (FORD) 的專利作技術研究的對象 , 除了其較多專利外 , 也 

是認為這四間車廠已經有車子量產所以專利技術的成熟度應較高。其中 TOYOTA、HONDA、 

FORD 車廠已經有量產車出售 , 而 NISSAN 車廠也已經宣稱即將量產。 

現行混合動力系統 , 主要以 TOYOTA 與 HONDA 兩大車廠的所使用的混合動力系統為主。 

TOYOTA 的混合動力系統是配備 68 馬力以上的馬達以提供足夠的市區起步動力 , 馬達與引 

擎視需求擇一選擇運轉 , 當駕駛者動力需求顧大時 , 引擎與馬達才會同時運轉提供足夠的動 

力輸出 ; 而 HONDA 的混合動力系統則只配備 20 馬力以下的馬達 , 以引擎作為主要動力來源 , 

因此引擎除了混合動力車完全靜止才會熄火。馬達僅僅只是提供額外的動力補償。而 FORD 

所採用的混合動力系統則以類似 TOYOTA 混合動力系統做為藍本加以修改並運用。NISSAN 

之量產車種技術則尚未揭露 , 但依專利的技術來看應該是 TOYOTA 系統之改良版。下表為這 

兩中系統所具有的一些相似處與差異處 

相似處 

差異處 

TOYOTA 

FORD 

1. 採用 CVT 變速系統使動 1. 馬達 >68hp 

力傳輸綿密與節省燃油 2. 混合動力系統在起步時是靠馬達運轉提 

2. 以行星齒輪組來達到平供動力。 

順的動力銜接。 

3. 高速巡航時 , 引擎與馬達同時運轉。 

HONDA 

3. 車輛煞車時 , 藉由吸收 1. 馬達

以下將針對各個車廠的混合動力技術所提出的專利 , 並且探究其解決各廠商所屬的混合動力 

系統所面臨的問題或概念。 

由於各個車廠所採用的混合車策略不同 , 所以所衍生的專利也有所不同 , 我們將依據各車廠 

所提的混合動力之專利 , 進行分析以探究各車廠之混合動力系統中之關鍵技術或概念。 

39

3 TOYOTA 車廠混合動力車之專利分析 

3.1 TOYOTA 混合動力量產車規格 

CAR Engine power Motor power 

Toyota Prius (1:0.89) 

Toyota Prius GT (1:0.83) 

控制手段 : 

76hp/11.34kgm 

99 hp 

68hp/13.2kgm 

82hp 

1. 起步時 , 馬達為主要動力來源。若重踩油門起步時 , 引擎會啟動與馬達共同輸出動力 , 直 

到鬆油門時 , 引擎便熄火。 

2. 加速時馬達與引擎一起提供動力。 

3. 高速巡航時由引擎驅動發電機發電。遇到超車時需要大量的動力時 , 電瓶會提供電能使馬 

達運轉 , 滿動力之需求。 

4. 減速時 , 時速在 40km/h 以上引擎與馬達同時運轉 , 引擎同時帶動發電機發電。當車速低 

於 40km/h 以下引擎將會熄火 , 利用減速煞車能量帶動發電機產生電能儲存於電池中。 


Lexus 

Hybrid(1:0.25) 

作動情形 : 

RX400h 268hp/29.3kgm 

68hp/13.2kgm 

1. 車輛起步時 , 由車輛前方之馬達提供起步所需之動力。 

2. 加速時由引擎與車輛前、後兩顆馬達提供所需的動力。 

3. 車輛在高速定速時 , 由引擎提供所需的動力。當突然需要額外的動力時 , 馬達 

將會提供額外的動力協助引擎輸出。 

4. 煞車或減速狀態時 , 吸收車輪運動產生的慣性帶動發電機產生電能並儲存於電瓶中。 

5. 倒車時主要是由馬達提供所需動力。 

3.2 TOYOTA 混合動力車各系統概念與特色 

a. 馬達部份 : 

TOYOTA 的混合動力系統中 , 馬達所扮演的角色在於提供足夠讓馬達輸出動力已帶動車 

輛。當引擎熄火時 , 馬達提供動力帶動車輛 , 因此馬達本身功率就有一定的要求。為了使 

馬達輸出效率得以改善 , 因此利用培林與曲片吸收曲軸與扭力轉器作動時所造成的振動 , 

以提升馬達輸出效率 (TP4)。 

40

. 引擎部份 : 

TOYOTA 的混合動力系統中引擎扮演的角色在於提供車輛在高速巡航下所需的動力 , 透 

過偵測節氣們的開啟程度判斷出駕駛者的動力需求 , 判斷出引擎是否能在最佳燃油經濟性 

範圍內提出足夠的動力以及是否需要馬達輸出額外動力給予動力補償 (TP3)。明確規範車 

輛負載程度 , 決定引擎將啟動或是熄火 (TP12)。因此引擎部分動力需求則可以視混合動力 

車本身訴求而定 ( 動力、經濟訴求 ) 決定輸出功率大小。當電瓶 SOC 值達下限時 , 引擎 

也會啟動並提供動力帶動發電機產生電能 (TB10)。 

c. 變速箱系統 : 

變速箱系統以無段變速系統 (CVT) 作為動力傳輸系統 , 依照車輛行駛狀態對變速箱建立適 

當的油壓 , 獲得符合車輛負載的齒比 (TP19)。提供更精準以及更柔順的齒比轉換 , 適時達 

到動力放大之目的以滿足駕駛者動力需求並減輕引擎負擔 (TP5、TP7、TP15)。搭配行星 

齒輪組與內部制動系統 , 減少行星齒輪組本身轉動時所造成的動力損失 (TP11)。 

d. 發電機部份 : 

TOYOTA 的混合動力系統中的發電機是與馬達結合在一起。當電瓶 SOC 值過低時 , 會啟 

動引擎帶動發電機產生電能 , 並且透過行星齒輪組的搭配 , 避免發電機轉速過高反而使產 

生電能效率下降 (TP23)。並且透過馬達與引擎之間的動力搭配 , 提供適當的供電量以確保 

電瓶在正常狀態下使用 (TP24)。當混合動力車在減速狀態下 , 透過吸收車輪轉動慣性來帶 

動發電機 , 產生電能並儲存於電瓶之中。但是在減速狀態中仍然分成二輪驅動車型與四輪 

驅動車型之差異。 

d-1 二輪驅動車型是透過上述的利用引擎帶動與煞車時吸收車輪慣性等兩種手段帶動發 

電機。在煞車狀態時 , 發電機主要是由驅動輪的車輪貫性帶動發電機動力產生電能。 

( 車型 :TOYOTA PRIUS) 

d-2 四輪驅動車型由於將發電機分別配置在前、後輪。因此在煞車時 , 能夠分別吸收前 

後輪的慣性能產生電能 , 這樣的手段不僅可以更完全的吸收車輪慣性量將發電量提 

升到最高。四輪驅動車型的引擎本身配置大排氣量引擎 , 當車輛在高速巡航時 , 引 

擎仍有餘力提供動力帶動發電機 , 帶動發電機產生電能。( 車型 :LEXUS RX-400h) 

e. 電池系統 : 

電池系統在混合動力系統中扮演著除了提供電能與儲存電能的功能 , 因此在實際混合動 

力車的電池系統 , 為了能夠有較佳的充放電表現因此採用了兩個電能儲存裝置所結合。 

第一儲電裝置為電容、第二儲電裝置為一般電池 , 當第一儲電裝置儲存滿後再將電能轉 

41

儲存到第二儲電裝置 , 達到瞬間放電與保護電池之目的 (TB6)。馬達與發電機之間存在 

一個轉換器 , 減低電瓶的負荷並且能縮小電瓶的尺寸 (TB8)。偵測電瓶狀態適當調整電池 

充放電的需求量以保護電池 (TB11)。電瓶本體以金屬製成稜柱狀密封式的電池外殼 , 並 

在電池外殼在適當距離有突出設計 , 提升電瓶的冷卻能力及擺放性 (TB9)。透過車速的不 

同改變不同的 SOC 範圍 , 適當修改電瓶的充放電能力 , 提昇使用效率 (TB1)。避免錯誤 

的估算對電瓶的充電量與放電量時 , 提出利用電壓與電流等參數 , 減少錯誤估算而造成 

受使用壽命的縮短 (TB2)。經由偵測電瓶的殘餘電量與輸出電能的電壓兩種參數 , 使電瓶 

輸出時不會造成電瓶惡化 (TB3)。並提出相關係數 K 值 (K= 電瓶無負載電壓 / 電瓶殘電 

量 ), 明確規範出電瓶在充放電是否會造成電瓶壽命縮短 (TB4)。 

42

3.3 TOYOTA 混合動力車各運轉狀態之操作概念與特色 

(A)、低速運轉狀態 : 

當混合動力車起步時 , 以馬達作為提供主要動力來源。在馬達帶動混合動力車輛時 , 會透 

過加熱引擎冷卻水讓引擎能夠盡快達到工作溫度 (TE3), 同時配合電能傳輸至觸媒 , 幫助 

觸媒縮短暖化的時間 (TE6), 達到增加引擎的熱效率以及減少排氣汙染。此時若是動力需 

求較大時 , 引擎會短暫啟動以提供額外動力 , 進行動力補償的同時為了確保車輛的行駛安 

全性 , 整合了煞車系統與循跡系統避免在動力補償時造成打滑 (TP1)。當車輛長時間低速 

運轉時而導致電瓶內的電能過度損耗 , 利用偵測電瓶的 SOC 值 , 必要時機啟動引擎帶動 

發電機提供能量帶動發電機產生電能 (TP13)。避免在行駛不會有動力中斷的現象產生 , 因 

此電瓶的 SOC 達下限時 , 仍然可提供足夠的電力帶動引擎的啟動馬達 (TB7)。並且車輛行 

駛狀態對應不同的 SOC 值適用範圍 , 確保電能能夠永遠滿足駕駛者動力需求。 

(B)、高速運轉狀態 : 

高速巡航時由引擎提供主要驅動力帶動車輛。當瞬間需要大量的動力時 , 提出一連串的提 

升動力步驟 , 配合馬達的動力輸出補償與齒比更換 , 使引擎能夠在最佳燃油效率範圍內運 

轉 (TP10)。當混合動力系統進行動力來源的切換時 , 為了可以平順切換動力輸出源 , 而採 

用了行星齒輪組達成順利銜接各項動力源之目的 (TP8)。透過內部制動系統達到減少動力 

損耗之目的 (TP14)。同時考慮到當馬達未輸出動力時 , 馬達會因為行星齒輪的組合反而對 

引擎造成不必要的負擔 , 因此提出在動力源與行星齒輪間存在一個油壓離合器 , 透過快速 

的結合與釋放達到減少對輸出動力源的負擔 (TP16)。採用無段變速系統 (CVT) 提供更適當 

的變速箱齒比的選擇 , 使引擎可在最佳燃油效率下運轉 (TP9)。同時偵測潤滑油本身的溫 

度並加以控制油溫 , 避免機油的劣化造成整體的動力輸出效力下降 (TP22)。透過引擎啟動 

的轉速加以控制 , 求得平順的動力銜接以及確保引擎啟動完成平順銜接引擎動力 (TP21)。 

同時引擎啟動速度上也有所對策以盡量縮短啟動時間 , 透過控制曲軸的停放位置以利下次 

可以迅速啟動 (TE9)。提出更進一步控制供油與點火以確保能在最短時間啟動引擎 

(TP20)。若引擎未達工作溫度時便必須運轉的狀態下 , 透過改變氣門開啟時機的手段 

(TE10), 與搭配改變引擎負載使排氣溫度上升加速暖化觸媒 (TE11) 的手段拿到加速暖化處 

媒之速度 (TP2)。 

43

(C)、煞車、減速充電狀態 : 

車輛減速時 , 透過吸收車輛本身的轉動慣性 , 獲得帶動發電機的能量產生電能同時提供煞 

車能力 (TP25)。當車速低於 40KM/H 時 , 引擎將停止運轉 , 以減少排氣污染與油耗 (TP6)。 

當混合動力系統需要將引擎熄火時 , 伴隨而來的就是觸媒的在高溫時的含氧量 , 造成不必 

要的氧化作用導致縮短觸媒壽命。為了減少觸媒在引擎熄火時 , 觸媒在高溫時還充滿著氧 

氣而縮短觸媒壽命 , 提出在熄火期間會提供較濃厚的油氣傳到觸媒內 , 減少觸媒含氧程度 

(TE1)。為了能夠更確實將油氣傳送到觸媒 , 提出了進一步控制點火與供油 , 確實達到將 

油氣傳送到觸媒 (TE4)。同時提出了在排氣管頭段增設一個控制閥門 , 適時關閉閥門減少 

氧氣流通量 (TE2)。當車輛必須熄火時 , 若觸媒溫度仍高於預設門檻值 , 引擎將不給予熄 

火 , 確保觸媒溫度不會過高加速氧化而造成縮短觸媒壽命 (TE5)。為了解決上述問題因此 

提出改變引擎負載 , 降低排氣溫度進而對觸媒降溫 , 直到觸媒溫度降到上線門檻時引擎才 

會給予熄火 (TE7)。當引擎滿足熄火條件 , 透過改變汽門開啟時間 , 使燃燒室瞬間缸壓確 

實完成引擎熄火的動作 (TE8)。並且在車輛熄火時 , 整個動力元件的潤滑也將改由行星齒 

輪組帶動潤滑油泵浦 , 以提供整體動力輸出機件所需的潤滑能力 (TP18)。車輛減速時 , 為 

了提供更強大的煞車扭力 , 搭配無段變速系統 (CVT) 適時調整齒比以達到放大煞車能力同 

時提升充電效率 (TP17)。並且將適時的改變發電機工作方式 , 避免不正常放電造成電瓶壽 

命縮短 (TB5)。 

44

4 HONDA 車廠混合動力車之專利分析 

4.1 HONDA 混合動力量產車規格 


Honda Insight (1:0.2) 73hp/12.3kgm 13hp/5kgm 

CIVIC (1:0.14) 93hp/13.4kgm 13hp/5kgm 


1. 車輛起步加速時 , 馬達提供動力協助引擎輸出 , 滿足起步、加速時較大的動力需求。 

2. 高速巡航時 , 引擎為主要動力輸出來源。 

3. 煞車時 , 藉由煞車減速能量帶動發電機產生電能儲存於電瓶中。 

4. 車輛在暫時停止時 , 引擎會自動熄火 , 減少不必要的燃料消耗。 

( 此時 , 電瓶 SOC 值必須高於電瓶的最低下限。) 


Accord 

(1:0.067) 

控制手段 : 

Hybrid 240hp/29.3kgm 

16hp/13.6kgm 

1. 車輛在起步與加速時 , 馬達提供動力協助引擎輸出 , 滿足起步與加速時較大動力需求。 

2. 高速巡航時 , 引擎提供所需之動力。搭配汽缸管理系統 (VCM), 某些汽缸將不進行點 

火與停止供油 , 達到減少燃油之目的。並將多餘動力帶動發電機產生電能儲存於電 

瓶中。 

3. 煞車時 , 藉由煞車減速能量帶動發電機產生電能儲存於電瓶中。 

4. 車輛暫時停止時 , 引擎將自動熄火 , 減少不必要的燃料消耗。 

( 此時 , 電瓶 SOC 值必須高於電瓶的最低下限。) 

4.2 HONDA 混合動力車各系統概念與特色 

a. 引擎部份 : 

本田的混合動力系統主要是由引擎提供運轉所需的動力。視混合動力車定位需求 , 提供不 

同的動力輸出。並且依照混合動力車的負載將會有不同的運轉模式 , 使燃油效率達到最高 

(HP18)。 

若是以經濟為訴求的混合動力車輛 , 以小排氣量引擎作為主要動力輸出源 , 透過 I-VTEC 

可變汽門系統的控制提供足夠的動力與兼顧油耗 , 但是此時的引擎並不會提供動力帶動發 

45

電機產生電能 (HE6)。 

若是以動力訴求的混合動力車輛 , 引擎將以大排氣量的引擎作為主要動力輸出源。透過 

I-VTEC 可變汽門控制機制使引擎熱效率得以提高。為了使大排氣量的引擎提升油耗性 , 

而採用數缸控制的技術 (Variable Cylinder Management) 達到節省油耗的目的 (HE1)。 

b. 馬達部份 : 

本田的混合動力系統中的馬達主要的角色在於扮演著輔助引擎輸出 , 因此馬達動力訴求並 

不大 , 所以馬達僅僅只有 16 匹馬力輸出。藉由偵測出車輛負載提供適當的動力補償 , 增 

加車輛的經濟性 (HP27)。當偵測出動力引擎的節氣門忽然打開時 , 馬達也會進一步的提供 

動力進行補償 (HP3)。並分為兩輪驅動與四輪驅動車型有不同的底盤配置。二輪驅動車型 

的馬達系統是由一顆馬達提供動力補償。四輪驅動車型則是在後輪軸上增設一顆馬達 , 提 

供非主要驅動輪的動力使車輛擁有足夠的動力以及溼滑路面的安全性。馬達外部加裝一個 

抗磁的保護盆 , 減少離合器受到磁力的影響 (HE2)。依據電瓶的 SOC 值 , 決定是否提供電 

能給馬達產生動能對引擎輸出做補償 (HP16)。在提供電能給馬達同時也透過偵測電瓶本身 

狀態 ( 如 : 放電量、本身溫度等 ), 判斷出該次充放電是否會對電瓶壽命造成影響 (HB7)。 

c. 發電機系統 : 

HONDA 的混合動力系統提出採用三相發電與永遠磁性性馬達作為發電機 , 以提高發電機 

效率 (HB6)。發電機的做動也會隨著車輛的行走速度與車輛負載對應不同的做動模式 , 避 

免對引擎產生負荷 (HB10)。同時整合電瓶的 SOC 值狀態 , 調整發電機狀態 , 達到最佳充 

電效率並保護電瓶 (HB15)。發電機的配置也依照混合動力車驅動方式不同 , 發電機的擺設 

方式也不同。一般二輪驅動車是透過吸收驅動輪的轉動慣性帶動發電機產生電能 , 並儲存 

於電瓶中。四輪驅動車型則分別吸收前後車輪的轉動慣性量獲得電能 (HB13)。為了有效提 

升發電機對電池的充電效率 , 因此電瓶的 SOC 範圍會視車輛負載而改變 , 使電瓶使用效 

率得以提升並且可以適時的減少對電瓶的損耗程度 (HB2)。充電方式採用是充電能力多 

寡 , 以平均充電的方式對電瓶充電 , 達到延長電瓶之功效 (HB3)。必要時引擎會帶動發電 

機產生電能解決電瓶 SOC 過低的狀態。並且依照 SOC 狀態適當終止發電機的充電 , 避免 

電瓶被過分充電導致電瓶損害 (HB4)。隨後引入了 FUZZY 控制方式 , 針對電瓶溫度進行 

控制以減少電瓶在溫度過高情形下進行充放電之動作 (HB5)。 

d. 動力銜接系統 : 

馬達與引擎的動力銜接上 , 主要是由行星齒輪組 , 完成數個動力源之間的動力整合的目的 

(HP4)。搭配離合器作為與行星齒輪組接合工具 , 透過快速的接合與釋放以減少不必要的 

動力損耗 (HP7)。藉由偵測油門的深淺度建立適合車輛負載的變速箱齒比 (HP19)。透過三 

46

個行星齒輪與一個太陽齒輪所組成的行星齒輪組不僅可以達成動力接合之目的 (HP25)。並 

且三個行星齒輪都視動力需求 , 存在不同的減速比以達到順利差速的功能減少整體動力的 

損耗 (HP2)。以經濟訴求的混合動力車輛 , 以 CVT 無段變速系統傳輸動力 , 以達到更加的 

動力輸出效率 (HP28)。 

47

4.3 HONDA 混合動力車各運轉狀態之操作概念與特色 

A. 怠速、怠速熄火狀態 : 

當混合動力車在靜止時 , 動力系統將會透過偵測駕駛者的油門踏板與煞車踏板的位置感知 

器 , 判斷出車輛是否會長久時間的靜止。當判斷出會長時間靜止時 , 引擎將會給予熄火 , 

透過這樣的手段使混合動力車減少車輛靜止時的油耗 (HP20)。並擺置一組電動油泵 , 引擎 

熄火後對變速箱建立足夠的油壓 , 提升動力銜接性 (HP17)。當引擎未達到工作溫度時 , 此 

時儲存於電瓶中的電能會對水溫水加溫 , 幫助引擎縮短達到工作溫度的時間以減少燃燒未 

完全所造成的汙染 (HE4)。 

B. 加速狀態 : 

當偵測到混合動力車輛在起步加速時 , 引擎作為主要動力輸出源 , 馬達會視電瓶的 SOC 

值決定是否提供額外的動力使車輛完成起步或加速的動作 (HE7)。車輛加速過程中 , 依照 

速度高低來決定馬達協助輸出程度 (HP1)。同時藉由車身負載與車輛當時所屬檔位 , 精確 

估算出動力的需求量以減少能量損耗並決定出馬達是否提供額外動力補償 (HP26)。估算出 

理想動力輸出決定需要動力輔助同時 , 透過偵測出車輛的路面狀況 , 適當修飾馬達的動力 

輸出以確保車身行駛安全性 (HP10), 馬達與引擎之間擺設組尼系統 (HP11), 透過馬達與引 

擎銜接的液壓離合器的液壓 , 完成引擎與馬達接合目的 (HP12)。透過偵測出馬達連接的行 

星齒輪與曲軸連接的行星齒輪之間的轉速 , 透過盡量減少彼此速度差達到動力銜接無落差 

(HP13)。隨後又提出更進一步偵測出車輛的負載與運轉環境 , 提出更縝密的動力補償程度 

(HP14)。更進一步提出可以依照車輛動力需求對離合器以更線性的油壓控制 , 完成柔順的 

動力銜接 (HP 15)。馬達的動力補償的目的在於減少引擎的負載 , 提升引擎的熱效率。同 

時透過馬達與引擎之間的配合確保電能的持續性 , 使動力不會有中斷的情形產生 (HB16)。 

在引擎運轉時 , 為了減少燃燒汽油所造成的污染 , 因此也提出利用添加計來達到減低排汙 

之目的 (HE5)。 

C. 高速巡航狀態 : 

在混合動力車輛在高速巡航時 , 混合動力系統僅僅由引擎提供高速巡航時所需的動力 , 馬 

達將不提供任何動力補償。偵測到駕駛者需要急加速時或是有額外的負載時 ( 如 : 遇到上 

坡 )(HP21) 或是油門瞬間被踏下時 (HB14), 馬達才會介入整個動力輸出 , 滿足駕駛者的動 

力需求 (HP5)。並更深入規範出各個檔位燃油效率最佳範圍 , 馬達適時的提出動力補償使 

引擎盡量該範圍內運轉 (HP8)。而為了避免長時間馬達運轉下所造成的馬達溫度過高之問 

題 , 因此提出控制手段適時調整馬達與引擎的動力輸出 , 必要時可以減少馬達轉速以達到 

48

適時冷卻馬達之目的 (HP24)。當引擎是採用 6 汽缸等大排氣量的引擎時 , 會透過數缸控制 

的技術 (Variable Cylinder Management) 對 6 汽缸中數缸停止點火與供油 , 但是此時引擎仍 

然有餘力帶動發電機產生電能 , 並將電能儲存於電瓶中 (HB11)。並且整合 EGR 感知器確 

認引擎在進行數缸控制時的正確性 (HP9)。而以經濟訴求的利用小引擎作為主要動力源的 

車型 , 透過 I-VTEC 以及各缸雙火星塞的引擎配置 (HE3), 適當調整足夠的點火時機、點 

火時間以及氣門開啟時間 , 以提供足夠動力帶動混合動力車輛。 

D. 煞車、減速充電狀態 : 

透過駕駛者踩下煞車踏板時 , 判斷出車輛需要進行減速煞車之動作時 , 估算出所需煞車動 

力 , 再由發電機與傳統煞車結合供應所需煞車力道混合動力車 (HP8)。本田的混合動力系統 

提出以發電機提供主要的煞車能力 , 傳統的活塞式煞車則作為提供發電機以外的煞車能 

力 , 來達到減速以及同時產生電能之目的 (HP29), 然後更進一步整合車輛的轉向 G 值與車 

輛行駛環境與負載等參數 , 適時啟動發電機或是終止發電機做動 , 以求較佳的動力輸出效 

率 HB12)。應用在於混合動力車上的儲電裝置由電容與電瓶所組成 , 透過這樣的搭配達到 

保護電瓶與迅速放電之功效 (HB1)。同時本田公司提出將混合動力系統運用到四輪驅動的 

車輛上 , 透過增加另一組發電機安置在非主要驅動輪的輪軸上 , 當混合動力車煞車時能夠 

吸收非主要驅動輪的車輛慣性 , 透過這樣個別吸收前後輪的車輪慣性 , 使發電機可以將車 

輛的慣性更完全吸收 , 產生最大的電量以供之後馬達運轉使用 (HP22)。依照車輛的轉向舵 

角偵測 , 使車輛在轉彎時能夠提供四輪適當的煞車力 (HP6)。同時也依照車輪所接觸的路面 

狀況 , 適時的調整前後輪的動力輸出比例 , 提升駕駛的安全性 (HP23)。為了使電瓶能夠在 

正常範圍內進行充放電的動作時 , 因此電瓶本身的狀態與溫度會影響著發電機是否進行充 

電的動作 , 以達到保護電瓶之目的 (HB9)。 

49

5 FORD 車廠混合動力車之專利分析 

5.1 FORD 混合動力量產車規格 


Ford Escape Hybrid 133hp/17.8kgm 

(1:0.65) 


87hp 

1. 起步時由馬達提供所需動力。 

2. 在 40 km/hr 以下 , 馬達為動力主要來源。當車速超過 40km/hr 時 , 開始由引擎提 

供車輛所需動力。 

3. 車輛在煞車或減速時 , 並且在煞車時利用減速煞車能量帶動發電機產生電能儲存 

電量於電瓶。 

4. 高速巡航時 , 主要是由引擎提供動力。需要超車時 , 由馬達提供額外的動力協助 

引擎提供足夠的動力。 

5.2 FORD 混合動力車各系統概念與特色 : 

a. 馬達 / 發電機部份 : 

在 FORD 所提出的混合動力系統中 , 馬達所扮演的角色在於提供混合動力車起步時所需的 

動力以及提供車輛在重負荷時額外的動力補償 , 馬達動力輸出便高達 87 匹馬力。馬達 / 發 

電機的作動整合了電瓶的 SOC 值 , 適時對電瓶進行放電與充電 , 達到更有效率的電能運 

用 (FB2)。當引擎煞車時透過吸收車輛在煞車時車輪的轉動貫性產生電能並儲存於儲電裝 

置中 (FB2)。馬達運作除了考慮到電瓶的 SOC 值及車輛負荷參數以外 , 更提出要將馬達輸 

出上限納入考慮 , 透過上述參數決定馬達是否運轉 , 延長馬達之壽命 (FB8)。 

b. 引擎部份 : 

在 FORD 的混合動力系統中 , 引擎主要扮演著在於提供車輛在高速時所需的動力。藉由更 

簡化的偵測方式 , 讓引擎啟動對馬達進行動力補償的反應時間更為縮短 (FB9)。當偵測出 

檔位選擇錯誤時 , 引擎會有熄火的可能時 , 馬達將會提供額外動力避免引擎熄火 (FP10)。 

c. 變速箱系統 : 

FORD 應用於混合動力車型所採用的變速系統為 CVT 無段變入系統 , 透過無段變速系統 

提供較佳的動力傳輸效率 (FP12)。為了有更迅速的動力反應 , 明確提出了兩個較佳的減速 

齒比的配置 (FP4)。(TOYOTA 也是提出兩組減速齒比 , 差異在於沒有明確指出比例 )。 

50

5.3 FORD 混合動力車各運轉狀態之操作概念與特色 

A、低速運轉狀態 : 

當車輛在低速行駛時 (40km/h 以下 ), 主要由馬達提供主要驅動力帶動車輛。透過節氣門 

開啟角度以外更考慮車輛起步時的加速度 , 判斷出此時動力輸出是否滿足駕駛者的動力 

需求 (FP6)。引擎將會被啟動提供足夠的動力已滿足駕駛者的需求。透過偵測電瓶的 SOC 

值 , 判斷出剩餘電瓶殘電量是否提供足夠的電能啟動引擎 , 或是當在車輛低速行駛下馬 

達將電能耗盡而啟動引擎產生電能帶動車輛。FORD 同時也提出當車輛在上坡起步時 , 

為了防止車輛在瞬間需要大量動力讓車輛爬上爬坡 , 透過鎖定行星齒輪的方式適時鬆放 

煞車系統 , 達到減少不必要的燃油損耗 (FP5)。 

B、高速運轉狀態 : 

當車速在高速行駛時 (40km/h 以上 ), 馬達將會停止運轉改由引擎提供足夠的動力輸出。 

並且透過車輛行駛狀態下決定施加於混合動力車之額外的負載或需要加速時馬達會視 

電瓶的 SOC 值、車速 , 估算出動力輸出需求是否足夠並且決定是否要由馬達提出額外的 

動力補償 (FP2)。同時明確指出馬達若要產生動力進行補償時 , 其電瓶的 SOC 值與馬達 

出力之間的關係 , 避免電能消耗速度過快使整體動力輸出效率降低 (FP4)。若是引擎在未 

達到工作溫度便需要運轉時 , 會透過馬達提供額外的負載增加排氣溫度 , 以達到減短引 

擎暖化的時間 (FE1)。由於車輛行駛模式的轉換時 , 引擎與馬達之間擺設阻尼系統 (FP1), 

以及透過鎖定變速箱的齒比 (FP11), 以及避免引擎啟動失敗 (FP14) 等方法提升整體的動 

力輸出平順性。為了使車輛能夠在馬達進行補償時 , 將更進一步車輛所考慮的路面狀 

態 , 確保動力補償瞬間行車的安全性 (FP7)。 

C、煞車、減速充電狀態 : 

混合動力車是透過煞車時 , 吸收車輪慣性達到帶動發電機產生電能。為了確實保護電瓶 , 

因此提出了當電瓶 SOC 值達上限時 , 會及時切斷發電機做動停止充電 (FB3)。將所儲存於 

電瓶中的電能可以更有效率的應用 , 因此提出將所獲得的電能分別以高壓電與低壓電兩 

種方式儲存。高壓電電能主要是提供帶動馬達等耗電量大機件的電能 ; 低壓電能主要是 

提供額外電器 ( 如 : 冷氣、音響等 …..) 的電能 (FB6)。並且在車輛完全靜止時 , 引擎將會給 

予熄火 , 以減少油耗的損失及引擎的排氣污染 (FP13)。引擎是否決定要熄火 , 必須參考到 

電瓶的 SOC 值的參數 , 確保電瓶殘電量足夠帶動車輛運轉才可以給予熄火 (FB5)。但是在 

引擎與馬達停止運轉時 , 是否能夠提供適當的潤滑性能 , 確保下次動力輸出時動力機件 

足夠的潤滑能力 , 減少不必要的元件損耗 (FP3)。 

51

6 NISSAN 車廠混合動力車之專利分析 

6.1 NISSAN 混合動力車各系統概念與特色 

a. 馬達部份 : 

NISSAN 提出的混合動力系統主要分為兩類 , 串聯式與並聯式兩種混合動力系統。主要差 

異在於串聯式的主要由馬達輸出動力 , 引擎不帶動車身運動 , 而並聯式的混合動力系統馬 

達與引擎可以同時提供動力 (NB3)。本文主要以並聯式的混合動力系統為主要搜尋目標。 

馬達主要提供混合動力車在起步時所需動力 , 並且提出當車輛在引擎運轉狀態下 , 提供額 

外的動力補償以滿足駕駛者的動力需求。NISSAN 為了保護馬達在長時間高轉速運轉下 , 

避免馬達溫度過高致使壽命縮短 , 因此提出整合馬達溫度感測器 , 適時切換成由引擎輸出 

動力減少馬達負荷 , 延長馬達壽命 (NP6)。當車輛高速行駛時 , 引擎需要馬達輸出動力做 

為補償時 , 配合車輛負載控制引擎與馬達轉速 , 使車輛能夠有較佳的動力表現 (NP20)。 

b. 引擎部份 : 

引擎在 NISSAN 的混合動力系統中除了在高速運轉狀態下提供所需的動力 , 並且整合了電 

瓶 SOC 感知器判斷出電瓶是否需要進行充電 , 以達到即時充電之目的 , 再決定引擎動力 

輸出能力主要依最佳燃油效率為前提估算出目標轉速 , 達到在輸出動力時引擎也能兼顧燃 

油經濟性 (NP3)。為了更精準估算出符合駕駛者的動力需求 , 除了透過偵測油門的深淺度 

以外 , 更進一步將行星齒輪所會造成的動力損耗考慮 , 減少實際動力輸出與期望動力輸出 

的落差 (NP16)。透過馬達的輔助盡量使引擎轉速在最佳燃油範圍內運轉 (NP17)。當馬達與 

引擎動力嚙合時 , 更深入考慮兩個動力元嚙合後的引擎轉速 , 避免落在引擎產生共的振轉 

速範圍 , 減少乘客的不舒適性 (NP25)。NISSAN 在引擎輸出動力部份提出了透過點火方式 

不同對應車輛不同的負載 , 提升引擎的燃油效率 (NP7)。 

c. 發電機部份 : 

在 NISSAN 所提出的混合動力系統內的發電機 , 除了吸收煞車時的車輪慣性以外 , 同時亦 

與引擎連接由引擎適時的帶動發電機產生電能並儲存於電瓶中。文中提出電瓶溫度會影響 

到電瓶充放電效率 (NB4), 加以控制電瓶的充電量達到減少電瓶惡化程度並建立一套冷卻 

系統達到控制電瓶溫度之目的 , 使電瓶在適當的溫度下進行充放電 (NB5)。 

d. 變速箱部份 : 

NISSAN 所提出的混合動力系統的動力傳輸上 , 透過行星齒輪與馬達之間的搭配 , 完成兩 

個以上動力源的銜接 (NP11)。NISSAN 更提出了當偵測出有動力元件故障時 , 會停止該動 

力元件運轉並且鎖定所連接的行星齒輪 , 避免動力輸出效率損耗 (NP13)。透過由行星齒輪 

52

組完成動力銜接與差速的功能 , 並且達到簡化動力源元件的目的 (NP9)。藉由改變行星齒 

輪組內部行星齒輪設計成 double pinion 的設計 , 簡化行星齒輪與制動系統的配置 , 達到減 

少因行星齒輪的動力損耗 (NP15)。透過行星齒輪與離合器之間的搭配 , 使馬達與引擎之間 

可以共軸存在 , 減少元件所佔據車內空間 (NP21)。在離合器接合引擎與馬達時 , 提出 ” 次 

離合器 ” 的控制手段 , 線性嚙合引擎與馬達達到減少動力補償時得頓挫感 (NP23)。配合 CVT 

無段變速系統可以適時、精確改變齒比的特性提升引擎輸出效率 (NP18), 並且平順完成動 

力銜接之動作 (NP5)。 

6.2 NISSAN 混合動力車各運轉狀態之操作概念與特色 

A. 低速行駛狀態 : 

當混合動力車在低速運轉時 , 由於此時引擎的燃燒效率並不高 , 因此主要由馬達提供驅動 

車輛所需的動力。當偵測到駕駛者瞬間需要大量的動力時 , 提出透過檔位的鎖定達到縮短 

動力反應時間 (NP26)。當偵測出電瓶 SOC 值過低時或是忽然需要大量動力已滿足車輛的負 

載時 , 引擎將會啟動以供應額外的動力與帶動發電機產生電能 (NP10)。但是若是偵測到電 

瓶 SOC 值過低時 , 仍會啟動引擎帶動發電機產生電能 , 確保行車動力的連續輸出性 (NE1)。 

此時引擎提供動力必須滿足帶動車輛以外 , 必須加以考慮帶動發電機所需動力 , 減少引擎 

啟動時的頓挫感 (NP4)。 

B. 高速行駛狀態 : 

混合動力車輛即將進入高速運轉狀態 , 動力輸出模式將由馬達切換成引擎 , 透過適當修是 

引擎與馬達的轉速與輸出動力值 , 使動力元件可以順利切換 (NP8), 透過馬達的輔助輸出使 

引擎在最佳燃油效率下運轉 (NP20)。車輛在高速運轉下 , 依據駕駛者的動力需求以最佳燃 

油效率為前提 , 估算出引擎的理想轉速 , 再調整馬達與引擎的動力輸出比例 , 使整個動力 

系統提供足夠動力帶動車身的同時也能兼顧到經濟性 (NP14)。當動力源由馬達切換成引擎 

時 , 透過適當的引擎與馬達動力輸出修正 , 達到提昇動力銜接的平順性 (NP24)。加以控制 

離合器可以在動力源接合時 , 以更線性的嚙合方式減少動力輸出之頓挫感 (NP19)。當動力 

需求高於引擎所能提供的最大輸出能力時 , 馬達才會提供額外的動力滿足駕駛者需求。當 

在馬達輸出動力對引擎進行補償時 , 為了確保動力輸出時車輛的操控性與安全性 , 因此針 

對車輪動態與路面狀況適時調節動力補償程度 (NP1)。為了使車輛擁有較佳的操控性與安全 

性甚至是越野性 (NP2), 提出了以簡易的機構達成四輪驅動的驅動方式 (NP22)。四輪驅動車 

型上 , 藉由平穩的輸出前後輪動力以及吸收前後輪慣性達到車輛平穩行駛與運轉之目的 

(NP12)。 

53

C. 煞車、減速充電狀態 : 

NISSAN 所提出的混合動力系統在煞車時 , 將會以發電機吸收車輪慣性作為主要煞車力道 

來源。再依照感知駕駛者踩煞車踏板的深淺度來判斷理想煞車力道輸出 , 不足的煞車力 

道再由傳統油壓煞車系統給予補償 (NB1)。為了使發電機能夠更有效率的吸收電能與產生 

更大的煞車力道 , 提出了結合 CVT 無段變速系統 , 適時改變齒比達到放大動力增加煞車 

能力 (NB2), 提升整體煞車效率與發電機產生電能之效率。 

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