108 高普考高考三級 汽車工程 汽車電機學 考古題詳解

核心觀念

本題考查節點電壓法與克希荷夫電流定律。以下方共用導線為 $0\text{ V}$ 參考點，兩個電壓源的正端都在上方，因此左側節點電壓為 $10\text{ V}$，右側節點電壓為 $8\text{ V}$。

解題方法

設 $R_1$、$R_2$、$R_3$ 連接處的節點電壓為 $V$。依克希荷夫電流定律，流出此節點的電流代數和為零：

整理得：

以節點電壓計算各電阻電流：

核心觀念

本題考查 CAN（Controller Area Network）的匯流排仲裁方式，以及 CAN 資料傳輸中的錯誤偵測機制。CAN 使用非破壞性逐位元仲裁；匯流排上的邏輯值採「線與」特性：顯性位元 0 會覆蓋隱性位元 1。傳送節點同時監視匯流排，便能在訊框識別碼不同時決定優先權，且勝出的訊框不會因此受損。

解題方法

（一）CSMA/CD-CR 的運作

CSMA/CD-CR 是「載波感測多重存取／碰撞偵測／碰撞解決」（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection and Collision Resolution）。

1. 載波感測（CSMA）：節點先監聽匯流排；匯流排閒置時即可開始傳送。若匯流排忙碌，節點等待目前訊框傳送完成。
2. 碰撞偵測（CD）：傳送時，節點逐位元比較自己送出的位元與實際讀回的匯流排位元。
3. 碰撞解決（CR）：若節點送出隱性位元 1，卻讀到顯性位元 0，就知道有優先權更高的訊框正在傳送。該節點立即停止傳送，等待匯流排空閒後再重送；送出顯性位元 0 的節點則繼續傳送。

CAN 通常在仲裁欄位（包含識別碼及控制相關位元）進行逐位元仲裁。識別碼數值較小者，較早出現顯性位元，因而取得匯流排優先權。這是非破壞性仲裁：失去仲裁的節點退出，勝出節點的訊框仍可完整傳送，不必因碰撞而重送。

（二）位元填充錯誤與接收確認錯誤

1. 位元填充錯誤（Bit Stuffing Error）

核心觀念

本題考查感應馬達的同步轉速、轉差率，以及轉子磁場與轉子本身的相對運動。

定子旋轉磁場以同步轉速 $N_s$ 旋轉。感應馬達滿載運轉時，轉子轉速 $N_r$ 低於同步轉速；兩者的轉速差為轉差轉速。轉差率定義為：

轉子磁場相對定子仍以同步轉速旋轉，因此轉子磁場相對轉子的轉速，等於同步轉速與轉子轉速之差。轉子電勢頻率則為定子頻率乘以轉差率：

同步轉速與極數 $P$、定子頻率 $f_s$ 的關係為：

解題方法

已知定子頻率 $f_s=50\,\mathrm{Hz}$、同步轉速 $N_s=1000\,\mathrm{rpm}$，滿載轉子轉速 $N_r=976\,\mathrm{rpm}$。

(一) 轉子磁場相對轉子之轉速

轉子磁場相對定子的轉速為 $1000\,\mathrm{rpm}$，轉子本身相對定子的轉速為 $976\,\mathrm{rpm}$，故兩者相對轉速為：

核心觀念

本題考查汽車主動安全與車輛控制系統的基本功能，重點是分辨各系統的感測對象、控制目的及介入方式。五項系統分別處理車距、煞車力分配、側後方盲區、胎壓，以及驅動輪打滑。

解題方法

依「系統監測什麼、要避免什麼、如何介入」逐項說明，即可清楚呈現各名詞意涵。這些是汽車電機與控制系統的名詞解釋，題目不涉及法條或計算公式。

（一）Adaptive Cruise Control（ACC，主動式定速巡航控制）

ACC以雷達、攝影機或其他感測器偵測前方車輛，並由控制器估算與前車的距離及相對速度。駕駛設定巡航速度及跟車距離後，系統會控制引擎輸出或動力系統，使車輛維持設定速度；若接近前車，則減速以維持安全車距，前車加速或道路暢通時再恢復巡航速度。

傳統定速巡航主要維持車速；ACC則能依前車狀況調整車速。其煞車介入能力與停止、再起步功能，依車型而有所不同，不能一概視為完全自動駕駛。

（二）Electrical Brakeforce Distribution（EBD，電子煞車力分配系統）

EBD利用輪速感測器等訊號，配合車輛負載、減速度及各輪狀況，調整前後輪或各輪的煞車力分配。煞車時車輛重心前移，前輪負荷通常增加、後輪負荷減少；若後輪煞車力過大，容易提早鎖死並降低穩定性。EBD藉由適當分配煞車力，兼顧煞車效果與車輛穩定。

EBD常與ABS共用感測器及液壓控制單元，但功能側重不同：EBD著重於煞車力分配，ABS則在車輪有鎖死趨勢時調節煞車壓力，以維持車輪轉動及轉向能力。

（三）Blind Spot Monitoring（BSM，盲點監測系統）

BSM利用安裝於車身側後方的雷達或其他感測器，偵測車輛兩側後方、後視鏡不易看見的區域。當盲點內有車輛，或後方車輛快速接近時，系統會以後視鏡指示燈、警示音或方向盤震動提醒駕駛；部分車型在駕駛打方向燈準備變換車道時，還會加強警示或提供輔助介入。

核心觀念

本題考查電動車煞車回充時，牽引馬達由電動機轉為發電機運轉的方向關係。車輛前進時，馬達仍沿原方向旋轉；回充煞車則由馬達產生與旋轉方向相反的電磁轉矩，阻礙車輪轉動，並將車輛動能轉換為電能。

解題方法

以馬達的機械功率判斷轉矩方向：