110 高普考高考三級 汽車工程 汽車性能測試與檢驗 考古題詳解

核心觀念

ACC 是在傳統定速巡航系統上增加前方車輛偵測與縱向控制功能。駕駛設定巡航速度及跟車時距後，系統會偵測前車與本車的相對距離、相對速度，並控制引擎輸出與煞車，使本車維持設定速度或跟車距離。

核心控制目標包括：

• 沒有前車時：維持駕駛設定的巡航速度。
• 有前車時：調整車速，使本車與前車保持適當安全距離。
• 前車加速或離開車道時：在系統能力範圍內恢復至設定巡航速度。
• 前車減速時：減少引擎輸出，必要時施加煞車以降低車速。

作動原理

1. 設定巡航條件 駕駛設定目標車速及跟車時距。跟車時距是希望本車與前車維持的時間間隔；相同時距下，車速愈高，所需距離愈長。

2. 偵測前方目標 車載雷達、攝影機或兩者融合，偵測前方車輛，估算其距離與相對速度。控制器依車道及目標判定結果，選定需要跟隨的前車。

3. 計算控制需求 控制器比較本車實際車速、設定車速、前車相對速度與目標跟車距離，決定應加速、維持速度或減速。若以 $d$ 表示車間距離、$v$ 表示本車速度、$T$ 表示設定時距，簡化的時距控制概念可寫成：

$d_{\text{target}} \approx vT$

實際系統亦會考量最低車距、車速差及安全限制，不以單一公式取代所有控制判斷。

4. 執行縱向控制 控制器透過電子節氣門、引擎管理系統及煞車控制系統調節驅動力與制動力，使車速和車距朝目標值變化。駕駛踩下煞車、關閉系統或系統判定超出能力時，ACC 會解除控制或要求駕駛接管。

功能與限制

ACC 可減輕長途行駛時反覆操作油門、煞車的負擔，協助維持車速與跟車距離；部分系統也能在低速下跟車或停走，但是否具備此功能依車型而異。

核心觀念

煞車試驗器以滾筒帶動車輪旋轉，測得各輪煞車力，再據以檢查腳煞車的總效能、各軸左右輪煞車力平衡度，以及手煞車效能。操作時要依序測試前、後輪與手煞車，並依電腦螢幕指示完成測試。

法規依據為《道路交通安全規則》第 39 條之 1。以下以命題當年（民國 110 年）法規為準；本題所涉煞車檢驗項目與標準，重點為腳煞車總效能、左右平衡度及手煞車效能。

操作方法

1. 車輛定位：依檢驗人員及電腦螢幕指示，將車輛前輪駛入煞車試驗器滾筒上方並停妥，使左右輪胎分別正確落在對應滾筒位置；測完前輪後，再以相同方式測試後輪。
2. 測試腳煞車：依螢幕指示啟動測試，駕駛人平穩踩下煞車踏板，使滾筒帶動車輪旋轉，讓儀器量測左右輪煞車力。依序完成前輪及後輪測試，取得各軸左右輪煞車力與腳煞車總效能數據。
3. 測試手煞車：依螢幕指示操作手煞車，使儀器量測手煞車效能；完成後依指示解除手煞車並駛離滾筒。
4. 判讀並記錄：由檢驗系統記錄煞車力，判定腳煞車總效能、每軸左右輪平衡度及手煞車效能是否符合規定，再依檢驗結果作成紀錄。

合格標準與判讀

核心觀念

本題考查汽油小客車新車型審驗時，依《移動污染源空氣污染物排放標準》進行行車型態測定所管制的排氣污染物。題目指定民國 110 年生產、採汽缸內直接噴射（GDI）的汽油小客車，應以命題當年適用的汽油車第六期排放標準判斷。

依民國 110 年適用規定，汽油車行車型態測定管制項目包括一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化物（NOx）、粒狀污染物（PM）及粒狀污染物數量（PN）。其中，PM 與 PN 的行車型態排放標準適用於汽缸內直接噴射引擎車輛。

解題方法

先辨認題目給的三項條件：

1. 汽油引擎小客車：採汽油及替代清潔燃料引擎汽車的排放規定。
2. 新車型審驗：適用新車型審驗的排放標準。
3. 汽缸內直接噴射：除了汽油車一般管制項目，也須納入 GDI 車輛適用的 PM、PN 標準。

據此列出行車型態測定的污染物項目。題目問的是「管制哪些污染物」，不必計算排放值；也不應把惰轉狀態檢驗項目或蒸發污染物混入行車型態測定清單。

項目辨析

這是申論式題目，沒有選項。作答時可將各項目及其特性一併交代：

核心觀念

本題考查車輛穩態轉向時，前輪轉角如何轉換成車身橫擺角速度，以及軸距如何影響這項響應。側旋速度增益（Yaw Velocity Gain）也常稱為橫擺角速度增益或偏航角速度增益。

令 $\delta$ 為前輪平均轉向角、$r$ 為車身重心繞垂直軸的橫擺角速度、$V$ 為車速，側旋速度增益定義為：

它表示前輪轉角每增加一單位，車身橫擺角速度增加多少。若以方向盤轉角為輸入，則須將轉向機構的轉向比納入換算；車輛操控分析通常以前輪轉向角為基準。

解題方法

採用穩態單軌模型。車輛以定速行駛、轉向狀態達穩定時，轉彎半徑為 $R$，其橫擺角速度為：

令 $K$ 為轉向不足係數，並以 $K>0$ 表示轉向不足。常見穩態轉向關係式為：

其中 $L$ 為軸距、$a_y$ 為橫向加速度、$g$ 為重力加速度。穩態轉彎時 $a_y=V^2/R$，因此：

將 $r=V/R$ 除以 $\delta$，得到側旋速度增益：

若教材將轉向不足係數定義為已包含 $g$ 的係數，公式也會寫成 $G_r=V/(L+KV^2)$；判斷軸距影響時，應以該教材所採的 $K$ 定義為準。

（一）定義及對轉向性能的影響

側旋速度增益 $G_r=r/\delta$ 是車輛橫擺角速度對前輪轉向角的增益。在車速固定時，$G_r$ 越大，給定相同前輪轉角所產生的橫擺角速度越大，車輛轉向響應越敏銳；

核心觀念

本題考查車輛直線加、減速時的縱向荷重轉移。車輛加速時，荷重由前軸轉移至後軸；減速或煞車時，荷重由後軸轉移至前軸。此轉移量與車輛質量、縱向加速度及重心高度成正比，與軸距成反比。

假設車輛在水平路面行駛，且以準靜態方式分析，定義：

• $m$：車輛總質量
• $g$：重力加速度
• $a$：縱向加速度；向前加速取正
• $h$：車輛重心離地高度
• $L$：軸距
• $N_{f0}$、$N_{r0}$：前、後軸靜態荷重
• $\Delta N$：前、後軸間的荷重轉移量

荷重轉移量為：

若以車重 $W=mg$ 和加速度比 $a/g$ 表示，則：

荷重由一軸轉移至另一軸，因此前、後軸荷重變化量大小相等、方向相反，且兩軸總荷重仍為 $mg$。

解題方法

先以靜態軸荷重作為基準，再依加速度方向加減荷重轉移量。若重心距前軸為 $x$，距後軸為 $y$，則 $L=x+y$，靜態前、後軸荷重為：

向前加速時，重心處的慣性效應使車身產生俯仰力矩，前軸荷重減少、後軸荷重增加：