民國115年 高考三級 汽車工程 汽車電機與電控學
第1題
試述下列名詞之意涵：（每小題5 分，共25 分） 可變壓縮比（Variable Compression Ratio） 伺服控制電動機（Servo Control…
題目
試述下列名詞之意涵：（每小題5 分，共25 分） 可變壓縮比（Variable Compression Ratio） 伺服控制電動機（Servo Control Motor） 先進駕駛輔助系統（Advanced Driver Assistance System） 車輛控制單元（Vehicle Control Unit, VCU） 磁阻馬達（Reluctance Motor）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、可變壓縮比（Variable Compression Ratio, VCR）：指引擎於運轉中可改變燃燒室容積或活塞上死點位置，使壓縮比連續或分段變化之技術。低負荷時採高壓縮比（約14:1）提升熱效率、降低油耗；高負荷或增壓時降為低壓縮比（約8:1）以抑制爆震（knock）。實現方式有可變連桿長度之多連桿機構、曲軸偏心機構、可變汽缸蓋容積等，代表產品如 Nissan VC-Turbo 引擎，惟機構複雜、成本與重量較高。
- 二、伺服控制電動機（Servo Control Motor）：屬閉迴路（closed-loop）控制之電動機，接收上位控制器下達之位置、速度或轉矩命令，並以編碼器（encoder）、解角器（resolver）或霍爾感測器回授實際值，於驅動器內與命令比較後修正輸出，以達成精準定位與追蹤。特性為響應快、低速轉矩大、可控性高、具過載保護。依電源分交流伺服（多採永磁同步馬達 PMSM）與直流伺服，廣泛用於線控轉向、線控煞車、機器人關節與工具機進給。
- 三、先進駕駛輔助系統（Advanced Driver Assistance System, ADAS）：以攝影機、毫米波雷達（mmWave radar）、光達（LiDAR）、超音波感測器等感知車輛周邊環境，經電子控制單元融合（sensor fusion）與決策後，提供警示或主動介入轉向、加減速之系統。依 SAE J3016 自駕分級涵蓋 Level 0 至 Level 5。常見功能包括自適應巡航（ACC）、自動緊急煞車（AEB）、車道維持輔助（LKA）、盲點偵測（BSD）。其限制為天候與光線影響、感測器髒污失效、法規與事故責任歸屬未明。
- 四、車輛控制單元（Vehicle Control Unit, VCU）：為純電動車與混合動力車之整車主控器，負責解讀駕駛意圖（加速踏板、煞車、檔位）、進行扭矩管理與分配、協調馬達控制器（MCU）、電池管理系統（BMS）、車載充電機（OBC）與 DC/DC 轉換器，並透過 CAN／LIN 匯流排通訊。另執行故障診斷（DTC）、高壓安全監控、扭力安全監控（torque safety）與能量回收策略，堪稱整車動力系統之神經中樞。
- 五、磁阻馬達（Reluctance Motor）：利用轉子磁路磁阻（reluctance）變化產生磁阻力轉矩之電動機，轉子無繞組、無永磁體或僅少量永磁輔助，結構簡單堅固、耐高溫、成本低。主要分為開關式磁阻馬達（Switched Reluctance Motor, SRM）、同步磁阻馬達（Synchronous Reluctance Motor, SynRM）及永磁輔助同步磁阻馬達（PMa-SynRM）。其優點為容錯性高、轉子損耗小；缺點為轉矩漣波（torque ripple）、噪音與振動較大，需藉控制策略改善。
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