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高考申論題 109年 [汽車工程] 汽車底盤

第 一 題

📖 題組:
動態穩定系統(稱ESP、ESC、DSC、VSC等): (一)通常包含那些感知器?(10分) (二)汽車左轉彎行駛因前輪打滑出現轉向不足時,動態穩定系統會採取什麼動作,達到穩定駕駛的目的?為什麼?(5分) (三)汽車左轉彎行駛因後輪打滑出現轉向過度時,動態穩定系統會採取什麼動作,達到穩定駕駛的目的?為什麼?(5分)
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

通常包含那些感知器?(10分)

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看到動態穩定系統(ESP/ESC)的感知器題型,應從「駕駛人意圖」與「車輛實際動態」兩個維度來思考。聯想系統如何得知駕駛想去哪(方向盤轉角),以及車輛實際去了哪(偏航率、側向加速度),再配合車輪抓地力狀態(輪速),即可完整列出四大核心感知器。

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【破題】動態穩定系統(ESP/ESC)的核心運作邏輯,在於即時比對「駕駛人的轉向意圖」與「車輛實際的動態反應」,藉此判斷是否發生打滑。因此,其感知器配置皆圍繞此兩大維度。 【論述】 通常包含以下四大核心感知器:

小題 (二)

汽車左轉彎行駛因前輪打滑出現轉向不足時,動態穩定系統會採取什麼動作,達到穩定駕駛的目的?為什麼?(5分)

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考生看到此題應先將情境視覺化:車輛『左轉』且『轉向不足』,代表車頭往右偏(推頭)。接著運用車輛動力學中的『橫擺力矩(Yaw Moment)』概念,思考系統該針對哪一個車輪施加煞車力,才能產生一個『向左旋轉』的修正力矩,同時可帶入摩擦圓理論補充說明。

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【破題】 轉向不足(Understeer)表示車輛實際轉向角度小於駕駛者方向盤的預期角度,車頭向彎道外側(右側)滑出。動態穩定系統會藉由「不對稱單輪煞車」與「降低引擎動力」來產生修正的橫擺力矩(Yaw Moment)。 【論述】

小題 (三)

汽車左轉彎行駛因後輪打滑出現轉向過度時,動態穩定系統會採取什麼動作,達到穩定駕駛的目的?為什麼?(5分)

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看到「左轉彎轉向過度」應立即聯想車輛動力學狀態:車頭向左偏轉過度,車尾向右外側甩出,產生過大的逆時針橫擺角速度。解題關鍵在於利用「單輪煞車產生反向橫擺力矩」與「輪胎摩擦圓理論(Kamm Circle)」來推導動態穩定系統如何施加液壓煞車以修正車身姿態。

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【破題】當汽車左轉彎出現轉向過度(車尾向右側滑出)時,動態穩定系統(ESP/ESC)會對「外側前輪(即右前輪)」施加獨立的液壓煞車,以產生反向橫擺力矩來穩定車身。 【論述】 一、ESP 採取之動作

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