范學(xué) 王勝 李雪剛 陸圣青

（比亞迪汽車工業(yè)有限公司）

近年來，兒童乘車安全性越來越受到關(guān)注，為此國家頒布了兒童約束系統(tǒng)的強(qiáng)制性法規(guī)GB27887—2011《機(jī)動(dòng)車兒童乘員用約束系統(tǒng)》，對兒童約束系統(tǒng)的性能進(jìn)行規(guī)定。此外，為配合兒童約束系統(tǒng)在車輛上的安裝，新修訂的GB 14167—2013也增加了對兒童約束固定點(diǎn)（ISOFIX）的要求[1]。但是，由于法規(guī)對ISOFIX的要求僅限于標(biāo)識、位置和強(qiáng)度等，對兒童約束系統(tǒng)在車輛上安裝的方便性等并無明確規(guī)定。調(diào)查顯示，車輛因ISOFIX接口方式等不同，其安裝方便性有較大差異，在一定程度上影響了兒童約束系統(tǒng)的使用率。為此，文章提出一種方便性的評價(jià)方法，為兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)方便性評價(jià)提供了參考。

1 兒童約束系統(tǒng)在車輛上的安裝

兒童約束系統(tǒng)根據(jù)兒童體質(zhì)量可分為5個(gè)組，由于體質(zhì)量及年齡不同，每個(gè)組別使用的兒童約束系統(tǒng)類別及安裝方式也有差異，如表1所示[2]。

表1 兒童約束系統(tǒng)分類

兒童約束系統(tǒng)的裝車方式主要包括：1）使用車輛安全帶系統(tǒng)固定。使用該方式的兒童約束系統(tǒng)較為常見，如嬰兒（0+組）用兒童約束系統(tǒng)，其要求車輛安全帶應(yīng)長度足夠且易于拉緊。2）使用ISOFIX固定裝置固定。使用該方式的兒童約束系統(tǒng)主要用于I組，其要求ISOFIX固定裝置操作簡單方便、設(shè)計(jì)合理可靠。

2 兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)簡介

2.1 兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)定義

兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)是指在特定的座椅位置上，設(shè)計(jì)用來使兒童約束系統(tǒng)固定到車輛上的系統(tǒng)。對于國標(biāo)和歐標(biāo)，兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)又稱為ISOFIX，而美標(biāo)則簡稱為LATCH，一般均由2個(gè)下固定點(diǎn)和1個(gè)上拉帶固定點(diǎn)組成，如圖1所示。兒童約束固定點(diǎn)的標(biāo)識、位置及強(qiáng)度等應(yīng)符合ECE R14及FMVSS225[3]等法規(guī)要求。文章主要介紹兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)的方便性評價(jià)。

圖1 兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)組成

2.2 兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)布置形式

目前市場在售車型，兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)的布置形式主要有3種，如圖2所示，根據(jù)車型定位及價(jià)格不同而選擇各異。

圖2 整車兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)布置形式

1）隱藏式。主要表現(xiàn)為ISOFIX位置被座墊和靠背隱藏。其特點(diǎn)是可以保持座椅的整體美觀性，但不便于兒童座椅的安裝，如圖2a所示。

2）開口式。主要表現(xiàn)為ISOFIX在座椅靠背處有一使用開口。其特點(diǎn)是可以較方便安裝兒童約束系統(tǒng)，但對座椅整體美觀性有一定影響，如圖2b所示。

3）導(dǎo)向式。主要表現(xiàn)為ISOFIX在座墊和靠背結(jié)合處設(shè)計(jì)有導(dǎo)向槽，不僅方便兒童座椅的安裝而且不影響座椅整體美觀性，如圖2c所示。

一般來說，中低端車型多采用隱藏式，而高端豪華車型則多采用導(dǎo)向式。

3 兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)方便性評價(jià)

兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)法規(guī)已實(shí)行多年，但目前兒童座椅使用率仍然偏低，一方面是乘員對兒童乘車安全意識不足，另一方面則是兒童座椅安裝方便性差或誤用所致。為了使乘員更準(zhǔn)確方便地在車輛上安裝兒童座椅，2015年IIHS發(fā)布了“Vehicle LATCH Hardware Evaluation Protocol”[4]，通過測試固定點(diǎn)的深度、連接力和間隙角等指標(biāo)，評價(jià)兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)的使用方便性，促使汽車制造商設(shè)計(jì)更加方便的LATCH。

3.1 下固定點(diǎn)方便性評價(jià)

3.1.1 深度評價(jià)

兒童約束下固定點(diǎn)的深度直接影響兒童座椅的安裝方便性，尤其對于隱藏式接口方式。雖然法規(guī)對H點(diǎn)到下固定橫桿的距離有要求，如圖3所示，但是，滿足法規(guī)要求的下固定點(diǎn)顯示同樣呈現(xiàn)不同方式，如圖4所示。

圖3 H點(diǎn)到下固定點(diǎn)橫桿距離要求

圖4 兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)下固定點(diǎn)顯示方式

固定點(diǎn)位置深度不同，兒童座椅安裝方便性亦有差異，按照下列步驟進(jìn)行評價(jià)。

1）評價(jià)工具：由深度探測桿和滑塊組成，如果LATCH接口形式為開口或?qū)蚴?，還應(yīng)使用導(dǎo)槽板，如圖5所示。

圖5 兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)下固定點(diǎn)深度評價(jià)工具

2）評價(jià)方法：圖6示出兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)下固定點(diǎn)深度測量方法。a.將深度探測桿末端通過滑塊對準(zhǔn)下固定點(diǎn)橫桿中心，探測桿的角度應(yīng)使滑塊前上下表面剛好接觸座椅，如圖6a所示。對于帶有導(dǎo)向槽或開口的下固定點(diǎn)，應(yīng)先將導(dǎo)槽板放在開口位置，如圖6b所示，然后再進(jìn)行測量。b.緩慢推動(dòng)探測桿直到接觸下固定點(diǎn)橫桿，此時(shí)記錄參考窗口前邊緣的顏色，通過顏色標(biāo)尺確定下固定點(diǎn)的深度，如圖7所示。其中，黃色=-2～0 cm，白色 =0～2 cm，紅色 =2～4 cm，藍(lán)色 =4～6 cm，橙色 =6～8 cm，綠色 =8～10 cm，黑色 =10～12 cm。

圖6 兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)下固定點(diǎn)深度測量方法

圖7 兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)下固定點(diǎn)深度評價(jià)工具參考窗顯示

3）評價(jià)要求：下固定點(diǎn)深度應(yīng)≤2 cm。

3.1.2 連接力評價(jià)

兒童約束固定點(diǎn)連接力是兒童座椅安裝方便性的重要方面，是乘客最直接的感受。如果連接力過大，將不利于兒童座椅的安裝，甚至引起顧客抱怨。連接力按照下列步驟進(jìn)行評價(jià)。

1）評價(jià)工具：由探測桿、滑塊、測力計(jì)及角度儀組成，如圖8所示。

圖8 兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)下固定點(diǎn)連接力評價(jià)工具

2）評價(jià)方法：a.按照深度評價(jià)步驟，當(dāng)探測桿就位且固定點(diǎn)深度已被記錄，保持探測桿角度不變，利用測力計(jì)將滑塊推入座椅中直到參考窗中探測桿全部黃色可見，如圖9所示。b.使用測力計(jì)記錄連接力，記錄滑塊整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的最大力值。

圖9 兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)下固定點(diǎn)連接力測試

3）評價(jià)要求：下固定點(diǎn)連接力應(yīng)＜178 N；如果測量工具無法連接下固定點(diǎn)橫桿，則下固定點(diǎn)不符合連接力要求。如果連接力位于169～187 N，則應(yīng)該在其他車上進(jìn)行第2次測量或1 h后在同一汽車上再測試，連接力值取其平均值。

3.1.3 間隙角評價(jià)

為保證兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)的安裝方便性，座椅硬度和兒童約束固定點(diǎn)結(jié)構(gòu)必須被設(shè)計(jì)成允許兒童座椅安裝后能繞固定點(diǎn)橫桿向上旋轉(zhuǎn)，即滿足間隙角要求。按照下列步驟進(jìn)行評價(jià)。

1）評價(jià)工具：包括連接件、測力計(jì)及角度儀，如圖10所示。

圖10 兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)下固定點(diǎn)間隙角測量工具

2）評價(jià)方法：將間隙角測量工具連接到下固定點(diǎn)橫桿中心，并確保該工具不會(huì)與固定點(diǎn)側(cè)面橫桿相作用。使測力計(jì)垂直于間隙角標(biāo)尺，施加21.4 N的垂直載荷，載荷以推或拉的任意方式施加，如圖11所示。如果由于下固定點(diǎn)周圍包覆物導(dǎo)致間隙角測量工具無法連接下固定點(diǎn)橫桿，應(yīng)做記錄。

圖11 兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)下固定點(diǎn)間隙角測量

3）評價(jià)要求：間隙角應(yīng)＞54°；如果測量工具無法連接下固定點(diǎn)桿件，則下固定點(diǎn)不符合間隙角要求。如果間隙角在52～56°，應(yīng)該在其他車輛上進(jìn)行第2次測量或1 h后在同一汽車上再測試，間隙角取其平均值。

3.2 上固定點(diǎn)方便性評價(jià)

3.2.1 上固定點(diǎn)位置評價(jià)

法規(guī)對兒童約束系統(tǒng)上固定點(diǎn)位置要求是位于一定區(qū)域內(nèi)，但該區(qū)域內(nèi)上固定點(diǎn)的位置不同同樣影響使用方便性。上固定點(diǎn)位置按照下列步驟進(jìn)行評價(jià)。

1）對于帶有上拉帶固定點(diǎn)的每個(gè)座椅位置，記錄上固定點(diǎn)位置（如后隔物板、中間靠背、靠背底部、座椅下、地板及頂篷等）。

2）當(dāng)上固定點(diǎn)位于靠背上時(shí)，測量靠背的長度和靠背頂部到上固定點(diǎn)的距離，如圖12所示。

圖12 兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)上固定點(diǎn)到靠背頂部距離

3）評價(jià)要求：上固定點(diǎn)應(yīng)位于后隔物板或座椅靠背向上85%的位置。

3.2.2 上固定點(diǎn)標(biāo)識及誤用評價(jià)

1）記錄是否有其他可能被誤用的剛性件，如接近上固定點(diǎn)或乘客可能找到的上固定點(diǎn)位置。

2）記錄上固定點(diǎn)是否進(jìn)行標(biāo)識（如圖13所示）、標(biāo)識是否有高對比度，以及標(biāo)識到上固定點(diǎn)的直線距離。

圖13 兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)上固定點(diǎn)標(biāo)識

3）評價(jià)要求：上固定點(diǎn)無可能被誤用的硬件外露或如果硬件外露，指示標(biāo)識離上固定點(diǎn)距離應(yīng)＜7.5 cm。

4 車型評價(jià)分析

按照上述評價(jià)方法對相關(guān)車型進(jìn)行評價(jià)，結(jié)果如表2所示。

表2 部分車型兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)方便性評價(jià)結(jié)果

從表2可以看出，目前各車型ISOFIX下固定點(diǎn)不滿足方便性評價(jià)指標(biāo)要求，主要表現(xiàn)為下固定點(diǎn)位置不合適及連接力偏大等，其中車型B因下固定點(diǎn)位置不對而無法連接，不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)計(jì)上需更改。

為實(shí)際驗(yàn)證兒童座椅的安裝方便性，分別對車型A及競爭車型安裝同一兒童座椅（底板），結(jié)果如圖14所示。從圖14可以看出，車型A安裝不方便，主要表現(xiàn)為ISOFIX位置不合適（偏后偏低）導(dǎo)致兒童座椅懸空；對標(biāo)車型安裝較方便，ISOFIX位置及連接力均較合適。

圖14 兒童座椅安裝方便性對比

此外，2015年IIHS按照評價(jià)規(guī)程共評價(jià)102款車型，達(dá)到“Good（優(yōu)秀）”等級的僅有3款車型，而超過一半比例的車型僅達(dá)到“Marginal（臨界）”等級[5]。由此說明，目前兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)的方便性普遍較差。隨著人們對兒童乘車安全的重視，兒童座椅的使用率必將提高，改善兒童座椅安裝方便性已經(jīng)迫在眉睫。

5 結(jié)論

文章建立了兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)方便性的評價(jià)規(guī)范，通過固定點(diǎn)深度、連接力和間隙角評價(jià)指標(biāo)說明兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)方便性的設(shè)計(jì)要求。針對目前市場上兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)的類型及方便性評價(jià)情況得出：1）滿足評價(jià)指標(biāo)要求的兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)安裝方便性表現(xiàn)較好；2）市場上兒童約束固定點(diǎn)系統(tǒng)的方便性整體較差，主要表現(xiàn)為位置不合適及連接力偏大等，建議通過改進(jìn)ISOFIX位置及包覆物軟硬度等方式提高其使用方便性；3）應(yīng)根據(jù)車型定位，合理選擇ISOFIX布置形式，如：考慮在中高端車型上采用導(dǎo)向式，以提高其使用方便性。