整車兒童約束固定點系統方便性評價

范學 王勝 李雪剛 陸圣青

（比亞迪汽車工業有限公司）

近年來，兒童乘車安全性越來越受到關注，為此國家頒布了兒童約束系統的強制性法規GB27887—2011《機動車兒童乘員用約束系統》，對兒童約束系統的性能進行規定。此外，為配合兒童約束系統在車輛上的安裝，新修訂的GB 14167—2013也增加了對兒童約束固定點（ISOFIX）的要求[1]。但是，由于法規對ISOFIX的要求僅限于標識、位置和強度等，對兒童約束系統在車輛上安裝的方便性等并無明確規定。調查顯示，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的使用率。為此，文章提出一種方便性的評價方法，為兒童約束固定點系統方便性評價提供了參考。

1 兒童約束系統在車輛上的安裝

兒童約束系統根據兒童體質量可分為5個組，由于體質量及年齡不同，每個組別使用的兒童約束系統類別及安裝方式也有差異，如表1所示[2]。

表1 兒童約束系統分類

兒童約束系統的裝車方式主要包括：1）使用車輛安全帶系統固定。使用該方式的兒童約束系統較為常見，如嬰兒（0+組）用兒童約束系統，其要求車輛安全帶應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主要用于I組，其要求ISOFIX固定裝置操作簡單方便、設計合理可靠。

2 兒童約束固定點系統簡介

2.1 兒童約束固定點系統定義

兒童約束固定點系統是指在特定的座椅位置上，設計用來使兒童約束系統固定到車輛上的系統。對于國標和歐標，兒童約束固定點系統又稱為ISOFIX，而美標則簡稱為LATCH，一般均由2個下固定點和1個上拉帶固定點組成，如圖1所示。兒童約束固定點的標識、位置及強度等應符合ECE R14及FMVSS225[3]等法規要求。文章主要介紹兒童約束固定點系統的方便性評價。

圖1 兒童約束固定點系統組成

2.2 兒童約束固定點系統布置形式

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

圖2 整車兒童約束固定點系統布置形式

1）隱藏式。主要表現為ISOFIX位置被座墊和靠背隱藏。其特點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。主要表現為ISOFIX在座椅靠背處有一使用開口。其特點是可以較方便安裝兒童約束系統，但對座椅整體美觀性有一定影響，如圖2b所示。

3）導向式。主要表現為ISOFIX在座墊和靠背結合處設計有導向槽，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向式。

3 兒童約束固定點系統方便性評價

兒童約束固定點系統法規已實行多年，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。為了使乘員更準確方便地在車輛上安裝兒童座椅，2015年IIHS發布了“Vehicle LATCH Hardware Evaluation Protocol”[4]，通過測試固定點的深度、連接力和間隙角等指標，評價兒童約束固定點系統的使用方便性，促使汽車制造商設計更加方便的LATCH。

3.1 下固定點方便性評價

3.1.1 深度評價

兒童約束下固定點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。雖然法規對H點到下固定橫桿的距離有要求，如圖3所示，但是，滿足法規要求的下固定點顯示同樣呈現不同方式，如圖4所示。

圖3 H點到下固定點橫桿距離要求

圖4 兒童約束固定點系統下固定點顯示方式

固定點位置深度不同，兒童座椅安裝方便性亦有差異，按照下列步驟進行評價。

1）評價工具：由深度探測桿和滑塊組成，如果LATCH接口形式為開口或導向式，還應使用導槽板，如圖5所示。

圖5 兒童約束固定點系統下固定點深度評價工具

2）評價方法：圖6示出兒童約束固定點系統下固定點深度測量方法。a.將深度探測桿末端通過滑塊對準下固定點橫桿中心，探測桿的角度應使滑塊前上下表面剛好接觸座椅，如圖6a所示。對于帶有導向槽或開口的下固定點，應先將導槽板放在開口位置，如圖6b所示，然后再進行測量。b.緩慢推動探測桿直到接觸下固定點橫桿，此時記錄參考窗口前邊緣的顏色，通過顏色標尺確定下固定點的深度，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 兒童約束固定點系統下固定點深度測量方法

圖7 兒童約束固定點系統下固定點深度評價工具參考窗顯示

3）評價要求：下固定點深度應≤2 cm。

3.1.2 連接力評價

兒童約束固定點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行評價。

1）評價工具：由探測桿、滑塊、測力計及角度儀組成，如圖8所示。

圖8 兒童約束固定點系統下固定點連接力評價工具

2）評價方法：a.按照深度評價步驟，當探測桿就位且固定點深度已被記錄，保持探測桿角度不變，利用測力計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.使用測力計記錄連接力，記錄滑塊整個運動過程中的最大力值。

圖9 兒童約束固定點系統下固定點連接力測試

3）評價要求：下固定點連接力應＜178 N；如果測量工具無法連接下固定點橫桿，則下固定點不符合連接力要求。如果連接力位于169～187 N，則應該在其他車上進行第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

為保證兒童約束固定點系統的安裝方便性，座椅硬度和兒童約束固定點結構必須被設計成允許兒童座椅安裝后能繞固定點橫桿向上旋轉，即滿足間隙角要求。按照下列步驟進行評價。

1）評價工具：包括連接件、測力計及角度儀，如圖10所示。

圖10 兒童約束固定點系統下固定點間隙角測量工具

2）評價方法：將間隙角測量工具連接到下固定點橫桿中心，并確保該工具不會與固定點側面橫桿相作用。使測力計垂直于間隙角標尺，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。如果由于下固定點周圍包覆物導致間隙角測量工具無法連接下固定點橫桿，應做記錄。

圖11 兒童約束固定點系統下固定點間隙角測量

3）評價要求：間隙角應＞54°；如果測量工具無法連接下固定點桿件，則下固定點不符合間隙角要求。如果間隙角在52～56°，應該在其他車輛上進行第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 上固定點方便性評價

3.2.1 上固定點位置評價

法規對兒童約束系統上固定點位置要求是位于一定區域內，但該區域內上固定點的位置不同同樣影響使用方便性。上固定點位置按照下列步驟進行評價。

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

2）當上固定點位于靠背上時，測量靠背的長度和靠背頂部到上固定點的距離，如圖12所示。

圖12 兒童約束固定點系統上固定點到靠背頂部距離

3）評價要求：上固定點應位于后隔物板或座椅靠背向上85%的位置。

3.2.2 上固定點標識及誤用評價

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

2）記錄上固定點是否進行標識（如圖13所示）、標識是否有高對比度，以及標識到上固定點的直線距離。

圖13 兒童約束固定點系統上固定點標識

3）評價要求：上固定點無可能被誤用的硬件外露或如果硬件外露，指示標識離上固定點距離應＜7.5 cm。

4 車型評價分析

按照上述評價方法對相關車型進行評價，結果如表2所示。

表2 部分車型兒童約束固定點系統方便性評價結果

從表2可以看出，目前各車型ISOFIX下固定點不滿足方便性評價指標要求，主要表現為下固定點位置不合適及連接力偏大等，其中車型B因下固定點位置不對而無法連接，不滿足標準要求，設計上需更改。

為實際驗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，主要表現為ISOFIX位置不合適（偏后偏低）導致兒童座椅懸空；對標車型安裝較方便，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按照評價規程共評價102款車型，達到“Good（優秀）”等級的僅有3款車型，而超過一半比例的車型僅達到“Marginal（臨界）”等級[5]。由此說明，目前兒童約束固定點系統的方便性普遍較差。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迫在眉睫。

5 結論

文章建立了兒童約束固定點系統方便性的評價規范，通過固定點深度、連接力和間隙角評價指標說明兒童約束固定點系統方便性的設計要求。針對目前市場上兒童約束固定點系統的類型及方便性評價情況得出：1）滿足評價指標要求的兒童約束固定點系統安裝方便性表現較好；2）市場上兒童約束固定點系統的方便性整體較差，主要表現為位置不合適及連接力偏大等，建議通過改進ISOFIX位置及包覆物軟硬度等方式提高其使用方便性；3）應根據車型定位，合理選擇ISOFIX布置形式，如：考慮在中高端車型上采用導向式，以提高其使用方便性。