整车儿童约束固定点系统方便性评价

范学 王胜 李雪刚 陆圣青

（比亚迪汽车工业有限公司）

近年来，儿童乘车安全性越来越受到关注，为此国家颁布了儿童约束系统的强制性法规GB27887—2011《机动车儿童乘员用约束系统》，对儿童约束系统的性能进行规定。此外，为配合儿童约束系统在车辆上的安装，新修订的GB 14167—2013也增加了对儿童约束固定点（ISOFIX）的要求[1]。但是，由于法规对ISOFIX的要求仅限于标识、位置和强度等，对儿童约束系统在车辆上安装的方便性等并无明确规定。调查显示，车辆因ISOFIX接口方式等不同，其安装方便性有较大差异，在一定程度上影响了儿童约束系统的使用率。为此，文章提出一种方便性的评价方法，为儿童约束固定点系统方便性评价提供了参考。

1 儿童约束系统在车辆上的安装

儿童约束系统根据儿童体质量可分为5个组，由于体质量及年龄不同，每个组别使用的儿童约束系统类别及安装方式也有差异，如表1所示[2]。

表1 儿童约束系统分类

儿童约束系统的装车方式主要包括：1）使用车辆安全带系统固定。使用该方式的儿童约束系统较为常见，如婴儿（0+组）用儿童约束系统，其要求车辆安全带应长度足够且易于拉紧。2）使用ISOFIX固定装置固定。使用该方式的儿童约束系统主要用于I组，其要求ISOFIX固定装置操作简单方便、设计合理可靠。

2 儿童约束固定点系统简介

2.1 儿童约束固定点系统定义

儿童约束固定点系统是指在特定的座椅位置上，设计用来使儿童约束系统固定到车辆上的系统。对于国标和欧标，儿童约束固定点系统又称为ISOFIX，而美标则简称为LATCH，一般均由2个下固定点和1个上拉带固定点组成，如图1所示。儿童约束固定点的标识、位置及强度等应符合ECE R14及FMVSS225[3]等法规要求。文章主要介绍儿童约束固定点系统的方便性评价。

图1 儿童约束固定点系统组成

2.2 儿童约束固定点系统布置形式

目前市场在售车型，儿童约束固定点系统的布置形式主要有3种，如图2所示，根据车型定位及价格不同而选择各异。

图2 整车儿童约束固定点系统布置形式

1）隐藏式。主要表现为ISOFIX位置被座垫和靠背隐藏。其特点是可以保持座椅的整体美观性，但不便于儿童座椅的安装，如图2a所示。

2）开口式。主要表现为ISOFIX在座椅靠背处有一使用开口。其特点是可以较方便安装儿童约束系统，但对座椅整体美观性有一定影响，如图2b所示。

3）导向式。主要表现为ISOFIX在座垫和靠背结合处设计有导向槽，不仅方便儿童座椅的安装而且不影响座椅整体美观性，如图2c所示。

一般来说，中低端车型多采用隐藏式，而高端豪华车型则多采用导向式。

3 儿童约束固定点系统方便性评价

儿童约束固定点系统法规已实行多年，但目前儿童座椅使用率仍然偏低，一方面是乘员对儿童乘车安全意识不足，另一方面则是儿童座椅安装方便性差或误用所致。为了使乘员更准确方便地在车辆上安装儿童座椅，2015年IIHS发布了“Vehicle LATCH Hardware Evaluation Protocol”[4]，通过测试固定点的深度、连接力和间隙角等指标，评价儿童约束固定点系统的使用方便性，促使汽车制造商设计更加方便的LATCH。

3.1 下固定点方便性评价

3.1.1 深度评价

儿童约束下固定点的深度直接影响儿童座椅的安装方便性，尤其对于隐藏式接口方式。虽然法规对H点到下固定横杆的距离有要求，如图3所示，但是，满足法规要求的下固定点显示同样呈现不同方式，如图4所示。

图3 H点到下固定点横杆距离要求

图4 儿童约束固定点系统下固定点显示方式

固定点位置深度不同，儿童座椅安装方便性亦有差异，按照下列步骤进行评价。

1）评价工具：由深度探测杆和滑块组成，如果LATCH接口形式为开口或导向式，还应使用导槽板，如图5所示。

图5 儿童约束固定点系统下固定点深度评价工具

2）评价方法：图6示出儿童约束固定点系统下固定点深度测量方法。a.将深度探测杆末端通过滑块对准下固定点横杆中心，探测杆的角度应使滑块前上下表面刚好接触座椅，如图6a所示。对于带有导向槽或开口的下固定点，应先将导槽板放在开口位置，如图6b所示，然后再进行测量。b.缓慢推动探测杆直到接触下固定点横杆，此时记录参考窗口前边缘的颜色，通过颜色标尺确定下固定点的深度，如图7所示。其中，黄色=-2～0 cm，白色 =0～2 cm，红色 =2～4 cm，蓝色 =4～6 cm，橙色 =6～8 cm，绿色 =8～10 cm，黑色 =10～12 cm。

图6 儿童约束固定点系统下固定点深度测量方法

图7 儿童约束固定点系统下固定点深度评价工具参考窗显示

3）评价要求：下固定点深度应≤2 cm。

3.1.2 连接力评价

儿童约束固定点连接力是儿童座椅安装方便性的重要方面，是乘客最直接的感受。如果连接力过大，将不利于儿童座椅的安装，甚至引起顾客抱怨。连接力按照下列步骤进行评价。

1）评价工具：由探测杆、滑块、测力计及角度仪组成，如图8所示。

图8 儿童约束固定点系统下固定点连接力评价工具

2）评价方法：a.按照深度评价步骤，当探测杆就位且固定点深度已被记录，保持探测杆角度不变，利用测力计将滑块推入座椅中直到参考窗中探测杆全部黄色可见，如图9所示。b.使用测力计记录连接力，记录滑块整个运动过程中的最大力值。

图9 儿童约束固定点系统下固定点连接力测试

3）评价要求：下固定点连接力应＜178 N；如果测量工具无法连接下固定点横杆，则下固定点不符合连接力要求。如果连接力位于169～187 N，则应该在其他车上进行第2次测量或1 h后在同一汽车上再测试，连接力值取其平均值。

3.1.3 间隙角评价

为保证儿童约束固定点系统的安装方便性，座椅硬度和儿童约束固定点结构必须被设计成允许儿童座椅安装后能绕固定点横杆向上旋转，即满足间隙角要求。按照下列步骤进行评价。

1）评价工具：包括连接件、测力计及角度仪，如图10所示。

图10 儿童约束固定点系统下固定点间隙角测量工具

2）评价方法：将间隙角测量工具连接到下固定点横杆中心，并确保该工具不会与固定点侧面横杆相作用。使测力计垂直于间隙角标尺，施加21.4 N的垂直载荷，载荷以推或拉的任意方式施加，如图11所示。如果由于下固定点周围包覆物导致间隙角测量工具无法连接下固定点横杆，应做记录。

图11 儿童约束固定点系统下固定点间隙角测量

3）评价要求：间隙角应＞54°；如果测量工具无法连接下固定点杆件，则下固定点不符合间隙角要求。如果间隙角在52～56°，应该在其他车辆上进行第2次测量或1 h后在同一汽车上再测试，间隙角取其平均值。

3.2 上固定点方便性评价

3.2.1 上固定点位置评价

法规对儿童约束系统上固定点位置要求是位于一定区域内，但该区域内上固定点的位置不同同样影响使用方便性。上固定点位置按照下列步骤进行评价。

1）对于带有上拉带固定点的每个座椅位置，记录上固定点位置（如后隔物板、中间靠背、靠背底部、座椅下、地板及顶篷等）。

2）当上固定点位于靠背上时，测量靠背的长度和靠背顶部到上固定点的距离，如图12所示。

图12 儿童约束固定点系统上固定点到靠背顶部距离

3）评价要求：上固定点应位于后隔物板或座椅靠背向上85%的位置。

3.2.2 上固定点标识及误用评价

1）记录是否有其他可能被误用的刚性件，如接近上固定点或乘客可能找到的上固定点位置。

2）记录上固定点是否进行标识（如图13所示）、标识是否有高对比度，以及标识到上固定点的直线距离。

图13 儿童约束固定点系统上固定点标识

3）评价要求：上固定点无可能被误用的硬件外露或如果硬件外露，指示标识离上固定点距离应＜7.5 cm。

4 车型评价分析

按照上述评价方法对相关车型进行评价，结果如表2所示。

表2 部分车型儿童约束固定点系统方便性评价结果

从表2可以看出，目前各车型ISOFIX下固定点不满足方便性评价指标要求，主要表现为下固定点位置不合适及连接力偏大等，其中车型B因下固定点位置不对而无法连接，不满足标准要求，设计上需更改。

为实际验证儿童座椅的安装方便性，分别对车型A及竞争车型安装同一儿童座椅（底板），结果如图14所示。从图14可以看出，车型A安装不方便，主要表现为ISOFIX位置不合适（偏后偏低）导致儿童座椅悬空；对标车型安装较方便，ISOFIX位置及连接力均较合适。

图14 儿童座椅安装方便性对比

此外，2015年IIHS按照评价规程共评价102款车型，达到“Good（优秀）”等级的仅有3款车型，而超过一半比例的车型仅达到“Marginal（临界）”等级[5]。由此说明，目前儿童约束固定点系统的方便性普遍较差。随着人们对儿童乘车安全的重视，儿童座椅的使用率必将提高，改善儿童座椅安装方便性已经迫在眉睫。

5 结论

文章建立了儿童约束固定点系统方便性的评价规范，通过固定点深度、连接力和间隙角评价指标说明儿童约束固定点系统方便性的设计要求。针对目前市场上儿童约束固定点系统的类型及方便性评价情况得出：1）满足评价指标要求的儿童约束固定点系统安装方便性表现较好；2）市场上儿童约束固定点系统的方便性整体较差，主要表现为位置不合适及连接力偏大等，建议通过改进ISOFIX位置及包覆物软硬度等方式提高其使用方便性；3）应根据车型定位，合理选择ISOFIX布置形式，如：考虑在中高端车型上采用导向式，以提高其使用方便性。