某乘用车型Latin NCAP评价中儿童座椅安装不便利问题的改进

周晓玲、刘灵祥、华鑫维、周鸿滔、杨灿

（1.上汽通用五菱汽车股份有限公司，柳州 545007；2.湖南湖大艾盛汽车技术开发有限公司柳州分公司，柳州 545007；3.广西铂展科技服务有限公司柳州分公司，柳州 545007）

0 引言

随着全球汽车安全技术的发展，儿童乘车安全问题得到各国政府、车企及用户的广泛关注。为解决碰撞中出现的儿童乘员安全性问题，降低儿童乘员在汽车碰撞事故中受伤的概率，欧盟以及美国、日本等发达国家都出台了各自的法规及碰撞标准。比如大家熟知的欧盟新车安全评价组织（Euro NCAP）早在1997 年就对儿童保护进行了细化，提出了自己的评分准则[1-2]。

拉丁美洲也于2010 年成立了Latin NCAP，制定了拉丁美洲及加勒比地区的新车评价规程。该规程主要对拉丁美洲和加勒比市场上销售的车辆进行安全性评价，推进当地汽车制造商改善汽车安全性能，推动政府强制所有车辆满足国际汽车安全法规。Latin NCAP 主要覆盖中拉丁美洲和加勒比海区域九个国家[3]。

Latin NCAP 总体评估包含成人乘员保护、儿童乘员保护、行人保护以及安全辅助。其中儿童乘员保护包含偏置碰中的动态评估、侧面碰撞动态评估、儿童座椅安装评估以及车辆基础配置评估。

Latin NCAP 从第一次测试开始就进行了儿童乘员安全评估，以确保汽车制造商对乘坐车辆的儿童安全问题负责。作为评估的一部分，Latin NCAP 将模拟18 个月大和3 岁大的假人放在推荐的儿童座椅中进行正面碰撞测试。在研究碰撞测试结果的同时，Latin NCAP 将继续验证儿童座椅和车辆及座椅安装的便利性，以确保儿童座椅可以安全、可靠以及便捷地安装[4]。

1 背景描述

某乘用车整车出口项目开发阶段在进行后排座椅的Latin NCAP 评估时，被判定儿童座椅安装便利性不满足要求。检测方提出以下2 个问题：第一，儿童座椅在装配过程中，探头与ISOFIX 固定系统上下方向（Z 向）不对齐，儿童座椅只有被抬起后探头才能对准ISOFIX 固定系统（图1）；第二，儿童座椅装配后底座与座椅坐垫面离空、不贴合，离空区域可以塞进一个手指（图2）。

图1 儿童座椅探头与固定点不对齐

图2 底座与坐垫面不贴合

该车型为首款出口车型，也是首次进行Latin NCAP 儿童座椅安装便利性评估，项目开发团队对此经验不足。加之项目开发之初也未收到客户的相关标准输入，导致团队对相关标准解读不充分，问题在正式工装造车阶段才暴露。经确认，Latin NCAP 评估规定，车辆如有下列情况之一，即属不符合安装便利性规定[5]。

（1）如果不采取进一步行动就无法使用ISOFIX 固定系统。例如座椅靠垫必须用手掰开，儿童座椅探头才方便进入固定点。

（2）儿童座椅必须从坐垫上抬起，才可以方便与固定点接触。允许吊装单独的支撑框架。

（3）座椅或坐垫的任何部分都可以防止连接儿童座椅。

（4）儿童座椅探头与ISOFIX 固定系统明显错位。

（5）在需要物理引导的地方，如塑料漏斗，它们不会永久附着在车辆上。

通过对比可以明确，该车型不符合上述条款中第2 条和第4条的要求，必须整改。

2 更改方案设计

儿童座椅是通过一个上拉带固定点及下部ISOFIX 固定系统固定到车身后地板和座椅上，本文主要讨论下部ISOFIX 固定系统结构（图3）。其中座椅坐垫起支撑和导向作用，ISOFIX 固定系统起固定作用。ISOFIX 固定系统是由2 个直径6.0±0.1 mm的横向水平刚性杆件组成，2 根杆件同轴，且最小有效长度为25.0 mm，通过焊接固定在车身后地板上。安装时，将先把儿童座椅放置在座椅坐垫上，再向后推，儿童座椅探头穿过座椅坐垫上方后锁止在ISOFIX 固定系统上。

图3 ISOFIX 固定系统结构示意图

2.1 车身ISOFIX 固定系统高度更改

由于ISOFIX 固定系统Z 方向高度偏高，导致儿童座椅探头与其接合后，儿童座椅后端被架空，与坐垫离空（图4）。要做到儿童座椅与坐垫贴合，可以选择把ISOFIX 固定系统往下降约10.0 mm 或者抬高坐垫表面两种方案。抬高坐垫表面的方案更改范围比较大，影响到座椅R 点变更、乘坐舒适性以及SBR 重新标定等，并且涉及全车系高低配置共3 套坐垫的发泡模具修模，更改周期约35 天。而降低ISOFIX 固定系统高度的方案相对简单，只涉及杆件成型模具修改及复测ISOFIX 固定系统强度，更改周期约30 天。综合对比两2 种更改方案的周期及成本后，决策采用降低ISOFIX 固定系统高度的方案。

图4 ISOFIX 固定系统结构剖面图

2.2 座椅坐垫开避让孔

2.2.1 坐垫发泡在ISOFIX 固定系统处开避让孔

更改前此车型的ISOFIX 固定系统布置在座椅坐垫后部，被座椅坐垫遮挡，为了达到方便装配儿童座椅的要求，在正常使用时ISOFIX 固定系统需清晰可见。这就需要座椅坐垫开避让孔以外露ISOFIX 固定系统，便于儿童座椅的探头直接穿过坐垫避让孔，与ISOFIX 固定系统接合（图5a）。

图5 坐垫避让孔结构示意图

ECE R14《关于批准车辆安全带固定点，ISOFIX 固定点系统及上拉带固定点的统一规定》中规定了，M1 类车辆内安装的ISOFIX 儿童约束系统中，ISOFIX 固定点系统以及上拉带固定点的技术要求（包含设计、制造和布置要求）及试验要求。其中的条款5.2.3.1 要求，ISOFIX 固定系统应有2 个直径6.0 mm±0.1 mm 的横向水平刚性杆件，2 个杆件最小有效长度为25.0 mm，且两杆件同轴。因此该车型外露的ISOFIX 有效长度至少为25.0 mm，考虑到制造公差，设定发泡避让孔长度（Y向尺寸）为35.0 mm，同时兼顾到避让孔处坐垫面套不塌陷，在避让孔周边增加XPE 硬发泡支撑块以防反复拆卸儿童座椅时发泡被撕裂。因此该更改方案涉及坐垫模具修模，修模周期约30 天。

2.2.2 座椅坐垫面套在ISOFIX 固定系统处开缝

考虑到不装配儿童座椅时座椅的美观性，ISOFIX 固定系统及坐垫发泡避让孔均不能外露，故避让孔处需要增加面套装饰。而当需要装配儿童座椅时，面套又不能阻碍装配，因此选择把面套做成活动门帘式（图5b）。这样在装配儿童座椅时，可以先把面套掀开，不使用时，用尼龙搭扣带将面套固定。

在欧洲经济委员会汽车标准法规第14 条法规，即ECE R14《关于汽车安全带安装固定点认证的统一规定》中的条款5.2.3.4要求，定义儿童座椅模块的底面相对于车辆参考面所测得的方位角符合以下限制和角度要求：前后倾斜角度为15±10°，左右偏离角度0±5°，翻转角度0±10°。上述更改方案经过数模装配，儿童座椅布置居中，前后倾斜角度、左右偏离角度以及翻转角度均符合ECE R14 中条款5.2.3.4 的要求，可以进行下一步手工样件验证[5]。

2.3 改进后手工样件装配效果

供应商按照上述措施制作了座椅坐垫及ISOFIX 固定系统手工样件。经实车试装，儿童座椅在装配过程中探头与ISOFIX 固定系统上下方向（Z 向）可以对齐，无需抬起儿童座椅；儿童座椅安装路径即可顺着坐垫面平推到位与ISOFIX 固定系统接合，并且儿童座椅安装后底座和座椅坐垫表面贴合（图6）。经与检测方确认，此状态符合Latin NCAP 要求，以上更改方案有效。

图6 手工样件装配效果

3 CAE 模拟分析更改后的ISOFIX 固定系统强度

由于车身ISOFIX 固定系统高度发生了更改，需要重新测试ISOFIX 固定系统强度。为了减少物理样件试验时间及费用，优先进行CAE 模拟分析。

3.1 法规要求

根据法规ECE R14 中条款6.6 静态试验要求，在ISOFIX 处于连接状态时，对静态加载装置施加载荷，对ISOFIX 固定系统强度进行试验，压力、方向以及偏移限制要求如表1 所示。

表1 ISOFIX 固定系统强度试验参数表

3.2 加载方法

儿童座椅加载装置施加力值如下。

（1）前向加载：F1=8×1.2 kN；方向：与水平面夹角成10°（图7a）。

图7 儿童座椅加载试验

（2）斜向加载：F2=5×1.2 kN；方向：左/右两侧水平加载，正前向夹角75°（图7b）。

（3）加载到规定载荷时间为100 ms，之后保持50 ms。

（4）约束条件：约束车身横截面处6 个方向上的自由度。

3.3 CAE 模拟分析结果

儿童座椅加载试验并经CAE 模拟分析（表2），判定ISOFIX固定系统往下降约10.0 mm 后强度达标，位移与更改前变化差异较小，车身、座椅坐垫可以开始修模。

表2 儿童座椅加载试验结果

4 正式手工样件装配儿童座椅效果

经过为期30 天修改，ISOFIX 固定系统、坐垫模具及其他关联工装均修改完成，工装样件首次打样，全部尺寸符合图纸要求。项目团队立即开展两台白车身测试ISOFIX 固定系统强度，X 点位移与CAE 模拟分析结果相近，均小于125.0 mm，ISOFIX 固定系统强度合格。同时，实车试装儿童座椅，与手工样件验证效果相同，装配过程及装配后效果符合Latin NCAP 要求。至此，此问题赶在公告前顺利解决，全部更改周期约45 天。

5 结束语

众所周知儿童座椅在汽车发生碰撞或突然减速的情况下，可以减缓对儿童的冲击力和限制儿童的身体移动来减少对他们的伤害，确保孩子的乘车安全。汽车厂商有责任改善汽车安全性能，提高儿童座椅安装的便利性。对于本文所述的问题，其症结已经很清晰，即对出口国家法规解读不透彻，不清晰客户的具体需求。为了避免相同问题再次出现，可以从以下两方面改进。

第一，标准对标方面，国外标准与国标存在差异，因此在项目立项之初，必收集到出口国家的所有法规文档。汽车厂商和座椅供应商应通力合作充分解读这些标准，总结差异点，进行针对性开发，写入checklist（数据检查清单），并在前期开发及T2 开发阶段逐一确认，避免后期更改拖延项目开发节点，浪费开发经费。

第二，国外法规大多为英语或者本地语言，难免与中文产生歧义。当文字理解有疑义时，适当增加工程语言来确认，例如零件照片、结构截图等。