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交通事故零伤亡 丰田突围小型车

作者:
陈瑶
时间:
2014-12-22 16:54:42

  

入秋之际,蓝天格外晴朗。尽管山顶没有积雪,但富士山依然不乏是一个充满神秘气息的美丽地方,正如安静地“栖身”于其脚下的东富士研究所一般。

  

  静冈县裾野市御宿1200号,多幢朴素的白色小楼整日整夜持续不断地工作着,丝毫不会受到天气等外界因素的影响。如果不是马路一侧高耸着一块白底绿字的指示牌,你很难发现丰田汽车尖端技术和先行技术的研发基地就在这里,东富士研究所所在位置对于丰田而言是个秘密,在这里,任何人都不被允许拍摄其周边的景物,因为这样的行为可能会暴露这个研究所的具体方位。

  

  “Drive Your Dreams!”这里的工作人员总是会不约而同地告诉你这样一句话,而“挑战未来的各种可能性,致力于可预见性的新技术开发研究,实现人、社会和地球环境之间的最大和谐”,正是丰田赋予东富士研究所的终极使命,尽管有时候它所追求的梦想会招来现阶段一些不被理解的嘲笑。

 

  游弋的鱼群很自在,即使相对而行几近碰撞,却都能来个优雅的转身,自由避让,如果马路上川流不息的车辆也能如此安全行驶,这听起来的确像是一个天方夜谭。然而,丰田汽车却正在努力践行着这个看似不太可能实现的目标,正如丰田汽车中国业务负责人牛山雄造常务董事所说:“打造这样的汽车社会,将会是一个理想状态,这也是我们的终极方向,虽然我不能告诉你们什么时候能够达成,但我们必须实现它,交通事故零伤亡绝对不会是一个梦想。” 

  

安全基础GOA标准

  “丰田有句话叫做现地现物,实际考察才能有最大的体会。”说话的是丰田汽车碰撞安全机能主查葛卷清吾,他是一位有着23年研发经验的工程师,1985年从京都大学工业研究科硕士毕业之后,便进入了丰田汽车车体设计部,现在也是丰田汽车主动安全工作的企划牵头人。

  

  “通过追求实际安全,实车试验进行评测然后再产品化,然后再回到实际的事故调查分析环节确认其效果,不断循环实施这一过程尤为重要。”葛卷清吾言下之意,即丰田的安全研发工作是建立在对实际交通事故的分析调研基础之上,并从中分析损伤原因,通过各种各样的模拟试验,验证解决对策,继而开展实质性的研发工作。 

  

  早在1995年,为了对应更加多样的事故,丰田根据市场事故调查以及对其他公司汽车性能的调查结果,独立研究开发出在同级别车型中具备世界高水平的目标“GOA”(Global Outstanding Assessment),以保证卓越安全性能的车身结构,除了遵循世界各国的法规和评价标准之外,“GOA”还尽可能全面反映市场上具有代表性的事故。在刚刚导入“GOA”时,法规和评价都采用了正面100%重叠刚性碰撞试验的形式,对乘员造成的伤害数值则是惟一的判定标准。但在随后的正面碰撞事故调查中,丰田却发现,同样是在系好座椅安全带的情况下,因为与墙壁或者车辆发生部分重叠而造成的重伤比率为51%,也即正面偏置碰撞事故。

  

  “我们认为与墙壁和车辆完全重叠的100%正面碰撞一样,正面偏置碰撞的安全性能也是非常重要的元素。”葛卷清吾这样说。为了更好地解释这两种不同碰撞状态的差异,他向我们展示了两张图片,装着粘土的同一个沙袋落下时,正面与墙壁偏置碰撞时因为只有单面吸收冲击能量,与双面都能吸收能量的正面100%碰撞相比,变形程度更大。“这也意味着,正面偏置碰撞会使座舱空间变形更严重,伤亡数值也会更高,因此对保证座舱空间的要求更加苛刻。”葛卷清吾强调。

  

  在这样的认识背景下,“GOA”标准前期采用了60km/h正面偏置碰撞、55km/h正面碰撞、50km/h侧面碰撞以及滚翻试验等安全性能评价方法,并首次运用在当时丰田最小的紧凑型汽车STARET上。经过3年的完善和总结,丰田又将正面偏置碰撞的速度从60km/h提高到64km/h,侧面碰撞速度从50km/h提高到55km/h,同时还在评价中追加了55km/h后方偏置碰撞试验评价,开发出了第一代雅力士车型,并于1999年推入市场。

  

  葛卷清吾同时补充解释,如果座舱的侵入量增加,造成伤害的概率也会随之上升。因此,在发生前方碰撞时,除了乘员伤害数值以外,丰田还独自设定了转向器、前门柱、前端板的侵入量数值目标,尽量控制座舱变形。

  

  为了不断提高实际安全,“GOA”逐步进化,扩大到从小型车到大型车众多车系,并随时调整性能目标,不断提升其水平。在研发第二代雅力士和威驰时,丰田就开始了对与大型车相撞时可确保双方安全的碰撞适应性、对行人保护等安全性能的开发。

  

  所谓的碰撞适应性,按照葛卷清吾的解释,也就是在大小不同的车辆发生碰撞时可确保双方安全的技术。虽然从小型车到大型车实施同一评价标准,法规和评价中所采用的壁障碰撞试验结果也显示,所有车辆的性能都有了提高,在安全性方面似乎都没有差别,但在实际发生的事故中,大型车和小型车碰撞时,多数情况却是小型车的损害更为严重,如何让“弱势”的小型车在交通事故中更加安全则成为丰田研究的重要课题。

  

  “为了确保高水平的碰撞适应性,作为丰田独立的评价标准,我们让2吨级车分别从前方、侧面以及后方的3个角度以55km的时速与小型车碰撞,而这些碰撞数据对于我们提高小型车的安全性能非常有价值。”葛卷清吾说。

  

  事实上,在丰田“GOA”要求中,被动安全性能卓越的车辆必须同时具备三大基本要素,即高效吸收碰撞能量的车身、有效保护乘员的高强度座舱和有效保护乘员的固定装置。

  

  以丰田小车雅力士为例,为了提高伤害适应性能以及确保高效吸收碰撞能量,雅力士采用了大型保险杠加强件,能有效吸收碰撞能量,并把能量传递到左右侧的前纵梁上;其次,还通过提高前纵梁支撑部位的强度,在提高前纵梁吸收碰撞能量效果的同时,减小座舱侵入量;而为了高效分散碰撞能量,雅力士在前门柱、腰线、门槛、底板加强件、地板通道加强件等底部骨架这些部位,确保可复数传递碰撞能量的途径,防止座舱变形。在乘员固定系统方面,采用预紧限力座椅安全带、前方碰撞防护用SRS空气囊、侧面碰撞防护用侧部和窗帘式SRS空气囊,以减轻对乘员头部和胸部造成的伤害程度。

  

  采访过程中,丰田汽车川濑正伸常务董事对“GOA”做出了非常形象的比喻:“中国的太极拳,并不是硬碰硬,而是以柔克刚,把外来的冲击能量转移或降低,这与车身的骨架结构是相通的,吸收并分散碰撞能量,以减轻车内成员在事故中所受到的伤害。而乘员所在的座舱,就像是中国功夫中的金钟罩铁布衫来抵挡外部攻击一样,具有高强度的骨架,在碰撞时才不会被损坏,以保护乘员。提高汽车的安全性能,其实这与中国哲学中的‘刚柔并济’概念是类似的。”

  

  川濑正伸的这一解释有着详实的数据作以支撑。来自ITARDA2的调查显示,导入“GOA”安全车身之后,2000年,丰田A级车的死亡事故件数下降了35%,而B级车和A级两厢车的这一下降比例均为40%。

  

  “在追求实际安全性能的过程中,丰田同时实现高强度的座舱、可高效吸收碰撞能量的车身以及乘员固定装置的‘GOA’,在国际市场上具有强大的竞争力。丰田的小型车完全具备高一档次的安全性能。”葛卷清吾之语,无疑代表了丰田汽车在未来小型车市场竞争中的自信。

  

仿真人的世界

 在进入到碰撞试验场之前,御沓悟司将我们带到了东富士研究所另一个秘密地带——虚拟人体模型检测室。这位年轻英俊的安全主管在东富士研究所已经有18个年头了,对于这里的一切设施他都了如指掌,是为参观者答疑解惑的最好解说者。

  

  尽管此前已经有所心理准备,但紧随在御沓悟司身后,眼前所见的场景仍然让人大吃一惊,房间里摆放的各种仿真人,数量之多,类型之全,完全出乎当初的意料。不同性别、不同年龄、不同身材......都在这些人体模型上有所体现,甚至包括孕妇这样的特殊形态也被模拟了出来。它们非常逼真,不仅是身高体重,就连皮肤、颈部构造以及人体细部都模仿真人,如果参观者前一天晚上没有睡好或是喝了太多的米酒,就很容易以为它们是活生生的真人了。

  

  这些仿真人被丰田称之为THUMS”(Total Human ModeI for Safety),它们给这个严肃的试验中心带来了一点点诙谐。在它们身上,人体的骨骼、内脏、肌肉和大脑等都被模型化,以对应各种体格、年龄的乘员和行人,再通过模型内存的探测器测定碰撞时乘员所受到的冲击,可以再现普通假人所无法表现的人体受伤机理,尤其是颈部伤害以及下肢伤害等。

  

  “为了测试身体和座位之间的实际移动状况,我们在试验时会给模型穿上衣服,而为了检测脚部会不会被卡住,我们还让模型穿上了鞋子。”指着身旁一个穿着黄色上衣和黑色皮鞋的成年人模型,御沓悟司笑着说。

  

  由于碰撞试验对于所用的人体模型有着严格的指数标准,因此每个仿真人平均使用10次之后必须接受检查。御沓悟司又将我们带到了另一侧的房间,在这里,到处可见被分解的人体模型部件,两位工作人员正在检测从一个仿真人身上拆解下来的部件。御沓悟司介绍:“如果探测器的误差超过可容范围,就必须对此部件进行修理或者更换,而只有通过了检测的部件才可以实行再组装,我们就是通过这些程序实现公平公正的碰撞试验。”

  

  据了解,这些虚拟人体模型的造价根据所配置的探测器数量以及大小、性能而异,使用范围最为广泛的HⅢ模型,大约500~600万日元一具,而现在和欧美研究机构共同开发中的SID模型造价约1亿日元。

  

  “我们希望在不同的国家使用相同标准的假人,现在这一方面的评价体系已经实现了全球统一化。” 在葛卷清吾看来,国际范围内的模型性能标准化非常重要,这是在全球提高汽车安全性能的重要前提。

  

  当然,这些仿真人并不是马上就投入到实车碰撞试验之中,这样的方式成本太大,效率不高,毕竟实车撞一次就会损坏,而碰撞的数据却不一定是有效的。因此,在实车碰撞之前,丰田会利用仿真人来模拟车辆碰撞过程, 

  

  模拟碰撞试验室,在震耳欲聋的碰撞声中,东服饰研究所为参观者演示了一次模拟碰撞试验,而整个过程仅仅只有几秒钟。御沓悟司告诉我们,现在所看到的就是研究所引进的最新型碰撞试验装置,把人体模型固定在座椅上,可以通过高精度的油压精密再现碰撞所形成的减速波。由于汽车在碰撞时会猛烈前倾,碰撞试验装置在车台下方还设有两米长的导轨,通过导轨的运动可以再现碰撞瞬间的前倾动作,以测试安全带和气囊的性能,而所有统计出来的数据都将作为实车碰撞试验结果的参考依据。

  

必须付出的昂贵成本

 最终的一切都需要实车试验进行更好的说明。

  

  走进东富士研究所的碰撞试验场,感觉走进了一个偌大而空荡的冰球场。超过3.8万平方米的场地,就像一把方形的大扇子,遍布的放射状车道好比是扇子的骨架,还有一个个可以让测试车辆进出的车库门。各条车道汇集之处,是约30公分的透明玻璃,其下安放着多台摄像机,和头顶上方、跑道一旁的摄像机共同记录碰撞全过程的信息。二楼,是碰撞试验的控制室,工程师们或坐在计算机屏幕前,或站着观察碰撞的整个过程,当然,也会有其他工程师直接在碰撞现场承担相应的任务。

  

  这里是24小时通宵达旦的工作,测试车辆可从各种可能的方向(从交角15度到正面碰撞)进行常见的正面、偏置、侧面3项碰撞外,还可以进行不同角度之间的Car to Car(车对车)碰撞、车辆侧翻等多种形式的试验,在Car to Car碰撞的研究中,重点还在于小型车与大型车之间碰撞的分析。日本是一个小型车盛行的国家,因此对于小型车的安全性研究也开展得更加深入。同时,这里还能通过钢丝牵引不同的壁障(比如电线杆等)进行碰撞。利用这一试验场以及位于日本爱知县的丰田总公司设备,丰田每年大约会进行1500辆车的碰撞试验。

  

  今天的内容,是一辆中国工厂生产的银色威驰小车以64km/h的速度进行正面偏置碰撞试验,碰撞速度高出中国标准C-NCAP的56km/h,碰撞能量也要比C-NCAP高出30%左右。试验开始之前,工程师们做着事前准备,随着铃声响起,20S倒计时开始,工程师们迅速离开跑道位置,载着仿真人的威驰在水泥地板上的轨道中起跑加速,“砰”的一声以50%的偏置角度撞在了前方的壁障。

  

  0.1S的瞬间碰撞,被四周的高速摄像机捕捉了下来,工作人员迅速上前清扫散落的碎片,之后的几秒钟,工程师将检查这次碰撞得到的数据。葛卷清吾迅速走到了威驰的前部,请大家仔细观察变形区域只发生在碰撞部位,而威驰的座舱几乎完好无损,安全气囊完全弹出,仿真人因为系好安全带,仅脚部的鞋子有点点松落,至于身体内部的损伤则需要稍后的检测分析。此外,葛卷清吾还邀请一位参观者亲自打开了车门,因为在交通事故发生后,车门的顺利打开对于人员的逃生是非常重要的。

  

  葛卷清吾透露,同一款车型的实车碰撞最终试验,一般都会维持在100辆左右,但除了产品本身之外,从碰撞试验的启动开始到数据收集,包括各种人体模型的检测、很多的模拟试验,都需要耗费昂贵的成本,“不过,这也是我们必须要做的事情。我们的小型车也必须具备和大型车同等的安全性能。”他强调说。现在,碰撞试验所产生的安全预防作用已经体现在丰田所生产的车型上。无论是北美、欧洲、日本还是中国,在权威的碰撞机构中,丰田的车型都会得到高分。比如中国的C-NCAP中,不仅是皇冠、凯美瑞等较大车型,卡罗拉、雅力士等小型车也获得了五星级评价。

  

主动安全看重人的因素

 多年的市场表现和世界各地的评价体系,都证明了丰田在被动安全方面的成果,它也一直在努力寻找当事故发生时的各种应对措施。而在主动安全方面,丰田通过1971年导入的ABS(防抱死制动系统)、1987年导入的TRC(牵引力控制)、1995年导入的VSC(车辆稳定性能控制系统)、2004年导入的VDIM(车辆动态整合管理系统),希望能够最大限度地支持一系列驾驶动作远离危险状态。

  

  在对伤亡事故的调查过程中,丰田还发现,若仅从人的因素考虑,认知是导致事故发生的最主要原因,而操作不当和判断失误只占很小的一部分比例。因此,丰田于2003年率先向全球市场导入了预防碰撞安全系统,该技术可以检测到前方道路上的车辆和障碍物,一旦判断出无法规避碰撞时,就可提前启动安全装备,以减轻由碰撞带来的伤害。据悉,这项技术已经搭载在雷克萨斯LS车系上,并被导入了中国市场,并通过市场的反馈不断得以改进和完善。事实上,安全的车辆只有在驾驶员具备很强的安全意识情况下,才能发挥更大的作用。而且在各个不同国家,被动安全方面的研究其实是共通的,安全领域最大的挑战实际来自于主动安全。如葛卷清吾所言:“在主动安全方面,因为有人的因素存在,我们必须要根据不同国家的特点来考虑,并对人们不同的生活习惯进行评价和研究。” 

  

  为了提高如预防碰撞这样的主动安全系统研发效率,进一步减少交通事故,丰田耗时5年,于2008年4月份研发出了自己的驾驶模拟装置。据葛卷清吾介绍:“这个装置的主要用途就是,最大限度地追求与实际驾驶情况近似的试验环境,再现十字路口发生交通事故的复杂环境、疲劳驾驶和酒后驾驶的危险状态,而这些特定条件下的试验如果在实际道路上进行评价是非常危险的,基本都是不可能实施的。”

  

  尽管这是受美国某大学所安装的试验装置启发,德国奔驰也有类似的设备,但东富士研究所所拥有的,则是世界最大规模和最高性能的驾驶模拟装置。“虽然它们正在准备更新自己的设备,我们也听说一些公司也正在研究这种装置,但是丰田的驾驶模拟装置可以在世界最大规模的长35米、宽20米的范围内移动,并在左右转弯等各种驾驶状态下,真实地模拟行驶中的速度感、加减速感、乘坐感,甚至还加入了行驶时的音效,要达到我们这样的水平并不是一件容易的事情。”模拟驾驶装置的主要负责人米川先生非常自信地说道。

  

  通过他身后巨大的玻璃护栏,我们看到了一个直径达7.1米的圆顶球状物,静止在铺设着各条运动轨道的地面上。走进装置内部,一辆红色的雷克萨斯LS460正是试验用的样车,其周围的球面屏幕可投射360度全方位影像模拟实际街景,而圆顶的中央则是模拟驾驶监控点。外部的控制中心台通过车内的摄像头能够清楚观察到驾驶员的所有状态,而驾驶记录仪将驾驶过程中的速度变化、弯道转向等信息自动记录下来,试验结果将真实地反映到车型开发过程之中。随后,米川先生邀请参观者坐进红色样车进行实际体验。逼真的街景、来往的行人、真实的动力感......你会完全忘记自己其实是处于一个球状模拟器中。

  

  现在,在所招募到的社会普通驾驶员配合下,这一装置正在采集驾驶特性数据,包括驾驶意识降低(瞌睡、迷糊)、对危险的疏忽(注意力不集中、未确认安全)、不适合驾驶(饮酒、劳累、生病)等状态,从而开发有效减少事故的主动安全技术,并且在向驾驶员发出警报以及车辆控制系统的发挥作用下,可以对这些主动安全技术进行效果验证。 “由于今年4月份刚刚开始这项工作,所以目前我们还处于前期阶段,但未来我们不仅仅限于LS460车型的研究,也会更多普及到我们的小型车领域。”驾驶模拟装置工作人员村野这样说。

  

将安全理念带到中国

 从“GOA”的诞生历史已经可以看出,丰田对于小型车的实际安全是非常重视的,其灵活转向性和高速行驶稳定性在早期企划阶段也会导入,随着全球小型车市场的繁荣,这无疑成为丰田有利的竞争优势。在当下能源危机和金融危机的双重冲击之下,小型车再次成为丰田的重点,安全技术研发更是其不可放松的可持续发展战略,尤其是对于保持稳定增幅而潜力巨大的中国市场而言。

  

  “现在是一个非常困难的时期,我们必须选择哪些是要做的,哪些是不必要做的,以及哪些是将来要做的。正如丰田社长渡边所说,经济危机是丰田面临的一个新的历练过程”,牛山雄造表示,而他所指必须要做的事情,也即在困难的背景下,丰田会继续加大对安全和环保的研发。目前,丰田在被动安全领域的研发人员多达600多人,而上文所描述的一切,也体现了丰田强大的安全研发力量。“而作为中国事务的负责人,我认为,在中国绝对没有无意义的投资。”他随即强调道。

  

  由于进入时机较晚,丰田的小型车包括威驰和雅力士在中国遭遇了竞争对手的阻击。“但是我们一直在追着中国市场高速发展的脚步进行自我发展,而且我们的车型在投放之后已经得到了市场认可。”牛山雄造如此评价丰田小型车在中国的发展。在他看来,中国年轻消费群体包括女性消费者的比例正在逐渐增加,针对这一现象,导入一些比较有魅力的小型车非常有必要。可能目前影响消费者购买的关注点还有其他方面,但作为丰田来说,安全是小型车必须考虑的首要因素。

  

  在中国消费者的固有观念中,小型车由于车身轻、车长短,在安全性问题上远不如大型车更加可靠。但葛卷清吾对此强调,小型车用户同样可以享受到很好的安全配置,这需要消费者获得充分的认知信息,他们必须了解什么样的安全配置更适合小型车,什么样的安全配置又是最先进的。“丰田也一直在谋求消费者对于成本的理解,因为降低成本绝对不是在损失性能的前提下进行”,他这样说,“而我们也需要告诉中国消费者,小型车同样有着优秀的安全性能,而为了他们的需求我们也会加强研发,大家相辅相成,才能推出更好的产品。”

  

  至于如何进一步提高小型车的安全性能,葛卷清吾则表示,首先是从最能够减少死亡率的这些安全技术开始并优先投放,因此目前重点依然需要在“GOA”车身以及安全气囊等方面进行深入探讨。而在丰田全系列车型中,如何将大型车和豪华车上配备的先进装置普及化,也是丰田不懈努力的方向和必须承担的责任,就像曾经的安全气囊普及过程一样。丰田汽车从来都没有将自己当成是一个单纯的汽车制造商,它致力于通过“汽车、人、交通环境”三位一体的综合措施来构筑更加安全的交通环境,其多年的实践经验,它更希望在全球范围内分享,以实现汽车社会的最大和谐。

  

  通过调查,丰田发现,中国每年的交通死亡人数在10万人次左右,而和日本相比,中国交通事故的特点在于,行人、摩托车和自行车所占的比例较高,川濑正伸指出,预计今后中国汽车保有量还将飞速普及,因此,进一步开发更为安全的汽车是必然趋势。而要减少中国的交通事故,还必须强化对包括行人和骑摩托车、自行车的人在内的安全教育,同时,交通基础设施建设也大为重要。

  

  和在全球其他国家一样,丰田也正在中国积极开展与驾驶员、与乘客、与学校之间的交通安全宣传活动,捐赠改善交通状况的安全设施,并配合中国本土的总分销商一汽丰田和广州丰田,共同开展安全教育宣传。

  

  目前,丰田正和清华大学共同开展安全研究,在北京市50辆出租车上安装了车辆行驶记录仪,采集事故及危险状况等相关数据,从而进行调查研究。“通过这样的调查分析,我们能够了解到单凭事故统计所不能获得的发生事故的原因所在。这些调查结果,可以被运用到汽车安全技术的研发,以及改善道路交通环境等方面”,川濑正伸笑着说,“丰田希望为实现中国安全的汽车社会贡献自己的微薄之力。”(作者/陈瑶)【版权声明】本文系汽车人传媒独家原创稿件,版权为汽车人传媒所有。欢迎转载,请务必说明出处及作者,否则必将追究法律责任。

  

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