Krockkudde kontra bilbarnstol - Krockkuddens påverkan på barn i bakåtvänd bilbarnstol

Krockkudde kontra bilbarnstol - Krockkuddens påverkan på barn i bakåtvänd bilbarnstol Helena Stigson Institutionen för Maskin- och fordonssystem Chalmers tekniska högskola Göteborg, 2004 Examensarbete

Krockkudde kontra bilbarnstol - Krockkuddens påverkan på barn i bakåtvänd bilbarnstol Airbag vs Rear-Facing Child Restraint Systems Child Restraint and Airbag Interaction Examensarbete utfört vid Institutionen för Maskin- och fordonssystem, CTH, på uppdrag av Folksam. Examinator: Handledare: Mats Y Svensson, CTH Maria Krafft, Folksam Forskning Anders Kullgren, Folksam Forskning Mats Y Svensson, CTH Marianne Johansson, CTH Helena Stigson Institutionen för Maskin- och fordonssystem Chalmers tekniska högskola Göteborg, 2004 Examensarbete

Abstract The number of children sitting rearwards has decreased during the last years in Sweden. In 1998, 71 percent of children from nine months to three years old sat in a rearward Group1 seat, while only 59 percent in 2003. Even the number of children placed in a rear-facing restraint system in the front seat has decreased since 1998. Many vehicle manufacturers recommend that children are placed in the rear seat, and the fact that more vehicles than before are equipped with airbags in the front seat, may have contributed to the negative change. Since the passenger airbag was introduced on the market, families with children have had to move children from the front to the rear seat. The space for the children s legs in a rear-facing child restraint system is much smaller. This increases the risk for children being placed in forward facing seats too early. To benefit from the construction of new and safer vehicles, children must be placed rearwards. In Sweden it is recommended that children use rear-facing restraint systems until the age of four. This is because rear-facing restraint systems have been shown to be considerably safer than forward facing restraints. In Sweden more than 40 percent of the vehicle manufacturers have one or more models with a passenger airbag system with an on/off-switch. On one hand it is good that manufacturers have started to make it possible for children to sit in the front seat although a passenger airbag is mounted in the vehicle. Unfortunately, it is the responsibility of the user to both recognize any system risks to avoid them by handling it correctly. Sooner or later the airbag will be activated/deactivated in the wrong situation. The airbag, one of the most important protecting systems in today s vehicle, has saved many lives. The on-road experience of vehicles equipped with airbags indicates that they are very effective in reducing occupant deaths and serious injuries in frontal crashes. Children are the only population group known to have experienced a death risk increase attributable to airbag installation. Studies made in the U.S. show that improvement in the design of the airbag has reduced this risk. No official impact test of the new generation of airbags has ever been made with a Group1 large rear-facing restraint system for children from 6-months to four years of age. The aim of this study is to study whether the risk of injury for children in rear-facing restraint systems has changed. To identify a spread of risks, crash tests with airbags fulfilling both European and/or U.S. requirements have been included. The result of this study shows that the new generation of airbags is less aggressive but still composes a danger for children s lives. Airbag systems, with an on/off-switch, should be seen as a temporary solution and the vehicle manufacturers should find another solution to this problem. Manufacturers are allowed to use on/off-switch for the airbag system until 2012 in the U.S. Airbag systems in future models will detect when a non-adult is placed in the front seat and the system will automatically suppress or reduce the force of the inflation of airbag deployment. These systems will eliminate the need for on/off-switches. i

Sammanfattning Krockkudden ett av bilens viktigaste skyddssystem har sedan den introducerades på marknaden räddat många liv. För barn utgör dessvärre krockkudden en ökad risk för att skadas eller dö vid en frontalkollision. De mest utsatta är de små barnen som färdas i bakåtvända bilbarnstolar i framsätet. För att en bakåtvänd bilbarnstol, anpassad för barn från ca 6 månader till fyra år, skall fungera optimalt krävs det att den få stöd från instrumentpanelen. Det innebär att den är monterad i närheten av eller direkt mot passagerarkrockkudden, vilket kan få förödande konsekvenser om krockkudden är aktiv. Användning av bakåtvänd Grupp1-stol för småbarn (9-18 kg) är främst koncentrerad till Norden. I övriga länder vänds barnen redan vid ett års ålder. Detta trots att risken är fem gånger större att ett barn dödas eller skadas svårt om barnet sitter i en framåtvänd bilbarnstol jämfört med en bakåtvänd. Hundratals barn har dödats eller skadats av krockkudden sedan den introducerades på marknaden. Därför infördes nya amerikanska lagkrav 1997 med målet att minska krockkuddarnas skadliga effekter. Studier utförda i USA, av såväl verkliga olyckor som laborationsresultat, tyder på att förbättringar av krockkuddens utformning kan ha reducerat denna risk. Inga tidigare officiella krocktester med den nya generationens krockkudde har genomförts tillsammans med en bakåtvänd Grupp 1-stol (9-18 kg) för barn i åldrarna ca 6 månader till ca fyra år. Alla krocktester av bakåtvänd bilbarnstol i Europa och i USA har genomförts med spädbarnsskydd, med ett undantag Turbell 1991. Syftet med denna studie har därför varit att kartlägga om skaderisken för barn i bakåtvända skyddssystem har förändrats. Krocktester med krockkuddar som uppfyller såväl de gamla som nya lagkraven har genomförts. För att identifiera en riskspridning har både krockkuddar som uppfyller de europeiska och de amerikanska lagkraven testats. Även prestandakrav med avseende på krockkuddars storlek och utblåsningslägen har undersökts. Resultatet från krocktesterna visar, liksom tidigare studier, att den nya generationen krockkudde är mindre aggressiv. De nya lagkraven har medfört att mätvärdena för skadeparametrar har reducerats med ca 30 procent enligt denna studie. Mätvärdena i krockdockan visar också stor skillnad mellan amerikansk och europeisk krockkudde. Krockkudden som uppfyller de nya amerikanska lagkraven ger nästan två gånger så hög huvudaccelerationsresultant som den europeiska. Både den amerikanska och den europeiska krockkudden utgör dock en stor skaderisk för ett barn i en bakåtvänd Grupp1-stol i framsätet. Det är viktigt att poängtera att båda dessa typer av krockkuddar förekommer på den svenska marknaden. I Sverige har lyckligtvis inget dödsfall hittills inträffat. Studien visar också att andelen bakåtvända bilbarnstolar har minskat sedan år 1998. Av de bakåtvända bilbarnstolarna har även andelen placerade i framsätet minskat under de senaste åren. Många biltillverkares rekommendationer att placera barn i baksätet samt ett ökat antal bilar utrustade med passagerarkrockkudde kan ha bidragit till den negativa förändringen. I Sverige tillhandahåller över 40 procent av biltillverkarna en eller flera bilmodeller som är utrustade med avstängningsbara krockkuddsystem där ägaren själv kan välja när krockkudden ska vara aktiverad respektive avaktiverad. Det är positivt att alltfler biltillverkare har börjat fokusera på att göra det möjligt att även i framtiden ha barn i framsätet. Dessvärre läggs ansvaret över på användaren, vilket medför en påtaglig risk för användarfel. Avstängningsbara krockkuddsystem bör ses som en temporär lösning. Förhoppningen är att denna studie kan bidra till ett bättre underlag för hur Sverige bör ställa sig till problematiken kring krockkudde kontra barn i främre passagerarsätet. ii

Förord Denna rapport, Krockkudde kontra bilbarnstol - Krockkuddens påverkan på barn i bakåtvänd bilbarnstol, diskuterar problematiken kring barn i främre passagerarsätet och krockkudden. Studien har bedrivits inom ramen för ett examensarbete, 20 poäng, som ingår i civilingenjörsprogrammet Maskinteknik (180 poäng) vid Chalmers tekniska högskola (CTH). Studien har utförts på uppdrag av Folksam och är till stora delar finansierad av Vägverkets Skyltfond. Projektet har genomförts från januari till juni under år 2004. Den mekaniska provningen som ingår i studien utfördes på Statens vägoch transportforskningsinstitut (VTI) under april månad samma år. Handledare har varit Marianne Johansson och Mats Y Svensson vid Institutionen för Maskin- och fordonssystem, CTH, samt Maria Krafft och Anders Kullgren, Folksam Forskning. Tack till: Personal på Folksam Forskning Personal på Folksam Auto Personal på VTI Marianne Johansson och Mats Y Svensson Personer som jag intervjuat Tack också till Skyltfonden som genom ekonomiskt stöd gjort detta projekt möjligt. Tack Thomas Turbell, VTI, - stimulerande och värdefullt att få ta del av Dina kunskaper och erfarenheter inom området. Ett speciellt tack till mina handledare Maria Krafft och Anders Kullgren på Folksam för deras stora engagemang och support under hela projektet. Ett stort tack till alla andra som varit till hjälp under arbetets gång. Göteborg, juni 2004 Helena Stigson iii

Definitioner AIS Bakåtvänd bilbarnstol CREST Abbreviated Injury Scale, en skala 1-6 som klassar allvarlighetsgrad av skador. AIS 1 innebär småblessyrer såsom blåmärken, AIS 2 måttlig skada, AIS 3 allvarlig skada, AIS 4 svår skada, AIS 5 kritiskt tillstånd och vid AIS 6 dödlig utgång. Skyddsutrustning där barn sitter med ryggen i färdriktningen. Child Restraint System for Cars, EU-finansierade arbetsgrupp, som arbetade med barnfrågor. Depowered airbag system Krockkudde som utvecklas med ca 20 procent lägre utvecklingskraft än första generationens krockkudde. ECE Reglemente 44 EuroNCAP FMVSS 208 FMVSS 213 Grupp 0 Europeisk skyddsutrustning för barn i bil måste uppfylla kraven i detta ECE-reglemente. Vid ett krocktest av bakåtvänd bilbarnstol enligt ECE R44 sker mätning av bröstacceleration vid frontalkollision, påkörning bakifrån samt vid långsam voltning. European New Car Assessment Programme. EuroNCAP består av trafikmyndigheter och konsumentorganisationer inom Europa och utför kollisionsprovning av nya bilmodeller. Federal Motor Vehicle Safety Standard 208, amerikansk standard för passiva säkerhetssystem som bl a styr installation av krockkuddssystem. Federal Motor Vehicle Safety Standard 213, amerikansk standard för barnskydd i bil. Bakåtvänt skyddssystem för spädbarn Viktklass -10 kg. Grupp 1+ Sammanslagning av skyddssystem för barn som ingår i Grupp 1 (9-18kg) och Grupp 2 (15-25 kg). I rapporten används begreppet Grupp 1+ som innefattar skyddsutrustning för barn från 6 månader till fyra års ålder. Hastighetsförändring, V Förändring av hastigheten i kollisionsögonblicket. Används som ett krockvåldsmått. HIC Krockkudde/Airbag Head Injury Criterium är ett accelerationsbaserat kriterium för bedömning av risk för allvarlig huvudskada vid huvud islag. Amerikanska lagkravet för HIC<1000. Ett passivt skyddssystem som aktiveras automatiskt vid en kollision för att bromsa upp den åkande så att han/hon får ungefär samma retardation som fordonet. Krockkudden skyddar främst huvud, nacke och bröst. iv

Lågmonterad krockkudde Monterad på nedre delen av instrumentpanelen och skjuts ut upp mot passageraren. Mittmonterad krockkudde Placerad vertikalt mot passageraren på instrumentpanelen med skjutriktning rakt ut mot passageraren. NHTSA NTF Out-of-position Passagerarkrockkudde Toppmonterad krockkudde VTI National Highway Traffic Safety Administration Myndighet i USA som ställer krav på bil och bilutrustning, däribland skyddsutrustning för barn. Nationalföreningen för Trafiksäkerhetens Främjande Förare/passagerare som ej sitter enligt rekommenderad sittställning och kan därmed befinna sig för nära krockkudden vid utvecklingsfasen. Krockkudde som skall skydda passagerare vid frontalkollision. Har samma funktion som förarkrockkudden men är något större volymmässigt. Är monterad i instrumentpanelen ovanför handskfacket. Placerad på övre delen av instrumentpanelen och utvecklas först upp mot vindrutan och styrs därefter mot passageraren. Statens väg- och transportforskningsinstitut som bedriver forskning och utveckling inom infrastruktur, trafik och transporter.

Innehållsförteckning ABSTRACT i SAMMANFATTNING ii FÖRORD iii DEFINITIONER iv 1. INLEDNING 1 1.1 Syfte 2 1.2 Avgränsningar 2 2. ATT SKYDDA BARN I BIL 3 2.1 Barns anatomi 3 2.2 Lagkrav och rekommendationer 5 2.2.1 Svensk lagstiftning 6 2.2.2 Kunskap om lagkrav och rekommendationer 6 2.3 Godkännanden av skyddsutrustning 6 2.4 Bakåtvända skyddssystem 6 2.4.1 Bakåtvänd bilbarnstol för spädbarn 0-9 mån Grupp 0 7 2.4.2 Bakåtvänd bilbarnstol för barn från ca 6 mån - 4 år Grupp1+ 7 2.5 Varför framsätet? 7 2.6 Krockförlopp vid frontalkollision 9 2.7 Data från verkliga kollisioner 9 3. BILENS SKYDDSSYSTEM 11 3.1 Krockkuddens syfte och verkan 12 3.2 Krockkuddens för- och nackdelar 13 3.3 Den nya generationen av krockkuddar 13 3.3.1 Intelligent krockkudde 14 3.4 Krockkuddens prestanda 15 3.5 Montering av krockkudde 15 4. INTERAKTION KROCKKUDDE BILBARNSTOL 16 4.1 Hantering av problemet 16 4.1.1 Avstängningsbar krockkudde med hjälp av on/off switch 16 4.2 Användarfel bilbarnstol vid krockkudde 17 4.3 Risk att skadas av passagerarkrockkudde 17 4.4 Skador orsakade av krockkudde 18 4.4.1 Skador på barn i bakåtvända skyddssystem 19 4.4.2 Skador på barn i framåtvända skyddssystem 19 4.4.3 Skadekriterier 19 4.5 Inträffade olyckor 21 4.5.1 Barn dödade av krockkudde i USA 21 4.5.2 Dödsfall i Europa 21

5. TIDIGARE KROCKTESTER MED KROCKKUDDE 22 5.1 Krockprov med bakåtvänd grupp 1+ stol 22 6. MATERIAL OCH METOD 23 6.1 Krocktester 23 6.1.1 Mätutrustning och filtrering 24 6.1.2 Filmning 25 7. RESULTAT 26 7.1 Krocktester 26 7.1.1 Prov 1 - Europeisk tvåstegskrockkudde 26 7.1.2 Prov 2 - Amerikansk tvåstegskrockkudde 27 7.1.3 Prov 3 - Amerikansk enstegkrockkudde 27 7.1.4 Prov 4 - Europeisk tvåstegskrockkudde 28 7.1.5 Prov 5 - Amerikansk tvåstegskrockkudde 29 8. DISKUSSION 31 9. SLUTSATSER OCH REKOMENDATIONER 36 10. REFERENSER 37

BILAGEFÖRTECKNING Bilaga I Kartläggning av generalagenter för bilmärken i Sverige Bilaga II Svensk lagstiftning Bilaga III Skall- och hjärnskador Bilaga IV Bilbarnstolar Bilaga V Kameravinklar Bilaga VI Mätresultat

1. Inledning I Sverige rekommenderas att barn sitter i bakåtvänd bilbarnstol till åtminstone fyra års ålder (Vägverket, 2004). Detta på grund av att skyddseffekten för barn i bakåtvända bilbarnstolar är betydligt högre än i framåtvända bilbarnstolar (Carlsson m fl 1991, Kamrén m fl 1993). I Sverige har bakåtvända bilbarnstolar länge placerats i främre passagerarsätet. I takt med att passagerarkrockkudden introducerats på marknaden har barnfamiljer tvingats att flytta barnen till baksätet eftersom krockkudden utgör en fara för barnet. Baksätets brist på benutrymme riskerar att medföra att föräldrarna tvingas vända barnet framåt alldeles för tidigt (Folksam, 2004). För att barn ska kunna dra nytta av nyare och säkrare bilkonstruktioner är det nödvändigt att små barn sitter bakåtvända högre upp i åldrarna än vad som tidigare rekommenderats. En annan negativ effekt av att barnstolen är placerad i baksätet är att möjligheten till uppsikt,liksom att den sociala kontakten med barnet, minskar. Det i sig medför en säkerhetsrisk då föraren kan distraheras till att titta bakåt (Goor m fl, 2001, Stutts m fl, 2003). Bilar från mitten av 1990-talet och senare har en styvare uppbyggnad än gamla bilar (Aldman m.fl., 1998). Detta för att bevara kupén intakt och därmed öka chansen att överleva vid en kollision i hög hastighet. Skyddssystem i dagens bilar, såsom bälte, bältesförsträckare och krockkudde, är konstruerade för att minska belastningen på de åkande. Dessa skyddssystem är anpassade för vuxna och tar ej hänsyn till barn. Krocktester utförda av Folksam visar att belastningen på nacke och huvud ökar väsentligt för barn vid en kollision i en nykonstruerad bil jämfört med en äldre bilkonstruktion (Folksam, 2004). Tidigare kunskap visar på att det inte går att kombinera passagerarkrockkudde och bakåtvänd bilbarnstol. I USA har 161 barn, fram till och med augusti 2003, omkommit på grund av att de har suttit framför en krockkudde (NHTSA, 2004 A). Eftersom krockkudden är ett relativt nytt skyddssystem inträffade det första dödsfallet så nyligen som år 1993. Kollisionerna i sig var så pass lindriga att ett flertal barn skulle ha överlevt om de hade suttit på en plats utan krockkudde (Kossar, 1996). Alltfler biltillverkare tillhandahåller avstängningsbar passagerarkrockkudde som möjliggör att ägaren själv kan välja när den ska vara på respektive av (Bilaga I). Genom att kunna stänga av passagerarkrockkuddens funktion ökar möjligheten att ge de små barnen tillgång till framsätet och därmed kan Sverige bibehålla hög standard när det gäller barnsäkerhet. Detta system medför dock en påtaglig risk för användarfel, vilket kan innebära att krockkudden är aktiverad/avaktiverad vid fel tillfälle (Forsman m fl, 2003). Tekniken med avstängningsbar passagerarkrockkudde är sannolikt tillförlitlig, men problemet är snarare den mänskliga faktorn (IHS, 2004 A). Under större delen av 1990-talet var krockkuddarna större och mer aggressiva än vad de är idag. Studier utförda i USA tyder på att den nya generationens krockkuddar kan ha reducerat risken för dödande och svåra skador (Arbogast m fl, 2003, Weber, 2000). Dessutom har monteringen av krockkudden visat sig ha betydelse för skaderisken vid out-of-position-fall, d v s då passagerare ej sitter enligt rekommenderad sittställning och därmed befinner sig för nära krockkudden (Mouchahoir m fl, 1994). Det förekommer tre olika monteringslägen för krockkuddar; låg-, mitt- och toppmonterade. Det finns idag ingen officiell kunskap om hur de nya krockkuddarna på den svenska marknaden inverkar på skaderisken för barn i en bakåtvänd Grupp 1+-stol. Därmed behövs ett bättre underlag för hur Sverige ska ställa sig till avstängningsbara krockkuddar där risken finns att krockkudden är aktiverad när den inte borde vara det. 1

1.1 Syfte Kunskapen om krockkuddars inverkan på skaderisken för barn behöver fördjupas. Syftet med denna studie är att undersöka passagerarkrockkuddens påverkan på barn i bakåtvända bilbarnstolar. På bas av litteraturstudier (kap 2-5) skall verkliga krocktester genomföras med krockkuddar, som förekommer på den svenska marknaden (kap 6-7). Genom krocktester skall det undersökas om skaderisken för barn i bakåtvända skyddssystem har förändrats sedan krockkudden introducerades på marknaden. Krocktester med krockkuddar som uppfyller europeiska och amerikanska lagkrav skall också utföras för att om möjligt kunna identifiera riskspridning. Även prestandakrav med avseende på krockkuddars storlek och utblåsningslägen skall undersökas. Testerna kan ge en indikation på vilken typ av krockkudde som ger minst påverkan på en bilbarnstol i främre passagerarsätet. Studien kan också bidra till ett bättre underlag för hur Sverige bör ställa sig till problematiken kring barn i främre passagerarsätet kontra krockkudde. Denna problematik innefattar även avstängningsbara passagerarkrockkuddar. 1.2 Avgränsningar Studien bedrivs inom ramen för ett examensarbete, 20 poäng, som ingår i en civilingenjörsexamen inom Maskinteknik vid Chalmers tekniska högskola (CTH). Den del av examensarbetet som omfattar litteraturstudier kan ses som en sammanställning av tillgänglig forskning och annan kunskap inom området. Den praktiska delen av arbetet innefattar fem krockprov med tre olika typer av krockkuddar samt två olika bilbarnstolar. Resultatet från krockproven kan därför endast ge en fingervisning om vilken risk passagerarkrockkudden utgör för barn i bakåtvänd bilbarnstol. 2

2. Att skydda barn i bil Barn utgör en trafikgrupp som är mer sårbara än andra (Anund m.fl., 2003B). Barn som skadas i trafikolyckor drabbas ofta av huvudskador, vilket till stor del beror på att barnets anatomi skiljer sig från en vuxens (Tingvall, 1987, Anund m.fl., 2003 A). Vid utformning av skyddssystem för barn är det därför viktigt att ta hänsyn till att barns anatomi och skadetolerans skiljer sig från vuxnas. Det som nämns i stycket nedan påvisar att barn inte kan behandlas som en homogen grupp utan att olika skyddssystem måste utvecklas för olika åldersgrupper. För att ta hänsyn till individuella skillnader i olika åldersgrupper är de skyddssystem som finns idag rekommenderade efter vikt. Skyddssystem för barn omfattar spädbarnsskydd, bakåtvänd bilbarnstol, framåtvänd bilbarnstol, bältesstolar samt bälteskuddar. 2.1 Barns anatomi Barnets anatomiska utveckling har betydelse både för skademekanismen och för konstruktionen av skyddssystem för barn i olika åldrar. Det är viktigt att komma ihåg att barn inte utgör någon homogen grupp. Den kroppsliga uppbyggnaden börjar redan i fosterstadiet och fortgår fram till omkring 15 års ålder. Den stora skillnaden hos små barn är proportionerna mellan huvud och övriga kroppsdelar, se Figur 1. Redan nio månader efter födseln är ett barns huvud hälften så stort som en vuxen människas och utgör 25 procent av barnets kroppsvikt (Marieb, 1998). Vid två års ålder är huvudet tre fjärdedelar av en vuxen människas huvud och först vid åtta års ålder börjar huvudets proportioner i förhållande till resten av kroppen likna en vuxen. Figur 1. Kroppens proportioner i relation till olika åldrar. Från vänster: Nyfödd, 2 år, 6 år, 12 år och 25 år (Folksam, 2004) Figur 2. Skallens proportioner. Nyfödd, 1 år, 5 år och 25 år (Klinich m fl, 2002). Även huvudets proportioner är annorlunda då bakhuvudet, och därmed hjärnan, är överdimensionerad i förhållande till ansiktet, se Figur 2. Ett barns huvud har även andra egenskaper som gör det mer sårbart. Skallbenen är tunnare och de är endast förenade med varandra via mjuka vävnader, fontaneller. För att möjliggöra passage ut vid födseln är barnets huvud mer flexibelt och består av sex separata delar. Detta medför att barnets huvud lättare kan deformeras vid belastning. Barn drabbas därför oftare av hjärnskador än skallfrakturer. Fontanellerna tillåter volymändring av skallen, vilket kan leda till skador i hjärnvävnaden (Klinich m fl, 1996). Redan under de första månaderna har stora delar av skallbenet vuxit samman och de mjuka vävnaderna försvunnit. Fontanellen mitt på hjässan försvinner dock först vid ett och ett halvt år. Detta medför att vissa känsliga delar av hjärnan därmed är mer sår- 3

bara. Även mikrostrukturen i skallbenet skiljer från en vuxen (Klinich m fl, 2002). Skallbenet består hos en vuxen av ett yttre och inre lager av kompakt ben samt ett lager med spogiöst ben. Dessa tre lager är ej färdigutvecklade hos ett litet barn. Nackmuskulatur, ligament samt kotor är inte färdigutvecklade, vilket medför att ett litet barn har svårt att själv hålla uppe huvudet (Marieb, 1998). Leden mellan de två översta kotorna, atlaskotan (C1) och axiskotan (C2), är inte färdigutvecklad förrän vid fyra till sex års ålder. Ett barns ryggrad har inte den karakteristiska S-formen utan är endast böjd i den thoracala och sacrala delen av ryggraden, se Figur 3. Den cervicala krökningen uppkommer vid omkring tre månaders ålder då barnet börjar lyfta huvudet medan den lumbala krökningen på ryggraden uppkommer först då barnet börjar gå (omkring 12 mån). Nackkotorna på ett nyfött barn består av separata benbitar sammanfogade med brosk, se Figur 4. Brosket övergår till ben under de tre första levnadsåren. Utvecklingen fortgår fram till och med Nackkotor 0-12 mån Ovanifrån Från sidan 1-3 år 3-6 år Vuxen Figur 3. Ryggradens kruvatur 1) Cervical kurvatur; sju kotor (C1-C7) 2) Thoracal kurvatur; tolv kotor (T1-T12 ) 3) Sacral kurvatur; fem kotor (S1-S5) Figur 4. Kotans utveckling från nyfödd till vuxen (Folksam, 2004). puberteten. Även formen på kotorna förändras under uppväxten från en platt till en sadelformad kota, se Figur 4. Ryggradens kotor på ett barn är inte så väl förankrade med varandra och tillåter därför mer rörelse, vilket lättare kan ge upphov till ryggradsskada. Ligamenten som förbinder kotorna till varandra är slappare än hos en vuxen. Ryggradsskador som uppträder hos barn skiljer sig från vuxna. Kotfrakturer uppstår sällan på barn eftersom ryggraden är mer flexibel och tillåter mer rörelse (Klinich m fl, 1996). Därför kan det ske ryggmärgskador på barn utan att det ger upphov till synliga frakturer, vilket sällan sker på vuxna. Omkring 60-70 procent av cervicala frakturer uppkommer vid C1 och C2, till skillnad från 16 procent av vuxnas cervicala skador. Detta beror på att den naturliga krökningen på ett barns nacke sker vid C2 och C3 medan hos vuxna vid C6. Även kotans form har betydelse för att skador lättare uppkommer på barn. Vid en hastig rörelse framåt har en vuxen nacke nytta av att kotorna är sadelformade eftersom det medför att de hakar i och säkrar varandra. 4

Ett nyfött barn är omkring 50 cm långt och växer ungefär 25 cm under det första året (Pheasant, 1996). Kroppslängden fördubblas från födseln till fyraårsåldern och har vid 13 års ålder tredubblats. Vid födseln utgör överkroppen hela 70 procent av kroppslängden och vid tre års ålder 57 procent. I tonåren utgör överdelen ungefär 50 procent av den totala kroppslängden. Längdtillväxten av extremiteterna sker under hela barndomen och upphör i slutet av tonåren. Ett nyfött barns kroppsproportioner medför att tyngdpunkten ligger högre upp än hos en vuxen. Vid födseln ligger tyngdpunkten strax över naveln och vid två års ålder precis under. Den förskjuts därefter nedåt för att vid vuxen ålder ligga vid blygdbensfogen. Barn får därför en annan kroppskinematik än vuxna vid en kollision (Anund m fl, 2003 A). Även toleransnivån för mekanisk påfrestning skiljer sig från vuxna men området är relativt outforskat. Buken täcks mindre på ett barn på grund av att bröstkorgen och bäckenet inte är färdigutvecklade. Därför skyddas de inre organen sämre, främst levern och mjälten. Ett barns bröstkorg avviker både i form och biomekaniska egenskaper från en vuxens. Bröstkorgen är mer elastisk och då en kraft appliceras på ett barns revben kommer det att böjas snarare än brytas. Kraftens energi kommer då att överföras till de inre organen såsom hjärta och lungor (Anund m fl, 2003 A). Den kinetiska energin fördelas till en mindre massa och därför drabbas barn lättare av multipla organskador (Klinich m fl, 1996). Även ett barns bäckenben, pelvis, är inte fullt utvecklad. Skillnad är att ett barns bäcken saknar höftkam, Anterior Superior Iliac Spine. Höftkammen har en avgörande betydelse för att bilbältet skall ge ett bra skydd. Höftkammen gör så att bältet ej glider upp och skadar inre organ vid en kollision. Vid en kollision fördelar säkerhetsbältet mest kraft över skulderpartiet och bäckenet. Då dessa punkter inte är färdigutvecklade på barn kan bilbältet hos barn orsaka inre bukskador samt frakturer i lumbala delen av ryggraden (Weber, 2000). Barnskydd, till skillnad från bilbältet, är utvecklade så att kraften vid en kollision fördelas över andra kroppsdelar och med en större utbredning. Allteftersom kroppsvikt och fysisk aktivitet ökar kommer skelettets egenskaper att förändras. Därför är de biomekaniska egenskaperna och skadetoleransen beroende av ålder. Exempelvis har ett ben från en 14-åring 1,5 gånger mer elasticitet än ett från en två-åring (Klinich m fl, 1996). Olika studier som presenteras i Klinich rapport Techniques for developing child dummy protection reference values (1996) visar att ett barns lårben har lägre elasticitet och böjmoment men större rörlighet samt kan absorbera mer energi både före och efter att en fraktur uppkommer. Ett barns ben klarar därför högre plastisk deformation innan frakturen sker. 2.2 Lagkrav och rekommendationer Lagkrav skiljer sig åt från land till land. I Sverige och Norge rekommenderas att barn sitter bakåtvänt åtminstone till fyra års ålder (Vägverket, 2004, Statens Vegvesen, 2004). I Sverige rekommenderas att alla barn under tio år använder särskild skyddsutrustning vid färd i bil. Vägverket, VTI, NTF, Folksam m fl anser att barn kortare än 140 cm inte bör placeras i framsätet om bilen är utrustad med en aktiv passagerarkrockkudde. Detta på grund av att barn riskerar att träffas av krockkudden högt upp på huvudet istället för i ansiktet, vilket kan leda till kompressionsfrakturer vid skallbasen (Wenäll, 2003). Den tyska lagen kräver att barn under tolv år och 150 cm skall använda godkänd skyddsutrustning. I Tyskland är rekommendationerna endast att barn under ett år sitter bakåtvänt. I USA varierar lagarna i de olika delstaterna men lagarna liknar varandra. Enligt delstaten Kalifornien skall barn till och med fyra års ålder och 18 kg använda skyddsutrustning. 5

2.2.1 Svensk lagstiftning Enligt svensk lag skall alla som åker i bilen använda bilbälte (Bilaga II). 1998 antogs lagen om att barn till och med det år de fyller sex år skall använda särskild skyddsutrustning (Svensk författningssamling SFS 1998:1276 kap 4, 10). Med särskild skyddsutrustning menas spädbarnsskydd, bakåtvänd bilbarnstol, framåtvänd bilbarnstol, bältesstolar samt bälteskuddar. Föraren i bilen ansvarar för att barn under 15 år använder bilbälte och annan skyddsutrustning. 2.2.2 Kunskap om lagkrav och rekommendationer Svenska föräldrar till barn yngre än tio år har bristande kunskap om lagkrav och rekommendationer gällande barn i bil (Anund m fl, 1998). En enkätundersökning visade att 25 procent av barn i åldern 1-2 år satt framåtvända. Kunskap om vem som ej bör placeras framför en krockkudde är knapphändig bland småbarnsföräldrar i Sverige och det förekommer att barn placeras framför en aktiv krockkudde (Anund m fl, 2003 B). Av spädbarn hade två procent någon gång suttit framför en aktiv krockkudde och fem procent av barn i åldern 9 mån - 3 år. Trots att Norge rekommenderar bakåtvänd bilbarnstol till fyra års ålder vänds ofta norska barn mycket tidigt. Även kunskaper om bilens skyddsutrustning är bristfällig hos norska föräldrar (Amundsen, 2003). Endast 40 procent av norska småbarnsföräldrar visste varför en bakåtvänd bilbarnstol ej kan placeras framför en aktiv krockkudde. 2.3 Godkännanden av skyddsutrustning I Sverige finns två olika godkännanden, T- och E-godkännande (Wenäll, 2003). Det svenska T- godkännandet baseras på nationella regler medan E-godkännande är utformat enligt den europeiska normen ECE R 44/03 och gäller i hela Europa. Den största skillnaden mellan dessa två är att T-godkännande även inkluderar mätningar i krockdockans huvud. I Sverige utfärdas dessa två godkännanden av Vägverket efter praktisk provning på VTI, Statens väg- och transportforskningsinstitut. 2.4 Bakåtvända skyddssystem Små barns huvuden är betydligt större relativt sin kroppsstorlek och muskulatur/ligament i nacken är inte tillräckligt utvecklade. Därför bör barn sitta mot färdriktningen längre än vad som tidigare rekommenderats, åtminstone till fyra års ålder (Carlsson m fl 1991, Kamrén m fl 1993). Fördelen med en bakåtvänd bilbarnstol är att den vid en frontalkollision ger stöd för huvud och nacke samt fördelar kraften över en större yta. Skyddseffekten för barn i bakåtvända bilbarnstolar är 90-95 procent i förhållande till oskyddade barn. I framåtvända bilbarnstolar är skyddseffekten endast 60-70 procent (Carlsson m fl 1991, Kamrén m fl 1993). Belastning på nacke och ryggrad är betydligt lägre då barnet är bakåtvänt placerat vid en kollision (Hummel m fl, 1994). Enligt Turbell (1974) är belastningen tre gånger så stor vid en krock om en framåtvänd stol används och risken för svåra nackskador och dödsfall ökar kraftigt. I mitten av 1990-talet kartlade Kelleher-Walsh skador på barn i trafiken och kunde då påvisa att de barn som satt bakåtvända inte fick några nack-, bröst- eller bukskador (NHTSA, 2004 B). Det är sedan länge känt att den kraft som ett litet barn utsätts för vid en krock kan separera huvudet från den cervicala delen av ryggraden. I en framåtvänd bilbarnstol sker detta då huvudet rör sig i längdriktningen samtidigt som kroppen hålls kvar av bältessystemet (Weber, 2000). Trots denna vetskap vänder föräldrar i de flesta länder, förutom i Norden, av tradition sina barn framåt redan vid ett års ålder (Kamrén m fl, 1993). 6

Barn i Sverige utgör här ett undantag då de sitter bakåtvänt längre upp i åren. Ett skäl till detta tros vara att Sverige har en lång barnsäkerhetshistorik och är världsledande inom barnsäkerhet i bil (Aldman m fl, 1998). Bertil Aldman, tidigare professor på Chalmers tekniska högskola, konstruerade den första bakåtvända bilbarnstolen redan på 1960-talet. Modellen byggde på samma princip som de stolar som astronauter använde för att klara tröghetskrafter vid start och landning. Stolen gav stöd för huvud och ryggrad och vid en eventuell frontalkollision fördelades krafterna över en stor yta. Den bakåtvända bilbarnstolen fick därför ett tidigt genomslag på den svenska marknaden, vilket medfört ett lägre antal skadade och dödade barn i trafikolyckor i Sverige i förhållande till övriga länder. Statistik från Volvos databas över olyckor som inträffade mellan åren 1976 och 1996 visar en tydlig förbättring av användandet av skyddsutrustning för barn i bil (Isaksson-Hellman m fl, 1997). Skyddseffekten var mycket hög i de olyckor där barn i bakåtvänd bilbarnstol var inblandade. Endast tre AIS2-skador, d v s måttliga skador, och inga allvarligare skador finns rapporterade under den aktuella perioden. AIS2-skadorna utgjordes av två benfrakturer och en lindrig hjärnskakning. I Sverige färdas i stort sätt alla barn i åldern 2-8 månader bakåtvänt och omkring 80 procent i åldersgruppen 1-2 år (Anund, 2003 B). Däremot färdas endast 20 procent av treåringarna bakåtvänt. Bristande benutrymme i baksätet är den vanligaste orsaken till att barnen vänds och placeras i en framåtvänd bilbarnstol. 2.4.1 Bakåtvänd bilbarnstol för spädbarn 0-9 mån Grupp 0 Eftersom de yngsta barnen inte kan sitta transporteras de halvliggande i en bakåtvänd bilbarnstol, s k spädbarnsskydd, se Figur 5. Spädbarnsskyddet rekommenderas och används i många länder från att barnet är nyfött till omkring nio månader. Spädbarnsskyddet är avsett för barn 0 10 kg. Ett spädbarnsskydd monteras med säkerhetsbältet i bilen och bör vara monterad minst 20 cm från instrumentpanelen eller 20 cm från framförvarande säte, beroende på placering i bilen. 2.4.2 Bakåtvänd bilbarnstol för barn från ca 6 mån - 4 år Grupp 1+ Spädbarnsskyddet kan bytas ut mot en större bakåtvänd bilbarnstol då barnet kan sitta stadigt, se Figur 6. En Grupp 1+-stol monteras ofta i framsätet med stöd mot instrumentpanelen och spänns fast med hjälp av bilbältet och kompletterande spännremmar, s k underförankringsband. De flesta bilbarnstolar är även godkända för baksätet och då med stödben eller lutande mot ryggstödet på stolen framför. Figur 5. Exempel på Grupp 0-stol, s k spädbarnsskydd. Figur 6. Exempel på Grupp 1+-stol. 7

2.5 Varför framsätet? Flera bilfabrikanter rekommenderar att barn placeras i baksätet (Bilaga I). Av emotionella och fysiska skäl placerar ändå många föräldrar sina barn i framsätet (Goor m fl, 2001). En amerikansk undersökning visar att 59 procent av de tillfrågade upplevde det distraherande att ha en bakåtvänd bilbarnstol i baksätet (Goor m fl, 2001). Hela 80 procent menade att det kunde vara så distraherande att det kunde orsaka en olycka. Observationer av förare med spädbarn och/eller barn placerade i baksätet tyder på ökad olycksrisk (Stutts m fl, 2003). I jämförelse med distraktionen av en vuxen medpassagerare visar studien att föraren distraheras fyra gånger mer av ett barn och nästan åtta gånger mer av ett spädbarn. Goor och Stucki (2001) presenterade kontroversiella uppgifter om att antalet skadade samt dödade spädbarn i bakåtvänt spädbarnsskydd kunde minskas med över 30 procent genom att de placerades i framsätet istället för baksätet. Ett flertal tidigare studier hävdar att baksätet är den säkraste platsen för barn i bil. Till skillnad från dessa studier behandlar Goor och Stucki även hur distraktionen av att ha ett barn i baksätet påverkar olycks- och skaderisken för samtliga personer i fordonet. I en relativt ny studie av olyckor med barn (0-3 år) i bilbarnstolar i USA indelades först barnen i grupperna obältade, med tvåpunktsbälte, med trepunktsbälte samt barn fastspända i bilbarnstol (Parenteau m fl, 2003). Sedan fördelades dessa utifrån placering i framsäte respektive baksäte. I denna studie togs ej hänsyn till barnens färdriktning. För gruppen barn fastspända i bilbarnstol var skillnaden i skaderisk marginell mellan fram- och baksäte. Problem med att små barn sätts bakåtvänt i baksätet är att en förare som är ensam med barn i bilen tappar kontakten med barnet i den bakåtvända stolen. Det finns risk att en olycka kan ske på grund av bristande uppmärksamhet från föraren. Kommunikationen med ett spädbarn sker främst via beröring och ögonkontakt, vilket också talar för att ha barnet i framsätet (Goor m fl, 2001). Figur 7. Montering av bakåtvänd bilbarnstol i framsätet ger betydligt mer benutrymme än i baksätet. Till vänster; bilbarnstol i framsätet. Till höger; bilbarnstol i baksätet. (Folksam, 2004) Ett större barn som sitter i en framåtvänd bilbarnstol har en helt annan möjlighet att se och kommunicera med föraren. Därför är det lättare att ha större barn i baksätet utan att tappa uppsikten på vägen. En annan fördel med barn i en bakåtvänd bilbarnstol i framsätet är att benutrymmet är betydligt bättre än i baksätet, se Figur 7. Bristande benutrymme är den vanligaste orsaken till att barnen vänds och placeras i en framåtvänd bilbarnstol i allt tidigare åldrar (Anund m.fl., 2003 B). Det finns risk att barn som placeras i baksätet vänds tidigare än barn som sitter i framsätet. 8

Krocksäkerheten vid en frontalkollision är högre med en bakåtvänd bilbarnstol då den är placerad mot instrumentpanelen, som utgör ett stadigt stöd. I relation till en stol monterad i baksätet, lutad mot ryggstödet framför, ger instrumentpanelen ett bättre stöd vid höghastighetskollisioner. Krockprov utförda i Sverige visar en något lägre skaderisk för barn i bakåtvänd grupp 1+-stol i framsätet jämfört med baksätet (Turbell, 1974). Figur 8. Skillnad mellan belasning på ett barn i en bakåtvänd kontra en framåtvänd bilbarnstol vid en frontalkollision (Folksam). 2.6 Krockförlopp vid frontalkollision Den definitivt vanligaste kollisionstypen är frontalkollision. Detta tillsammans med att krockvåldet i en frontalkollision är betydligt högre än vid andra kollisionsriktningar leder till att frontalkollisioner genererar flest antal skadade (Aldman m fl, 1998). Vid en frontalkollision där ett barn färdas i en framåtvänd bilbarnstol kommer bältet att bromsa barnets kropp. Huvudet kommer däremot att kastas framåt med en våldsam kraft och barnets skalle/nacke utsätts då för stor belastning som kan leda till dödande eller mycket allvarliga skador. För ett barn i en bakåtvänd bilbarnstol kommer rörelsen att bli mindre dramatisk eftersom huvudet och överkroppen bromsas upp samtidigt. Istället för att nacken belastas kommer kraften fördelas över hela ryggen på ett barn i en bakåtvänd bilbarnstol, se Figur 8. Redan under 1970-talet visade krocktester tydlig skillnad mellan bakåtvända och framåtvända system. Dragkraft i hals i på en krockdocka i en bakåtvänd bilbarnstol uppmättes till 50 kg medan 300-320 kg i framåtvänd bilbarnstol (Turbell, 1974). Forskning visar att risken för att små barn (0-3 år) dödas eller skadas svårt är fem gånger större i en framåtvänd som en bakåtvänd (Tingvall, 1987, Kamrén m fl, 1993, Carlsson m fl, 1991). Ett barns kropp beter sig på ett annat sätt än en vuxens vid en kollision på grund av högre tyngdpunkt. Barnkroppens toleransnivå för skador skiljer sig från den vuxnes. Små barn drabbas i högre utsträckning av nack- och skallskador (Tingvall 1987, Anund m fl, 2003 A). 2.7 Data från verkliga kollisioner I rapportens avsnitt 2.1 framgår att det är stor skillnad på barn och vuxna. Biomekaniska försök med barnkadaver är mycket sällsynta på grund av etiska/kulturella skäl. Barnkoppars tolerans och rörelsemönster vid en kollision är därför mindre känt. Därför finns det ett intresse av att rekonstruera olyckor där barn har varit inblandade. En europeisk arbetsgrupp, CREST, har jämfört verkliga skador på barn, i både bakåtvänd och framåtvänd skyddsanordning, med resultat från rekonstruerade krockprov (Trosseille m fl, 2000). De bakåtvända system som ingår i studien utgörs endast av spädbarnsskydd. Skillnaden mellan framåtvända och bakåtvända system är markant vid jämförelse mellan nackskador. Inget av de barn som färdades i bakåtvända skyddssystem drabbades av nackskador. Resultat från rekonstruktioner och slädtest analyserades och användes för att konstruera skaderiskkurvor. Skador på barn har relaterats till HIC-värde (Head Injury Criterium) och huvudacceleration uppmätta i krockdockor, se Figur 9 a och b. 9

Figur 9 a. Skador klassade utifrån AISskalan jämförs med uppmätta HIC-värden från rekonstruktioner av olyckor med barn. Vid rekonstruktionerna användes både de P- och Q-krockdockor. Den gula kurvan beskriver risken av att drabbas av en AIS3+-skada relaterad till uppmätt HIC-värde (Trosseille m fl, 2000). Figur 9 b. Skador klassade utifrån AISskalan jämförs med uppmätt huvudacelerationsresultant från rekonstruktioner av olyckor med barn. Den gula kurvan beskriver risken av att drabbas av en AIS3+-skada relaterad till uppmätt huvudacceleration (Trosseille m fl, 2000). Trosseille och Tarrière (1993) presenterade nackskadekriterier för barn utifrån en studie av rekonstruerade olyckor. Endast ett barn, ett sexmånaders spädbarn, som ingick i denna studie satt i en bakåtvänd bilbarnstol i framsätet. Skadorna som barnet ådrog sig var en lättare hjärnskakning och en skallfraktur (AIS = 2) samt en lårbensfraktur. Skadorna på huvudet, en intryckning nära occioitalregionen (Se bilaga III), tros ha förorsakats av longitudinell huvudacceleration. Barnet skrevs ut från sjukhuset efter ett par dagar. Vid rekonstruktion av olyckan uppmättes maximal huvudaccelerationsresultant till 233 g och HIC-värdet till 2220. 10

3. Bilens skyddssystem Bilar som har konstruerats sedan mitten av 1990-talet har en styvare uppbyggnad för att bevara kupén intakt även vid kollisioner i högre hastighet (Aldman m fl, 1998). Därmed ökar möjligheten att överleva. Detta ställer högre krav på bilens invändiga skyddssystem. För att minska belastningen på kroppen finns krockkudde och bälte med kraftbegränsare, men dessa är anpassade för vuxna. Tester utförda av Folksam visar att för små barn som sitter i framåtvända barnstolar ökar belastningen på nacke och huvud väsentligt vid en kollision i en nykonstruerad bil jämfört med en äldre bilkonstruktion (Folksam, 2004). För de barn som sitter i en bakåtvänd barnstol utgör dock detta inget större problem, se Figur 10. N Figur 10. Resultat från frontala krockprov med en treårig krockdocka i framåtvänd bilbarnstol. Skillnaden mellan ny (sent 1990- tal) och gammal (tidigt 1980-tal) bilkonstruktion är uppenbar. Framåtvänd barnstol 90-talsbil Framåtvänd barnstol 80-talsbil Bakåtvänd barnstol Den uppmätta nackkraften i dockan placerad i en framåtvänd bilbarnstol i den nyare och styvare bilkonstruktionen var över 1700 N medan i den äldre bilkonstruktionen 950 N. Gränsvärdet för skada anses ligga vid 1000 N. Som jämförelse visas även den belastning som uppmättes i en dockad placerad i bakåtvänd bilbarnstol (Folksam, 2004). Det mest revolutionerande skyddssystemet som introducerades på marknaden under sent 1980-tal i USA var krockkudden för frontalkollisioner. Dagens bilar är utrustade med ett flertal krockkuddsmoduler som skyddar den åkande vid olika typer av kollisionsriktningar, se Figur 11. Denna rapport behandlar endast de krockkuddar som aktiveras vid frontalkollision. Hädanefter används termen krockkudde att för att beskriva förar- och/eller passagerarkrockkudde. Figur 11. Krockkuddsystem med alla ingående komponenter (Saab, 2003). 11

3.1 Krockkuddens syfte och verkan Krockkuddens uppgift, tillsammans med övrig skyddsutrusning, är att vid en frontalkollision bromsa upp förarens/passagerarens rörelse framåt. Den stoppar inte bara upp föraren/passageraren utan reducerar genererad energi från krocken. Krockkudden blåses upp under några millisekunder i motsatt riktning till människokroppens rörelse. (Eppinger, 2002) Förar- och passagerarkrockkudden är utvecklad för att skydda de åkande vid frontalkollisioner där hastigheten i krockögonblicket överskrider 20-28 km/h beroende på typ av kollision. Det är krockpulsen som avgör när krockkudden skall aktiveras (IIHS, 2004A). Dessa krockkkuddar utvecklas ej vid sidokollision, rollover eller vid kollision bakifrån. (Figur 12). Vid aktivering behöver krockkudden en viss sträcka för att utvecklas och därefter agera som en energiabsorberande kudde (Melvin, 2002). Kraften från krockkudden är som störst efter att den aktiverats och fortfarande blåses upp, men minskar allteftersom den blåses upp. Krockkudden utgör därför en risk för de personer som befinner sig inom utbredningsområdet. 30 o 30 o Figur 12. Förar- och passagerarkrockkudden är utvecklade för att skydda åkande vid frontalkollisioner, både rakt framifrån till ca 30 o åt sidan. Ett krockkuddsystem består av en elektrisk kontrollenhet, s k ECU eller huvudsensor, sensorer och flera krockkuddsmoduler (IIHS, 2004A). För att avgöra när en krockkudde skall aktiveras finns olika sensorer i bilen som oavbrutet registrerar bilens acceleration och retardation. Denna information jämförs med fordonets s k krockalgoritm, vilken är unik för varje bilmodell. Huvudsensorn tar in information från sensorerna om exempelvis typ av kollision, åkarens position och bestämmer utifrån detta om krockkudden skall blåsas upp eller ej. Om gränsvärdena överskrids kommer krockkudden att aktiveras genom att en elektrisk signal sänds till gasgeneratorn. Efter aktivering fylls krockkudden med gas från gasgeneratorn. Massflödet samt trycket i krockkudden kommer att variera över tiden. Då passageraren träffar krockkudden töms kudden gradvis på dess innehåll för att bromsa upp den åkandes kropp (Aldman m fl, 1998). Förloppet beskrivs i Figur 13. Gasen strömmar då ut ur krockkuddens ventilationshål och trycket minskar. Tömningsfasen är nödvändig för att krockkudden inte skall verka som en fjäder som temporärt lagrar energi för att därefter ge tillbaka energi till den åkande. Vilken kraft som en person utsätts för av krockkudden beror på typen av utvecklingssystem, dess hastighet och tryck. De krafter som verkar mellan förare/passagerare och krockkudde i en kollision är starkt beroende av trycket i krockkudden. Produkten av krockkuddens tryck och kontaktytans area, d v s kontaktytan mellan passagerare och kudde, bestämmer tillsammans med krockvåldet den kraft som passageraren utsätts för (Melvin m fl, 2002). 12

Det förekommer två olika typer av gasgeneratorer för krockkuddar - pyroteknisk och hybrid. Den pyrotekniska alstrar gas genom att en laddning i form av små tabletter antänds och genererar den gas som fyller krockkudden. En hybridgenerator kan bestå av både en gasbehållare med komprimerad gas och en laddning. Fördelen med en hybridgenerator är att kudden fylls effektivare och med en lägre förbränningstemperatur. De huvudsakliga reaktionsprodukterna är kväveoxider och koldioxid från den pyrotekniska laddningen, medan den komprimerade gasen i hybridgeneratorer oftast består av argon och en liten mängd helium. Helium används som spårgas för att upptäcka eventuella läckage. Gasgeneratorerna är numera betydligt hälsosammare än då de introducerades på marknaden. Tillverkarna utför test med volontärer som har astma för att säkerställa att de inte medför någon skada. Figur 13. Kollisionsförlopp med krockkudde (Saab, 2003). 3.2 Krockkuddens för- och nackdelar Krockkudden har sedan den introducerades på marknaden under slutet av 1980-talet räddat många liv. Krockkudden skall ses som ett komplement till bilbältet och har då en skyddseffekt för förare på 26 procent, respektive 14 procent för en passagerare (IIHS, 2004B). Samtidigt som krockkudden räddar alltfler vuxna personer varje år, så skadas och dör några just på grund av krockkudden. Dödsfallen beror till stor del på att de har varit för nära krockkudden då den fortfarande utvecklats. De som främst drabbas är personer som ej använder bälte, de som på grund av längd tvingas sitta nära och barn i bilbarnstolar placerade framför en aktiv krockkudde (Goor m fl, 2001). Risken för att ett barn under tio år dör vid en kollision ökar med 34 procent då en bil är utrustad med passagerarkrockkudde (Durbin m fl, 2002, IIHS, 2004 B). 3.3 Den nya generationen av krockkuddar Under 1990-talet inträffade ett flertal olyckor på grund av s k out-of-position. Både vuxna och barn skadades trots relativt låga hastigheter (Hollowell m fl, 1998, Graham m fl, 1998). Detta medförde att NHTSA, National Highway Traffic Safety Administration, USA, under 1997 ändrade lagkraven temporärt i FMVSS 208 för att driva på utveckling av en mindre aggressiv krockkudde. NHTSA publicerade i samband med det nya lagkravet siffror som visade att om tillverkarna minskade krockkuddens utvecklingskraft med 20-30 procent skulle ett flertal barn kunna räddas. En ny typ av krockkudde utvecklades, sk depowered airbag system, med omkring 20-30 procent lägre utvecklingskraft. Statiska och dynamiska prover med vuxen- och barnkrockdockor visar att denna typ av krockkudde är mindre aggressiv än tidigare krockkuddar. Även studier av verkliga krockar visar att bilar med depowered airbag system har reducerat antalet dödsolyckor orsakade av krockkudden, se Figur 14 (Hinch m fl, 2001). 13

Figur 14. Statistik över antal dödade orsakat av krockkudde i USA. Barn utgör den största drabbade gruppen med totalt 146 dödade, därav 23 i bakåtvänd bilbarnstol (NHTSA, 2004). Målet med det nya amerikanska lagkravet för krockkuddar var att ta hänsyn till en större del av befolkningen. Det nya lagkravet har medfört många förändringar av krockkuddens design. Utvecklingen fortgår för att optimera krockkuddens effektivitet i allvarliga krockar och samtidigt minimera risken för skador vid lindriga kollisioner. Dagens amerikanska kollisionstestreglemente (FMVSS 208) som styr krockkuddsystemet kräver numera att systemen optimeras för alla typer av passagerare, s k all sized occupant, inklusive barn. 3.3.1 Intelligent krockkudde Under de senaste åren har alltfler biltillverkare gått över till att använda s k intelligenta krockkuddar. Denna typ av krockkudde har två olika laddningar som aktiveras i två steg med en viss tidsfördröjning. Fördelen är att hastighet och den uppblåsta volymen kan varieras, genom att endast en eller båda laddningarna avfyras, beroende på krockvåld, bilistens kroppsvikt, sittposition m m (Miller m fl, 1996, Kossar, 1996). Det innebär att krockkudden kommer att blåsas upp med ett lägre tryck då föraren sitter nära ratten än då föraren sitter långt ifrån. Även tidsfördröjningen mellan de två avfyrningarna kan varieras från fall till fall. Tidfördröjningen medför att en tvåstegskrockkudde har något lägre tryck än en enstegskrockkudde under den första delen av utvecklingen. De två laddningarna är tidsfördröjda med 5-15 ms, vilket grafiskt kan beskrivas som en svag S-kurva innan trycket når en maximal nivå. En enstegskrockkudde utvecklas till skillnad från en tvåstegskrockkudde med samma energi oavsett krockvåld och hastighet. Det har i vissa fall inneburit att krockkudden orsakat mer skada än nytta (Weber, 1993). Syftet med utvecklingen av tvåstegskrockkudden var främst att minimera risken för skador vid lindriga kollisioner. Flera studier har visat att denna utveckling har varit positiv (Arbogast m fl, 2003, Weber, 2000). 14