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雨停了,天色也渐渐亮了起来。或许您认为此刻的汽车测试场马上就能开始测试了吧——但自动刹车研发一线的人都知道,事情可没那么简单。
在丰田汽车东富士研究所(静冈县裾野市)的“第三水平直线跑道”上,正在进行预碰撞安全系统(PCS)的评估测试。该系统在传感器检测到障碍物并判断有危险时,会发出警报或自动刹车,为驾驶提供辅助。
测试时,需要让模拟车辆和行人的靶标移动起来,确认自动刹车能否正常启动。被测车辆上搭载了测量设备,还安装了能精确操控方向盘、油门和刹车的装置。当然,车上也得坐人。光是这些准备工作都是一项大工程。
此外,测试还有一个重要条件,那便是路面必须干燥。
如果是模拟湿路面的测试,洒水就能营造出湿路面状态;但要想把湿路面弄干,可就费劲了。即便雨已经停了,只要路面还是湿的,就无法进行测试。尤其是冬季,日照时间短、气温又低,路面很难干透。有时甚至要等上4个多小时路面才干。
第三水平直线跑道由三个团队共用,分别是自动刹车的“先行研发”“量产研发”和“认证测试”。由于各团队要用各种车型进行测试,因此测试跑道几乎每天都被约满。一旦因等路面干燥而延期,就得占用周末时间补做,这导致2023年该部门的休息日加班是其他部门的三倍以上。
“哪怕多增加一点测试时间,也希望能减少休息日加班。”
说出这番话的,是本次改善项目的课题负责人——来自移动出行安全平台研发部的水谷友哉。他隶属于量产研发团队,也是QC小组“Good For You!”的成员。水谷团队着手研发的,是一种能让雨后路面尽快干燥的“吸水装置”。

简单来说,该装置是一台由汽车牵引的巨大海绵滚筒。
照片中央的黄色部分就是海绵滚筒。
滚筒宽度约为2米。第三水平直线跑道的单车道宽3.5米,相当于一般道路宽度,往返一趟就能吸干一个车道的积水。海绵吸收的水分经滚筒上方的铁棒挤出,流入后方的储水槽中。铝制储水槽容量约320升,满了后可在跑道边缘排水。

单看原理的话其实非常简单,就是吸水、绞干、储存、排出。
但令人惊叹的是,这个装置几乎都是自己制作完成的。储水槽利用了原本存放试验设备的铝制外壳等材料,切实实现了成本的削减。
在储水槽上,此前铝制外壳的把手与固定搭扣依然留存。
研发的契机,源自副顾问武田和年的一次偶然所见。当时,他正在收看最喜欢的高中棒球比赛转播,屏幕上正播放在雨中整备球场、用工具吸水的画面,正是这一幕启发了他。
他说:“我当时就想:这不是很厉害吗!”

那本是没有比赛的时段,通常人们早就换了台。但恰恰是那里,埋藏着改良的种子。
当时,水谷正为选题发愁,武田向他提议:“要不试试给汽车测试场吸水?”于是,雨天的阪神甲子园球场,就这样与东富士的汽车测试场产生了奇妙的关联。
当然,他们并不是一开始就选定了海绵,而是尝试了各种方法:路面加热器、吸尘器、鼓风机、类似雨刷的装置等等。
实测下来,吸尘器干得最快。可要覆盖试验所需的距离,吸尘器个头太小;若要放大尺寸,成本又太高。而路面加热器现场制作的风险大、门槛高。
最后剩下的选项,就是海绵。
“我想到,用海绵的话,我们就能发挥自己的创造力了。”(水谷)

水谷团队首先制作了迷你版。他们找来测量仪器的缓冲材料——海绵,将其卷起,再组合上由边角料制成的框架和螺丝。一开始并不顺利,改良最终推进到了第7版。此后,水谷用他擅长的CAD绘制设计图,有经验的老手则向年轻人传授焊接、工具机器的手感与诀窍,一步步朝成品迈进。
其中一大关键问题,是如何挤出海绵吸收的水分。最初他们是将铁棒固定住的,但这样挤不干净水分。于是他们让铁棒本身也能旋转,并增加间距调节功能,问题才得以解决。
上图为海绵滚筒绞干的场景。通过让照片中央的铁棒自身也旋转,能够在不妨碍海绵滚筒转动的情况下将雨水绞出来。
而真正的难关,藏在去程与回程之间的那个U形弯里。如果拖着宽达2米的海绵直接拐弯,海绵与路面摩擦,很快就会破损。
于是他们构思出一种利用汽车转弯力量的装置。牵引车转弯时,连接牵引车和滚筒的钢丝绳会被拉紧,利用这股力量仅将滚筒部分抬起。如此一来,不使用任何电机或齿轮,仅靠转弯动力便可以抬起海绵。他们将其命名为“转弯抬升装置”。

牵引车与海绵滚筒由两根钢丝绳连接,进入U形弯时,其中一根钢丝绳会被拉紧,利用此时的力将海绵滚筒抬起。
武田说:“我们当时在聊,不想靠电动化,想靠机械装置来实现。”
不靠花钱,而是发挥智慧。这正是QC小组活动・创意提案式的思维方式。
上司山本安彦也说:“即使想投入资金,从预算审批到真正落实,需要1~2年的时间,根据项目规模不同,有时甚至需要3年。到那时,想做的事情可能已经变了。正因为如此,首先要靠自己的智慧去解决。这才是QC小组活动和创意提案的有趣之处。”

不过,一开始,周围的人并没有看好这项挑战。
“不可能吧?”
“(QC小组)发表之前来不及做出来吧?”
当时,大家心中都抱有这样的疑虑。
小组负责人高谷宏司当初也觉得“这是个有些冒险的课题”。
高谷

因为面对的是自然,我觉得即使人去努力改善,也经常会输给自然。在没有预算的情况下,仅凭我们自己的技术究竟能产生多大效果?就算做出来了,会不会最后还是成为一个派不上用场的东西?当时我也有这样的担忧。
但是,当完成品真正投入使用后,大家的看法彻底改变了。
“看到大量的水流进储水槽的那一刻,我心想‘哇,真的做到了’。远远超出了预期。”(高谷)
对水谷来说,最高兴的也是这个瞬间。
“把大家的疑虑一扫而空,能够回敬一句‘你看,做到了吧’的时候,是最开心的(笑)。”

研发始于2023年10月,从2024年3月末开始投入使用。现在每月出动1到2次左右。

使用最多的是量产研发团队,但认证测试和先行研发团队也提出“希望使用”的需求。特别是认证测试,需要邀请认证机构人员参与,是一个“一次定胜负”的关键测试。能否按计划进行,对后续的研发日程也有很大影响。
“最感谢我们的,是认证测试的团队。”(水谷)
效果也体现在了数字上。路面干燥等待时间,冬季原本约需4小时,现在减半至约2小时。夏季也缩短至1到1.5小时左右,全年的工时减少了约91小时。而且最重要的是,周末加班减少了。
水谷说,该装置完成的时候,他刚开始和现在的妻子交往。
“能一起出去玩的时间变多了。能腾出时间去旅行,共处的时间也增加了,真的很棒。”
无法让雨停下来。但是,雨后的等待时间是可以减少的。
以在甲子园球场看到的吸水作业为灵感,收集边角料,制作模型,反复改进。由此诞生的2米海绵滚筒,吸干了测试跑道上的积水,为研发争取了时间,还让所有人拥有了更多休息日。
对水谷来说,改善就是“不断积累”。
“在改善中用到的技能,又会成为下一次改善的基础。看到别人的创意提案,也会丰富自己的想法储备。通过这样的不断积累,才能实现更好的改善。”
