Escrito por: Johnny Liu, director ejecutivo de Dowway Vehicle
Publicado: 7 de agosto de 2026
Última actualización: 7 de agosto de 2026
Tiempo estimado de lectura: 8-10 minutos
Nivel técnico: Descripción general de la ingeniería automotriz
Fuente base: Informe de I+D n.º 218, “Requisitos de seguridad de la conducción inteligente para soluciones integrales”
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Respuesta rápida
Un sistema de frenado de caja única debe seguir proporcionando un frenado seguro tras un fallo. En los vehículos con asistencia al conductor, este puede utilizar un sistema mecánico de respaldo para detener el vehículo de forma segura. En los vehículos automatizados de nivel 3 o superior, el sistema no puede depender únicamente de la acción del conductor sobre los pedales. Normalmente requiere una unidad de frenado redundante independiente, detección redundante de la velocidad de las ruedas y control de estabilidad longitudinal de respaldo.
TL;DR
- Los sistemas de asistencia al conductor aún pueden considerar al conductor como parte de la estrategia de respuesta ante fallos.
- El sistema de asistencia mecánica debe proporcionar la desaceleración de emergencia necesaria después de que falle la asistencia activa de frenado.
- Los vehículos de nivel 3 o superior deben mantener la capacidad de frenado tras un único fallo, sin depender exclusivamente del conductor.
- Por lo tanto, un sistema compacto suele combinarse con una unidad de frenado redundante (RBU, por sus siglas en inglés).
- La RBU debe admitir tanto el frenado básico como un control limitado de la estabilidad longitudinal.
- Se necesitan sensores de velocidad de rueda redundantes para dar soporte a las funciones de ABS y estabilidad de respaldo.
- Las normativas europeas, chinas y estadounidenses influyen en el diseño de los sistemas compactos.
Los vehículos eléctricos y la conducción autónoma son dos de las fuerzas más poderosas que están transformando la industria automotriz mundial. Para los fabricantes de vehículos y proveedores de componentes de alta gama chinos, también representan una oportunidad para competir con los mercados automotrices ya establecidos.
Se prevé que en los próximos cinco a diez años, los vehículos automatizados se vuelvan más comunes en la vida cotidiana. A medida que esto suceda, los sistemas de frenado integrados recibirán aún más atención por parte de proveedores de primer nivel, universidades, equipos de investigación y empresas emergentes conjuntas entre la industria y el ámbito académico.
La razón es simple: frenar no es solo otra función del vehículo.
Es una función de seguridad fundamental.
Cuando el conductor ya no es totalmente responsable de reaccionar ante una avería, el sistema de frenos debe ser capaz de detectar fallos, cambiar las vías de control, mantener la presión, controlar el deslizamiento de las ruedas y llevar el vehículo a un estado razonablemente seguro.
Este artículo explica qué significa eso para un sistema de frenado de una sola caja.
¿Qué es un sistema de frenado de una sola caja?
Un sistema de frenado compacto integra la generación activa de presión de frenado, el control de frenado y las funciones de estabilidad del vehículo en una sola unidad principal. Muchos productos compactos también utilizan una estructura de pedal totalmente desacoplada, que separa la sensación del pedal del conductor del proceso de generación de presión hidráulica durante el funcionamiento normal.
Este diseño integrado resulta atractivo para los vehículos eléctricos e inteligentes porque puede reducir el tamaño del sistema, mejorar la respuesta a la presión, facilitar la coordinación del frenado regenerativo y simplificar la integración del chasis.
Sin embargo, la integración plantea un desafío en materia de seguridad.
Cuando se combinan varias funciones en una sola unidad, un fallo de alimentación, del motor, del controlador, de la válvula o de la generación de presión puede afectar a más de una función de frenado simultáneamente. Por lo tanto, el diseño debe incluir una estrategia de respaldo clara.
Esa estrategia alternativa depende en gran medida del nivel de automatización del vehículo.
¿Qué requisitos debe cumplir un sistema de asistencia al conductor en un solo paquete?
En un vehículo con sistema de asistencia al conductor, este sigue siendo responsable de detener el vehículo de forma segura tras un fallo del sistema. El sistema debe identificar el problema, informarlo de forma correcta y rápida, y seguir proporcionando la capacidad de frenado suficiente para que el conductor pueda controlar y detener el vehículo.
Este concepto de seguridad parte del supuesto de que el conductor puede recibir la advertencia, comprenderla y responder dentro del tiempo disponible.
Es fundamental que la capacidad de frenado se mantenga, ya que el conductor no puede detener el vehículo de forma segura si este pierde toda la fuerza de frenado.
¿Qué nivel de rendimiento de frenado de emergencia debe mantenerse?
El informe original indica que las normas ECE R13 y GB 21670 de China establecen requisitos obligatorios en cuanto a la capacidad de frenado de emergencia.
Tras el fallo de la función de frenado básica, el informe indica que el vehículo debería alcanzar una desaceleración media de al menos:
2,44 m/s²
Este rendimiento está vinculado en el informe a una entrada del pedal del conductor de 500 N, aunque algunos pasajes utilizan 500 Nm.
Nota de verificación editorial: La fuerza de entrada del pedal se expresa normalmente en newtons, mientras que el par se expresa en newton-metros. Dado que el informe original contiene tanto «500 N» como «500 Nm», el valor final publicado debe cotejarse con la normativa aplicable, el procedimiento de prueba y la fuente técnica china original. Este artículo respeta el requisito indicado en la fuente, sin corregirlo implícitamente.
¿Cómo funciona el respaldo mecánico?
Para cumplir con los requisitos de frenado de emergencia, un sistema compacto puede incluir un sistema de respaldo mecánico.
Cuando falla el servofreno o la función de generación de presión, el conductor aún puede pisar el pedal del freno y mover mecánicamente los pistones del cilindro maestro. Este, a su vez, envía líquido de frenos a los cilindros de las ruedas, creando presión hidráulica y desacelerando el vehículo.
El informe utiliza Bosch IPB como ejemplo.
Las posibles causas de fallo en la generación de presión activa incluyen:
- Fallo en el suministro eléctrico
- Fallo del motor auxiliar
- Fallo del módulo de generación de presión activa
- Fallos eléctricos o de control relacionados
En el modo de respaldo mecánico descrito en el informe:
- La válvula 1 se cierra
- La válvula 4 se cierra.
- La válvula 5 se cierra
- La válvula 2 se abre
- La válvula 3 se abre
El conductor presiona el pedal, los pistones del cilindro maestro se mueven y el líquido de frenos es impulsado a través del circuito hidráulico hacia los cuatro cilindros de las ruedas.
La clave reside en que el vehículo puede seguir generando fuerza de frenado incluso cuando el módulo de generación de presión activa no está disponible.
¿Por qué el cilindro maestro utiliza dos cámaras hidráulicas?
El cilindro maestro de freno utiliza un diseño de doble cámara. Las cámaras primaria y secundaria se conectan cada una a dos circuitos de freno de rueda.
La conexión exacta de la rueda depende del sistema hidráulico.
Dos diseños comunes son:
- Diseño dividido en X
- Diseño dividido en H
Los vehículos de pasajeros suelen utilizar una disposición en forma de X.
En un sistema de frenado en X, cada circuito hidráulico normalmente alimenta las ruedas de las esquinas opuestas del vehículo. Esto ayuda a mantener un efecto de frenado más equilibrado en caso de que falle un circuito.
Un sistema de doble circuito es importante porque una sola fuga hidráulica no debería eliminar por completo la capacidad de frenado.
¿Qué ocurre si hay una fuga en un circuito de frenos?
Los requisitos de diseño del sistema IPB de Bosch descritos en el informe original van más allá del respaldo mecánico básico.
También contempla una situación extrema en la que el sistema One-box ya ha entrado en modo de respaldo mecánico y, como consecuencia, se produce una fuga en el circuito de freno primario o secundario.
En esas condiciones, el circuito de frenado restante debería seguir proporcionando una desaceleración media de al menos 2,44 m/s² en la entrada del pedal del conductor indicada.
Por lo tanto, el informe explica que, cuando no hay fugas en el circuito hidráulico, el diseño de respaldo mecánico del IPB debería poder producir aproximadamente:
4,88 m/s²
Este objetivo más elevado crea un margen de frenado suficiente para que, tras la pérdida de un circuito hidráulico, el circuito restante pueda seguir proporcionando los 2,44 m/s² necesarios.
Este es un principio de diseño importante.
Un sistema de respaldo no es realmente robusto si solo funciona cuando todos los circuitos hidráulicos están en buen estado.
¿Por qué es importante el diámetro del cilindro maestro?
Los sistemas de una sola unidad suelen utilizar un cilindro maestro de menor diámetro porque el pedal del freno está completamente desacoplado durante el funcionamiento normal asistido.
Cuando el servofreno activo funciona correctamente, el sistema puede mantener una sensación de pedal adecuada a la vez que genera una presión eficaz. Un diámetro menor puede contribuir a producir presión hidráulica de forma eficiente.
Pero esa misma elección puede generar un problema en el modo de respaldo mecánico.
En la mayoría de los diseños de vehículos actuales, las siguientes dimensiones son difíciles de modificar:
- relación del pedal de freno
- Recorrido máximo del pedal
- Longitud disponible del cilindro maestro
- Espacio de embalaje para la caja de pedales
Si la longitud del cilindro maestro permanece igual mientras que el diámetro del orificio se reduce, la cantidad total de líquido de frenos desplazado durante una determinada carrera del pedal disminuye.
Esto significa que, con la misma profundidad de pedal, un cilindro maestro One-box puede suministrar menos líquido de frenos a los cilindros de las ruedas que un sistema que utilice un iBooster o un servofreno de vacío convencional.
Una menor cantidad de fluido desplazado puede limitar el movimiento del cilindro de la rueda y reducir la fuerza de frenado disponible durante el respaldo mecánico.
Por este motivo, la estructura del cilindro maestro, el diámetro, la carrera, el volumen de la cámara, la disposición de los sellos y la demanda de fluido en el extremo de la rueda deben diseñarse cuidadosamente.
Un cilindro maestro más pequeño puede mejorar el rendimiento normal de acumulación de presión, pero no debe impedir que el sistema de respaldo mecánico cumpla con los requisitos de frenado de emergencia.
¿Por qué el respaldo mecánico no es suficiente para la conducción automatizada de nivel 3?
En la conducción automatizada de nivel 3 y superiores, el sistema del vehículo asume una mayor responsabilidad en la gestión de fallos y en el logro de un estado seguro.
La norma SAE J3016 se utiliza ampliamente para describir los niveles de automatización de la conducción. Según la interpretación del informe original, los sistemas de nivel 3 y superiores deben conservar la capacidad de frenado o dirección tras un único fallo para que el vehículo pueda volver a una situación segura y evitar lesiones personales.
La principal diferencia radica en la responsabilidad.
En un sistema de asistencia al conductor, se espera que el conductor responda.
En un sistema automatizado de nivel 3 o superior, el sistema de conducción automatizada debe gestionar el escenario de fallo.
Eso significa que una estrategia de frenado de emergencia basada únicamente en la fuerza que ejerce el conductor sobre el pedal no es suficiente.
Un sistema de respaldo mecánico sigue siendo valioso, pero no puede ser la única vía de seguridad para la conducción altamente automatizada, ya que el sistema automatizado no puede presionar físicamente el pedal del freno de la misma manera que un conductor humano.
¿Cuál es el estado seguro para un vehículo altamente automatizado?
El estado seguro es la condición de funcionamiento que alcanza el vehículo tras detectar una avería grave.
El informe original ofrece dos ejemplos posibles:
- Deténgase en el carril actual.
- Deténgase en el carril de emergencia
La estrategia exacta para alcanzar un estado seguro depende de la carretera, el tráfico, la velocidad del vehículo, la capacidad de dirección disponible, el estado de los sensores y el diseño del sistema.
Sin embargo, ambos ejemplos requieren un sistema de frenado fiable.
Aunque el objetivo sea simplemente detenerse en el carril actual, el vehículo aún debe controlar la desaceleración y el deslizamiento de las ruedas.
Si el objetivo es incorporarse a un carril de emergencia, es posible que el vehículo necesite que los sistemas de frenado, dirección, potencia, comunicación y detección funcionen conjuntamente durante la maniobra de mínimo riesgo.
Por lo tanto, la práctica industrial generalmente considera que la redundancia de frenado es esencial para los vehículos que admiten la conducción altamente automatizada (HAD, por sus siglas en inglés).
¿Cómo proporciona redundancia de frenado un sistema One-Box Plus RBU?
Para crear una trayectoria de frenado independiente, se puede combinar un sistema compacto con una unidad de frenado redundante.
RBU significa Unidad de Freno Redundante.
La unidad One-box sigue siendo la unidad de frenado principal durante el funcionamiento normal. La RBU se convierte en la unidad de generación de presión de respaldo si la unidad One-box ya no puede responder a la solicitud de frenado.
Ambos sistemas utilizan circuitos hidráulicos conectados pero controlables.
¿Cómo están conectadas las líneas hidráulicas?
El cilindro maestro de freno tiene dos salidas de cámara.
Según el informe:
- Los dos circuitos de salida del cilindro maestro se conectan a la caja única.
- Esos circuitos también se conectan a los puertos de entrada de la RBU.
- La RBU tiene dos circuitos de salida.
- Cada salida de la RBU se conecta a los circuitos del cilindro de rueda dentro del sistema hidráulico IPB.
Esto crea una segunda vía para generar presión en la rueda y el cilindro.
La arquitectura está diseñada para que la unidad One-box y la RBU no generen presión descontrolada simultáneamente. El estado de las válvulas determina qué unidad está conectada a los circuitos de la rueda.
¿Cómo funciona el sistema durante el frenado normal?
Durante el funcionamiento normal, la unidad One-box responde a la solicitud de frenado de nivel superior procedente del sistema de control del vehículo o del sistema de conducción automatizada.
El estado de la válvula descrito en el informe es:
- Válvula 1 cerrada
- Válvula 2 cerrada
- Válvula 3 cerrada
- Válvula 4 abierta
- Válvula 5 abierta
El motor del módulo de generación de presión activa One-box empuja la varilla del actuador.
El actuador mueve el fluido a través de las válvulas abiertas 4 y 5.
La presión hidráulica llega entonces a los cilindros de las ruedas y produce la desaceleración requerida.
En este modo, la unidad One-box realiza la tarea de frenado principal.
¿Qué sucede cuando falla el sistema todo en uno?
Cuando falla el sistema One-box, el sistema de frenado entra en modo de reserva.
El estado de la válvula cambia a:
- Válvula 2 abierta
- Válvula 3 abierta
- Válvula 1 cerrada
- Válvula 4 cerrada
- Válvula 5 cerrada
A continuación, se pone en marcha el motor RBU.
Utiliza fluido hidráulico del lado del cilindro maestro y genera presión a través de las válvulas 2 y 3. Dicha presión se transmite a los cilindros de las ruedas a través del circuito hidráulico redundante.
Por lo tanto, el vehículo puede continuar frenando sin depender únicamente de la unidad de generación de presión activa One-box averiada o de la presión inmediata del conductor sobre el pedal.
Comparación de válvulas en una sola caja
| Modo de funcionamiento | Válvula 1 | Válvula 2 | Válvula 3 | Válvula 4 | Válvula 5 | Fuente de presión |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Frenado normal de una sola caja | Cerrado | Cerrado | Cerrado | Abierto | Abierto | Motor y actuador integrados en una sola unidad. |
| Ejemplo de respaldo mecánico | Cerrado | Abierto | Abierto | Cerrado | Cerrado | Cilindro maestro y del conductor |
| Modo de respaldo RBU | Cerrado | Abierto | Abierto | Cerrado | Cerrado | Motor RBU |
Los modos de respaldo mecánico y RBU pueden usar un sistema de válvulas hidráulicas similar, pero la fuente de presión es diferente. En el modo de respaldo mecánico, el conductor mueve los pistones del cilindro maestro. En el modo de respaldo RBU, el motor RBU genera la presión.
¿Por qué debe la RBU apoyar la estabilidad longitudinal?
La conducción altamente automatizada no solo requiere redundancia básica en la fuerza de frenado.
También requiere redundancia de estabilidad longitudinal.
Si el sistema principal One-box falla mientras el vehículo está en movimiento a alta velocidad, el sistema de respaldo debe controlar el deslizamiento de las ruedas durante la desaceleración. Sin esta capacidad, una o más ruedas podrían bloquearse, la estabilidad del vehículo podría disminuir y la frenada de mínimo riesgo podría ser más difícil de controlar.
Por lo tanto, la RBU necesita una función de control de estabilidad longitudinal.
¿Por qué muchos diseños de RBU se basan en ESC?
El informe original indica que las soluciones RBU disponibles actualmente en el mercado generalmente se desarrollan reduciendo o simplificando un controlador electrónico de estabilidad.
El ESC es el sistema del chasis que controla la presión de frenado en los extremos de las ruedas para mantener la estabilidad del vehículo.
Al partir de una arquitectura hidráulica de tipo ESC, los proveedores pueden conservar la modulación de presión, el bombeo accionado por motor, el control de válvulas y la gestión del deslizamiento de las ruedas.
Sin embargo, la RBU no necesita reproducir todas las funciones de un ESC completo.
Su propósito es brindar soporte durante un período limitado de funcionamiento de respaldo después de que el sistema principal One-box haya fallado.
¿En qué se diferencia una RBU de un ESC completo?
Un sistema ESC completo puede controlar la presión en los cuatro extremos de las ruedas de forma independiente.
La RBU descrita en el informe tiene una capacidad de control más limitada.
Puede regular la presión en solo dos extremos de la rueda al mismo tiempo, basándose en:
- Un sistema hidráulico dividido en X
- Un sistema hidráulico dividido en H
Debido a que no puede regular la presión de las cuatro ruedas de forma independiente y simultánea, su rendimiento de control es inferior al de un ESC completo.
Se trata de una reducción deliberada de la funcionalidad.
Se espera que la RBU solo funcione después de una falla en la caja de fusibles. Una vez que se produce dicha falla, el sistema de conducción automatizada debe llevar al vehículo a un estado seguro lo más rápido posible.
El vehículo no debe continuar la conducción normal durante un período prolongado en modo RBU.
Debido a que el tiempo de funcionamiento de la copia de seguridad es limitado, también se reduce la probabilidad de que se produzca otro evento dinámico grave durante ese período.
Desde la perspectiva de la probabilidad de seguridad, el informe considera aceptable este diseño de funciones reducidas.
También reduce el coste de la arquitectura combinada One-box más RBU.
¿Qué debe hacer la estrategia de control y adquisición?
El informe original incluye un diagrama sobre la estrategia de control y adquisición, aunque el texto completo del diagrama no se reproduce en el material escrito suministrado.
Según la descripción del informe, la estrategia incluye las siguientes etapas:
- El sistema One-box gestiona las solicitudes de frenado habituales.
- El sistema supervisa continuamente el funcionamiento de One-box.
- Se detecta y diagnostica una avería.
- Las válvulas hidráulicas cambian a la ruta redundante.
- La RBU comienza a generar presión.
- El control de estabilidad longitudinal de respaldo se activa.
- El sistema de conducción automatizada inicia una maniobra de mínimo riesgo.
- El vehículo se mueve hacia el estado seguro definido.
- El vehículo se detiene en el carril actual o, cuando sea posible, en un carril de emergencia.
- El sistema informa del fallo e impide que continúe la conducción automatizada normal.
En el informe original no se especifican los umbrales de temporización exactos, la lógica de diagnóstico, la arquitectura de comunicación ni el algoritmo de control tolerante a fallos. No se deben inventar sin documentación técnica adicional.
¿Por qué se necesitan sensores de velocidad de rueda redundantes?
El control de la estabilidad longitudinal depende de los datos de velocidad de las ruedas.
La unidad de control utiliza las señales de velocidad de las ruedas para funciones como el ABS y el control de estabilidad. La unidad de control de la rueda (RBU) también necesita estas señales para regular la presión y evitar un deslizamiento excesivo de las ruedas durante el frenado de marcha atrás.
Si ambos sistemas dependen del mismo sensor, cableado, fuente de alimentación o canal de comunicación, esa ruta compartida puede convertirse en un único punto de fallo.
Por lo tanto, el informe indica que se requieren sensores de velocidad de rueda redundantes.
El sistema de detección redundante admite por separado:
- El ABS y la función de estabilidad se encuentran dentro del One-box.
- La función de estabilidad longitudinal en el lado RBU
Esto permite que la RBU continúe recibiendo la información de velocidad de la rueda necesaria para la modulación de la presión, incluso si la ruta de detección principal no está disponible.
¿Qué es la solución ABS de tres niveles de Bosch?
Según el informe original, Bosch ha introducido un sistema de redundancia de frenado basado en sensores de velocidad de rueda redundantes.
Se refiere a este sistema como:
Solución “ABS de tres niveles”
El informe describe esto como un enfoque de mercado convencional.
El informe adjunto no proporciona una definición técnica completa de los tres niveles ABS, su asignación exacta de hardware ni su secuencia de control. Estos detalles deben añadirse únicamente tras consultar la documentación de Bosch u otra fuente técnica primaria verificada.
El punto importante del informe es que la detección redundante de la velocidad de las ruedas permite que la función de estabilidad principal de One-box y la función de estabilidad de respaldo de RBU reciban la información necesaria sobre la velocidad de las ruedas a través de vías de seguridad separadas.
¿Cómo se comparan los requisitos de ADAS y de Nivel 3+?
| Requisito | Asistencia al conductor | Automatización de nivel 3 o superior |
| Responsabilidad principal de reserva | Conductor | Sistema de conducción automatizada |
| Advertencia de fallo | Requerido | Requerido |
| Pedal mecánico de respaldo | Importante | Útil, pero no suficiente por sí solo. |
| Fuente de presión independiente | No siempre es necesario | Necesario para la redundancia de los frenos. |
| RBU | Generalmente opcional por la arquitectura | Solución común |
| Control de estabilidad de respaldo | Requisito limitado por el sistema | Necesario para un frenado de mínimo riesgo |
| Detección redundante de la velocidad de las ruedas | Depende de la arquitectura | Necesario para un control de respaldo robusto |
| Objetivo de estado seguro | El conductor pone el vehículo a salvo. | El sistema realiza una maniobra de riesgo mínimo. |
| Tolerancia a fallos individuales | El conductor puede compensar | El sistema debe conservar la capacidad de frenado o de dirección. |
¿Qué regulaciones y estándares afectan al desarrollo de productos “One-Box”?
Las normas técnicas y los sistemas regulatorios para vehículos son requisitos obligatorios para acceder a muchos mercados regionales.
Diferentes países y regiones han creado normas para la seguridad de los vehículos, la seguridad de los frenos, los sistemas hidráulicos, los motores eléctricos, los sistemas de propulsión y la protección contra colisiones.
El marco regulatorio de la Comisión Económica Europea se inició en 1958 y ha sido revisado y ampliado en repetidas ocasiones. Sus regulaciones establecieron requisitos comunes para la seguridad de los vehículos y sus componentes, así como para el desempeño ambiental.
Este marco normativo ha influido en los sistemas de gestión de vehículos de muchos otros países. Un gran número de normativas nacionales sobre vehículos hacen referencia a partes del sistema regulatorio ECE o las siguen.
Reglamentos europeos mencionados en el informe.
| Regulación | Alcance descrito en el informe fuente |
| ECE R13 | Requisitos detallados de frenado y procedimientos de prueba, principalmente para vehículos comerciales. |
| ECE R13H | Requisitos de frenado y procedimientos de prueba para vehículos de pasajeros |
| ECE R131 | Requisitos armonizados para sistemas avanzados de frenado de emergencia |
| ECE R90 | Requisitos para los componentes de repuesto del sistema de frenos |
| ECE R85 | Requisitos de potencia neta para motores de combustión interna o sistemas de propulsión eléctrica en vehículos de categoría M y N. |
| ECE R12 | Protección contra lesiones al conductor causadas por el mecanismo de dirección durante una colisión. |
El informe señala que la norma ECE R85 ha sido adoptada por varios países.
Normas chinas mencionadas en el informe
| Estándar | Alcance descrito en el informe fuente |
| GB 21670 | Requisitos de frenado de emergencia y rendimiento del sistema de frenado relacionado |
| GB/T 18488 | Condiciones de funcionamiento, requisitos y pruebas para sistemas de motor de tracción de vehículos eléctricos |
| QC/T 893-2011 | Identificación y clasificación de fallas en sistemas de motores de accionamiento. |
| GB 12981-2003 | Requisitos y ensayos para el fluido de frenos hidráulico utilizado en los sistemas de frenado de vehículos. |
| GB 13094-2017 | Requisitos de seguridad estructural para vehículos de pasajeros |
El informe sitúa las normas GB/T 18488 y QC/T 893-2011 dentro del contexto normativo más amplio de los motores eléctricos y los sistemas de accionamiento.
Sitúa la norma GB 12981-2003 en el contexto del líquido de frenos hidráulico.
Regulaciones de Estados Unidos mencionadas en el informe
| Regulación | Alcance descrito en el informe fuente |
| FMVSS 105 | Requisitos hidráulicos y requisitos de rendimiento para los sistemas de frenado. |
| FMVSS 116 | Requisitos para los fluidos de frenos de vehículos de motor |
| FMVSS 203 | Requisitos de protección contra colisiones relacionados con los sistemas de control de la dirección. |
El informe también señala que Estados Unidos fue el primer país en desarrollar normas de seguridad para vehículos.
¿Por qué es importante la armonización regulatoria?
Cada mercado importante sigue utilizando sus propios procedimientos de prueba y sistema de certificación.
Sin embargo, las plataformas de vehículos, los sistemas de frenado, los motores, los controladores y las funciones de conducción automatizada se desarrollan cada vez más para su uso a nivel mundial.
A medida que avanza la globalización, el reconocimiento mutuo y la armonización de las normativas automovilísticas internacionales se están convirtiendo en una tendencia importante.
Para un proveedor de soluciones integrales, esto significa que la planificación regulatoria no puede comenzar una vez que el hardware esté completo.
En las primeras etapas del desarrollo del producto deben tenerse en cuenta los mercados objetivo, las categorías de frenado, el rendimiento en situaciones de emergencia, la arquitectura hidráulica, los requisitos de accionamiento eléctrico, las clasificaciones de fallos, las especificaciones del líquido de frenos y los requisitos de seguridad en caso de colisión.
¿Cuáles son los principales requisitos de ingeniería para la seguridad en sistemas de una sola caja?
Un diseño seguro de caja única debe coincidir con el nivel de automatización del vehículo, la responsabilidad en caso de fallo, la arquitectura hidráulica y las normativas aplicables.
Lista de verificación de ingeniería
- Defina si el vehículo cuenta con asistencia al conductor o si es de nivel 3 o superior.
- Defina quién es el responsable de alcanzar el estado seguro.
- Detectar las fallas correctamente e informarlas a tiempo.
- Mantener la capacidad de frenado de emergencia tras un fallo en la generación de presión activa.
- Verifique el requisito de desaceleración de emergencia de 2,44 m/s² indicado.
- Confirme la unidad de entrada de pedal correcta en la normativa aplicable.
- Diseñar una ruta de respaldo mecánica confiable.
- Utilice un cilindro maestro de doble cámara.
- Seleccione y valide la configuración hidráulica con división en X o en H.
- Compruebe el rendimiento de los frenos después de que se produzca una fuga en un circuito hidráulico.
- Evalúe el objetivo de respaldo mecánico sin fugas de 4,88 m/s² descrito en el informe.
- Compruebe el diámetro, la longitud, la carrera y el desplazamiento del fluido del cilindro maestro.
- Considere una relación de pedaleo fija y un recorrido máximo del pedal.
- Compare los requisitos de volumen de fluido con las arquitecturas iBooster y de refuerzo por vacío.
- Agregar una RBU independiente para aplicaciones de conducción automatizada de nivel 3 y superiores.
- Defina las conexiones hidráulicas de caja única y RBU.
- Validar todos los estados de las válvulas, tanto normales como de reserva.
- Asegúrese de que la RBU pueda generar presión de forma independiente.
- Incluir control de estabilidad longitudinal de respaldo.
- Comprenda la diferencia entre el control ESC completo de las cuatro ruedas y el control RBU reducido de dos ruedas.
- Limitar el tiempo de funcionamiento del vehículo tras un fallo en el sistema One-Box.
- Defina la maniobra de mínimo riesgo.
- Añadir sensores de velocidad de rueda redundantes.
- Separe las necesidades de detección de la función de estabilidad ABS y RBU de One-box.
- Validar el sistema final conforme a los requisitos europeos, chinos y estadounidenses.
¿Qué futuro les espera a los sistemas de frenos compactos?
La tecnología de unidades compactas seguirá siendo importante a medida que se desarrollen los vehículos eléctricos y los sistemas de conducción automatizada.
En el caso de los vehículos de asistencia al conductor, el principal desafío reside en mantener un respaldo mecánico fiable y cumplir con los requisitos de frenado de emergencia cuando falla la asistencia activa.
Para los vehículos de nivel 3 y superiores, el desafío es mayor.
El sistema de frenado debe seguir funcionando tras un único fallo, sin depender exclusivamente de la presión ejercida por el conductor sobre el pedal. Asimismo, debe garantizar el control del deslizamiento de las ruedas, la estabilidad del vehículo, las maniobras de mínimo riesgo y un estado de seguridad definido.
Por este motivo, la arquitectura One-box más RBU se ha convertido en una importante dirección técnica.
El sistema compacto ofrece una integración óptima y un rendimiento óptimo en condiciones normales de funcionamiento. La unidad de control remoto (RBU) proporciona una fuente de presión independiente y un control de estabilidad de respaldo limitado. Los sensores de velocidad de rueda redundantes brindan la información necesaria para gestionar el deslizamiento de las ruedas tras una avería.
La solución de seguridad completa no es un solo componente.
Es el resultado coordinado del diseño hidráulico, el dimensionamiento del cilindro maestro, las válvulas, los motores, el control electrónico, la redundancia de sensores, la lógica de diagnóstico, la estrategia de conducción automatizada y la validación normativa.
Ese es el verdadero requisito de seguridad para el frenado inteligente.
Preguntas frecuentes
¿Un sistema de frenado de una sola unidad es lo mismo que un sistema de frenado por cable?
Un sistema monobloque es un tipo de arquitectura de frenado integrada controlada electrónicamente, aunque los términos no siempre son idénticos. Generalmente, el término monobloque se refiere a la combinación de las funciones de generación de presión y control de estabilidad en una sola unidad. El frenado por cable (Brake-by-wire) es un concepto más amplio que incluye la transmisión electrónica de comandos de frenado y puede utilizar diferentes diseños hidráulicos o electromecánicos.
¿Puede un sistema compacto detener un vehículo tras una pérdida de energía eléctrica?
Un sistema de una sola unidad puede conservar una vía de respaldo mecánica que permite al conductor mover directamente los pistones del cilindro maestro. El rendimiento de frenado disponible depende de la fuerza aplicada al pedal, las dimensiones del cilindro maestro, la integridad hidráulica, la demanda de fluido en el extremo de la rueda y el diseño del vehículo. Los sistemas de nivel 3 y superiores también requieren una vía de respaldo automatizada independiente.
¿Por qué los vehículos de nivel 3 no pueden depender únicamente del respaldo mecánico?
El sistema de frenado mecánico normalmente depende de que un conductor pise el pedal del freno. En la conducción automatizada de nivel 3 o superior, el sistema debe gestionar ciertas fallas y llevar el vehículo a un estado seguro. Por lo tanto, necesita una fuente de presión independiente, como una unidad de frenado de emergencia (RBU), que pueda frenar sin la intervención inmediata del conductor.
¿Cuál es el propósito principal de una RBU?
Una RBU proporciona una fuente independiente de presión de frenado en caso de que falle el sistema principal One-box. Puede dirigir la presión hidráulica a los cilindros de las ruedas y también puede proporcionar un control limitado del deslizamiento de las ruedas y de la estabilidad longitudinal mientras el vehículo realiza una parada de mínimo riesgo.
¿Por qué la RBU controla solo dos ruedas a la vez?
El informe describe los diseños actuales de RBU como versiones con funciones reducidas de los sistemas ESC. Estos sistemas pueden controlar dos ruedas mediante una configuración hidráulica en X o en H, en lugar de controlar las cuatro ruedas de forma independiente. Esto reduce los costos, y la menor capacidad se considera aceptable, ya que la operación de respaldo solo debe durar hasta que el vehículo alcance un estado seguro.
Acerca del autor
Johnny Liu es el director ejecutivo de Vehículo Dowway. Se especializa en tecnología vehicular, componentes automotrices, comunicación en ingeniería y soluciones para la industria automotriz global.
Este artículo se ha elaborado para explicar la lógica de ingeniería contenida en el Informe de I+D n.º 218 en un inglés claro para ingenieros de automoción, proveedores, investigadores y profesionales de vehículos inteligentes.
Autor: Johnny Liu
Role: Director ejecutivo de Dowway Vehicle
Fecha de publicación: 7 de agosto de 2026
Última revisión: 7 de agosto de 2026
Nota editorial técnica
Este artículo conserva las afirmaciones técnicas, la terminología, las cifras de rendimiento, los estados de las válvulas y las referencias normativas que figuran en el informe adjunto.
El informe original incluye una inconsistencia de unidades entre 500 N y 500 Nm para la entrada del pedal de freno. Antes de su publicación como referencia reglamentaria o de ingeniería formal, Dowway Vehicle debe verificar el valor con respecto a la versión oficial de ECE R13, GB 21670, la categoría de vehículo correspondiente y la documentación técnica original de Bosch IPB.
La descripción que hace el informe del concepto “ABS de tres niveles” de Bosch también debería contrastarse con una fuente primaria actual de Bosch antes de añadir detalles más allá de los que se indican aquí.
Descargo de responsabilidad
Este artículo se proporciona con fines educativos técnicos y para el debate general en la industria. No constituye una opinión de homologación, una evaluación de seguridad funcional, una aprobación del diseño del sistema ni sustituye las normativas oficiales, los estándares, las especificaciones del fabricante original, la documentación del proveedor, las pruebas ni la validación de ingeniería.