Escrito por: Johnny Liu, CEO da Dowway Vehicle
Publicado: 7 de agosto de 2026
Última atualização: 7 de agosto de 2026
Tempo estimado de leitura: 8 a 10 minutos
Nível técnico: Visão geral da engenharia automotiva
Base da fonte: Relatório de P&D nº 218, “Requisitos de segurança da condução inteligente para soluções integradas”
Table of Contents
Resposta rápida
Um sistema de frenagem integrado deve continuar a fornecer frenagem segura após uma falha. Em veículos com assistência ao condutor, o motorista pode usar um sistema mecânico de reserva para levar o veículo a um estado seguro. Em veículos automatizados de Nível 3 e superiores, o sistema não pode depender apenas da ação do pedal do motorista. Normalmente, ele precisa de uma Unidade de Frenagem Redundante independente, sensores redundantes de velocidade das rodas e controle de estabilidade longitudinal de reserva.
Resumindo:
- Os sistemas de assistência ao condutor ainda podem considerar o condutor como parte da estratégia de resposta a falhas.
- O sistema mecânico de assistência deve proporcionar a desaceleração de emergência necessária após a falha do sistema ativo de frenagem.
- Veículos de nível 3 e superiores devem manter a capacidade de frenagem após uma única falha, sem depender exclusivamente do motorista.
- Um sistema de caixa única é, portanto, normalmente combinado com uma Unidade de Freio Redundante, ou RBU.
- A unidade de controle de frenagem (RBU) deve suportar tanto a frenagem básica quanto o controle limitado de estabilidade longitudinal.
- Sensores redundantes de velocidade das rodas são necessários para suportar as funções de ABS e estabilidade de reserva.
- As regulamentações europeias, chinesas e dos Estados Unidos afetam o design de sistemas de caixa única.
Os veículos elétricos e a condução automatizada são duas das forças mais poderosas que estão transformando a indústria automotiva global. Para os fabricantes de veículos chineses e fornecedores de componentes de alta tecnologia, eles também representam uma oportunidade de competir com os mercados automotivos já consolidados.
Nos próximos cinco a dez anos, espera-se que os veículos autônomos se tornem mais comuns no dia a dia. À medida que isso acontece, os sistemas de frenagem integrados (One-box brake systems) receberão ainda mais atenção de fornecedores de nível 1, universidades, equipes de pesquisa e startups que integram indústria e academia.
A razão é simples: a frenagem não é apenas mais uma função do veículo.
É uma função essencial de segurança.
Quando o condutor deixa de ser totalmente responsável por reagir a uma falha, o sistema de travagem deve ser capaz de detetar falhas, alternar os caminhos de controlo, manter a pressão, gerir a derrapagem das rodas e trazer o veículo para um estado razoavelmente seguro.
Este artigo explica o que isso significa para um sistema de freio monobloco.
O que é um sistema de freio monobloco?
Um sistema de freio integrado (One-box) combina geração ativa de pressão de frenagem, controle de frenagem e funções de estabilidade do veículo em uma única unidade principal. Muitos produtos One-box também utilizam uma estrutura de pedal totalmente desacoplada, que separa a sensação do pedal para o motorista do processo de geração de pressão hidráulica durante a operação normal.
Esse design integrado é atraente para veículos elétricos e inteligentes porque pode reduzir o tamanho do sistema, melhorar a resposta à pressão, suportar a coordenação da frenagem regenerativa e simplificar a integração ao chassi.
No entanto, a integração cria um desafio de segurança.
Quando várias funções são combinadas em uma única unidade, uma falha de energia, falha do motor, falha do controlador, falha da válvula ou falha na geração de pressão pode afetar mais de uma função de frenagem simultaneamente. Portanto, o projeto deve incluir uma estratégia de contingência clara.
Essa estratégia de contingência depende muito do nível de automação do veículo.
O que um sistema de assistência ao condutor exige de um sistema integrado?
Em um veículo com assistência ao condutor, o motorista continua responsável por colocar o veículo em segurança após uma falha do sistema. O sistema deve identificar o problema, reportá-lo de forma correta e rápida, e continuar a fornecer capacidade de frenagem suficiente para que o motorista controle e pare o veículo.
Esse conceito de segurança pressupõe que o motorista possa receber o aviso, compreendê-lo e reagir dentro do tempo disponível.
A capacidade contínua de frenagem é crucial, pois o motorista não consegue levar o veículo a uma situação segura se o veículo perder toda a força de frenagem.
Que nível de desempenho de frenagem de emergência deve ser mantido?
O relatório original afirma que as normas ECE R13 e GB 21670 da China estabelecem requisitos obrigatórios para a capacidade de frenagem de emergência.
Após a falha da função básica de frenagem, o relatório afirma que o veículo deve atingir uma desaceleração média de pelo menos:
2,44 m/s²
Este desempenho está relacionado no relatório a uma entrada do pedal do motorista de 500 N, embora algumas passagens usem 500 Nm.
Nota de verificação editorial: A força aplicada no pedal é normalmente expressa em newtons, enquanto o torque é expresso em newton-metros. Como o relatório original contém tanto “500 N” quanto “500 Nm”, o valor final publicado deve ser verificado em relação à regulamentação aplicável, ao procedimento de teste e à fonte técnica original em chinês. Este artigo preserva os requisitos declarados na fonte, sem corrigi-los implicitamente.
Como funciona o backup mecânico?
Para atender aos requisitos de frenagem de emergência, um sistema One-box pode incluir um sistema de frenagem mecânica de reserva.
Quando a função ativa de assistência ou geração de pressão falha, o motorista ainda pode pressionar o pedal do freio e mover mecanicamente os pistões no cilindro mestre do freio. O cilindro mestre, então, envia fluido de freio para os cilindros de roda, criando pressão hidráulica e desacelerando o veículo.
O relatório usa a Bosch IPB como exemplo.
Possíveis causas de falha na geração ativa de pressão incluem:
- Falha na fonte de alimentação
- Falha no motor auxiliar
- Falha no módulo ativo de geração de pressão
- Falhas elétricas ou de controle relacionadas
No modo de backup mecânico descrito no relatório:
- A válvula 1 fecha
- A válvula 4 fecha
- A válvula 5 fecha
- A válvula 2 abre.
- A válvula 3 abre.
O motorista pressiona o pedal, os pistões do cilindro mestre se movem e o fluido de freio é impulsionado através do circuito hidráulico para os quatro cilindros de roda.
O ponto crucial é que o veículo ainda consegue gerar força de frenagem mesmo quando o módulo ativo de geração de pressão não está disponível.
Por que o cilindro mestre utiliza duas câmaras hidráulicas?
O cilindro mestre do freio utiliza um design de câmara dupla. As câmaras primária e secundária conectam-se a dois circuitos de freio de roda cada.
A conexão exata da roda depende do projeto hidráulico.
Dois layouts comuns são:
- Layout dividido em X
- Layout dividido em H
Os veículos de passageiros geralmente utilizam uma configuração de suspensão dividida em X.
Em um sistema de frenagem em X, cada circuito hidráulico normalmente atende às rodas em cantos opostos do veículo. Isso ajuda a manter um efeito de frenagem mais equilibrado caso um dos circuitos falhe.
Um sistema de circuito duplo é importante porque um único vazamento hidráulico não deve eliminar completamente a capacidade de frenagem.
O que acontece se um dos circuitos de freio apresentar vazamento?
O requisito de projeto do Bosch IPB descrito no relatório original vai além do suporte mecânico básico.
Considera também uma condição extrema em que a centralina já entrou no modo de segurança mecânica e o circuito de freio primário ou secundário apresenta um vazamento.
Nessas condições, o circuito de freio restante ainda deve proporcionar uma desaceleração média de pelo menos 2,44 m/s² na posição indicada no pedal do motorista.
O relatório explica, portanto, que, na ausência de vazamentos no circuito hidráulico, o projeto de backup mecânico do IPB deve ser capaz de produzir aproximadamente:
4,88 m/s²
Essa meta mais ambiciosa cria uma margem de frenagem suficiente para que, após a perda de um circuito hidráulico, o circuito restante ainda possa fornecer os 2,44 m/s² necessários.
Este é um princípio de design importante.
Um sistema de contingência não é verdadeiramente robusto se só funcionar quando todos os circuitos hidráulicos estiverem em bom estado.
Por que o diâmetro do cilindro mestre é importante?
Os sistemas de freio integrados geralmente utilizam um cilindro mestre com diâmetro menor, pois o pedal do freio fica totalmente desacoplado durante a operação normal de assistência.
Quando o servofreio ativo funciona normalmente, o sistema consegue manter uma sensação adequada no pedal, ao mesmo tempo que gera pressão eficaz. Um diâmetro menor pode ajudar a produzir pressão hidráulica de forma eficiente.
Mas a mesma escolha pode criar um problema no modo de backup mecânico.
Para a maioria dos projetos de veículos atuais, as seguintes dimensões são difíceis de alterar:
- relação do pedal de freio
- Curso máximo do pedal
- Comprimento disponível do cilindro mestre
- Espaço para embalagem de pedal-box
Se o comprimento do cilindro mestre permanecer o mesmo enquanto o diâmetro do cilindro diminuir, a quantidade total de fluido de freio deslocada durante um determinado curso do pedal diminuirá.
Isso significa que, na mesma profundidade do pedal, um cilindro mestre One-box pode fornecer menos fluido de freio aos cilindros de roda do que um sistema que utiliza um iBooster ou um servofreio a vácuo convencional.
Menos fluido deslocado pode limitar o movimento do cilindro da roda e reduzir a força de frenagem disponível durante a frenagem de emergência mecânica.
Por essa razão, a estrutura do cilindro mestre, o diâmetro, o curso, o volume da câmara, o sistema de vedação e a demanda de fluido na roda devem ser projetados cuidadosamente.
Um cilindro mestre menor pode melhorar o desempenho normal de pressurização, mas não deve impedir que o sistema mecânico de frenagem de emergência atenda aos requisitos necessários.
Por que o backup mecânico não é suficiente para a condução automatizada de nível 3?
Para a condução automatizada de nível 3 e superiores, o sistema do veículo assume maior responsabilidade pela gestão de falhas e pela obtenção de um estado seguro.
A norma SAE J3016 é amplamente utilizada para descrever os níveis de automação da condução. De acordo com a interpretação do relatório original, os sistemas de Nível 3 e superiores devem manter a capacidade de frenagem ou direção após uma única falha, para que o veículo possa se mover para uma condição segura e evitar ferimentos aos ocupantes.
A principal diferença reside na responsabilidade.
Em um sistema de assistência ao condutor, espera-se que o condutor responda.
Em um sistema automatizado de nível 3 ou superior, o sistema de condução automatizada deve gerenciar o cenário de falha.
Isso significa que uma estratégia de frenagem de emergência baseada apenas na força aplicada pelo motorista no pedal não é suficiente.
Um sistema de segurança mecânico de reserva ainda tem valor, mas não pode ser a única forma de segurança para a condução altamente automatizada, pois o sistema automatizado não consegue acionar o pedal do freio da mesma forma que um motorista humano.
Qual é o estado seguro para um veículo altamente automatizado?
Um estado seguro é a condição de funcionamento que o veículo atinge após a detecção de uma falha grave.
O relatório original apresenta dois exemplos possíveis:
- Pare na faixa atual
- Pare na faixa de emergência.
A estratégia exata de segurança depende da estrada, do tráfego, da velocidade do veículo, da capacidade de direção disponível, da condição dos sensores e do projeto do sistema.
No entanto, ambos os exemplos exigem uma frenagem confiável.
Mesmo que o objetivo seja apenas parar na faixa atual, o veículo ainda precisa controlar a desaceleração e a derrapagem das rodas.
Se o objetivo for entrar em uma faixa de emergência, o veículo pode precisar de redundância nos sistemas de frenagem, direção, potência, comunicação e sensores para trabalharem em conjunto durante a manobra de risco mínimo.
Portanto, a prática da indústria geralmente considera a redundância de freios como essencial para veículos que suportam a condução altamente automatizada (HAD, na sigla em inglês).
Como um sistema One-Box Plus RBU fornece redundância de frenagem?
Para criar um circuito de frenagem independente, um sistema One-box pode ser combinado com uma Unidade de Frenagem Redundante.
RBU significa Unidade de Freio Redundante.
Durante a operação normal, a unidade principal de frenagem (One-box) permanece como a unidade de frenagem principal. A unidade de reserva (RBU) torna-se a unidade de geração de pressão de reserva caso a unidade principal não consiga mais responder à solicitação de frenagem.
Os dois sistemas utilizam circuitos hidráulicos interligados, mas controláveis.
Como as linhas hidráulicas são conectadas?
O cilindro mestre do freio possui duas saídas de câmara.
De acordo com o relatório:
- Os dois circuitos de saída do cilindro mestre se conectam à caixa de distribuição única.
- Esses circuitos também se conectam às portas de entrada da RBU.
- A RBU possui dois circuitos de saída.
- Cada saída RBU se conecta aos circuitos dos cilindros de roda dentro do sistema hidráulico IPB.
Isso cria uma segunda via para gerar pressão no cilindro da roda.
A arquitetura foi projetada de forma que a unidade One-box e a RBU não gerem pressão descontrolada simultaneamente. Os estados das válvulas determinam qual unidade está conectada aos circuitos da roda.
Como funciona o sistema durante uma frenagem normal?
Durante o funcionamento normal, o One-box responde à solicitação de frenagem de nível superior proveniente do sistema de controle do veículo ou do sistema de direção automatizada.
O estado da válvula descrito no relatório é:
- Válvula 1 fechada
- Válvula 2 fechada
- Válvula 3 fechada
- Válvula 4 aberta
- Válvula 5 aberta
O motor do módulo de geração de pressão ativa One-box empurra a haste do atuador.
O atuador movimenta o fluido através das válvulas abertas 4 e 5.
A pressão hidráulica então chega aos cilindros das rodas e produz a desaceleração desejada.
Nesse modo, o sistema One-box executa a função principal de frenagem.
O que acontece quando o sistema “tudo em um” falha?
Quando o sistema One-box falha, o sistema de frenagem entra em modo de segurança.
O estado da válvula muda para:
- Válvula 2 aberta
- Válvula 3 aberta
- Válvula 1 fechada
- Válvula 4 fechada
- Válvula 5 fechada
O motor RBU entra em funcionamento.
Ele utiliza fluido hidráulico do lado do cilindro mestre e gera pressão através das válvulas 2 e 3. Essa pressão é transmitida aos cilindros de roda através do circuito hidráulico redundante.
O veículo pode, portanto, continuar a travagem sem depender exclusivamente da unidade de geração de pressão ativa One-box com defeito ou da entrada imediata do pedal pelo condutor.
Comparação de estado de válvula de caixa única
| Modo de operação | Válvula 1 | Válvula 2 | Válvula 3 | Válvula 4 | Válvula 5 | Fonte de pressão |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Frenagem normal de caixa única | Fechado | Fechado | Fechado | Abrir | Abrir | Motor e atuador em uma única caixa |
| Exemplo de backup mecânico | Fechado | Abrir | Abrir | Fechado | Fechado | Cilindro mestre e do motorista |
| Modo de backup RBU | Fechado | Abrir | Abrir | Fechado | Fechado | Motor RBU |
O modo de assistência mecânica e o modo RBU podem usar um circuito de válvulas hidráulicas semelhante, mas a fonte de pressão é diferente. No modo de assistência mecânica, o motorista move os pistões do cilindro mestre. No modo de assistência RBU, o motor RBU gera a pressão.
Por que a RBU deve apoiar a estabilidade longitudinal?
A condução altamente automatizada não requer apenas redundância básica na força de frenagem.
Também requer redundância de estabilidade longitudinal.
Se o sistema principal One-box falhar enquanto o veículo estiver em movimento em alta velocidade, o sistema de reserva deverá gerenciar a patinagem das rodas durante a desaceleração. Sem essa capacidade, uma ou mais rodas podem travar, a estabilidade do veículo pode diminuir e a parada de risco mínimo pode se tornar mais difícil de controlar.
Portanto, a RBU precisa de uma função de controle de estabilidade longitudinal.
Por que muitos projetos de RBU são baseados em ESC?
O relatório de origem afirma que as soluções RBU atualmente disponíveis no mercado são geralmente desenvolvidas reduzindo ou simplificando um Controlador Eletrônico de Estabilidade.
O ESC é o sistema de chassi que controla a pressão de frenagem nas rodas para garantir a estabilidade do veículo.
Ao partir de uma arquitetura hidráulica do tipo ESC, os fornecedores podem manter a modulação de pressão, o bombeamento acionado por motor, o controle de válvulas e o gerenciamento da patinagem das rodas.
No entanto, a RBU não precisa reproduzir todas as funções de um ESC completo.
Sua finalidade é oferecer suporte a um período limitado de operação de backup após a falha do sistema principal One-box.
Qual a diferença entre um RBU e um ESC completo?
Um ESC completo pode controlar a pressão nas quatro extremidades das rodas de forma independente.
A RBU descrita no relatório possui capacidade de controle mais limitada.
Ele pode regular a pressão em apenas duas extremidades das rodas simultaneamente, com base em:
- Um arranjo hidráulico dividido em X
- Um arranjo hidráulico dividido em H
Como não consegue regular a pressão das quatro rodas de forma independente e simultânea, seu desempenho de controle é inferior ao de um ESC completo.
Trata-se de uma redução intencional da função.
Espera-se que a RBU opere somente após uma falha no sistema One-box. Assim que essa falha ocorrer, o sistema de direção automatizada deverá colocar o veículo em um estado seguro o mais rápido possível.
O veículo não deve continuar a condução normal por um longo período no modo RBU.
Como o tempo de operação do sistema de backup é limitado, a probabilidade de encontrar outro evento dinâmico grave durante esse período também é reduzida.
Do ponto de vista da probabilidade de segurança, o relatório considera este projeto com funcionalidade reduzida aceitável.
Isso também reduz o custo da arquitetura combinada One-box mais RBU.
O que a estratégia de controle e aquisição precisa fazer?
O relatório original inclui um diagrama de estratégia de controle e aquisição, embora o texto completo do diagrama não esteja reproduzido no material escrito fornecido.
Com base na descrição do relatório, a estratégia inclui as seguintes etapas:
- O módulo único processa solicitações normais de frenagem.
- O sistema monitora continuamente o funcionamento do One-box.
- Uma falha foi detectada e diagnosticada.
- As válvulas hidráulicas passam a operar no caminho redundante.
- A RBU inicia a geração de pressão.
- O controle de estabilidade longitudinal de reserva é ativado.
- O sistema de condução automatizada inicia uma manobra de risco mínimo.
- O veículo se move em direção ao estado seguro definido.
- O veículo para na faixa atual ou, quando possível, em uma faixa de emergência.
- O sistema reporta a falha e impede a continuação da condução automatizada normal.
Os limites de temporização exatos, a lógica de diagnóstico, a arquitetura de comunicação e o algoritmo de controle tolerante a falhas não são fornecidos no relatório de origem. Eles não devem ser inventados sem documentação técnica adicional.
Por que são necessários sensores de velocidade de roda redundantes?
O controle da estabilidade longitudinal depende dos dados de velocidade da roda.
O sistema One-box utiliza sinais de velocidade das rodas para funções como ABS e controle de estabilidade. O RBU também precisa de sinais de velocidade das rodas para regular a pressão e evitar derrapagens excessivas durante a frenagem em marcha à ré.
Se ambos os sistemas dependerem do mesmo sensor, caminho de fiação, fonte de alimentação ou canal de comunicação, esse caminho compartilhado poderá se tornar um ponto único de falha.
O relatório afirma, portanto, que são necessários sensores redundantes de velocidade das rodas.
O sistema de detecção redundante suporta separadamente:
- A função ABS e de estabilidade está integrada na caixa única.
- A função de estabilidade longitudinal no lado RBU
Isso permite que a RBU continue recebendo as informações de velocidade da roda necessárias para a modulação de pressão, mesmo que o caminho de detecção principal esteja indisponível.
O que é a solução “ABS de três níveis” da Bosch?
O relatório original afirma que a Bosch introduziu um sistema de redundância de freios baseado em sensores redundantes de velocidade das rodas.
Refere-se a este sistema como:
Solução “ABS de três níveis”
O relatório descreve isso como uma abordagem de mercado convencional.
O relatório fornecido não apresenta uma definição técnica completa dos três níveis de ABS, sua alocação exata de hardware ou sua sequência de controle. Esses detalhes devem ser adicionados somente após consulta à documentação da Bosch ou a outra fonte técnica primária verificada.
O ponto importante do relatório é que a detecção redundante da velocidade das rodas permite que a função primária de estabilidade do sistema integrado e a função de estabilidade de reserva da unidade de controle redundante (RBU) recebam as informações necessárias sobre a velocidade das rodas por meio de caminhos de segurança separados.
Como se comparam os requisitos ADAS e de nível 3+?
| Exigência | Assistência ao motorista | Automação de nível 3 e superior |
| Principal responsabilidade de reserva | Motorista | Sistema de condução automatizada |
| Aviso de falha | Obrigatório | Obrigatório |
| pedal mecânico de reserva | Importante | Útil, mas não suficiente por si só. |
| Fonte de pressão independente | Nem sempre é necessário | Necessário para redundância de freio |
| RBU | Geralmente opcional por arquitetura | Solução comum |
| Controle de estabilidade de backup | Requisito limitado pelo sistema | Necessário para frenagem com risco mínimo |
| Sensores redundantes de velocidade das rodas | Dependente da arquitetura | Necessário para um controle de backup robusto. |
| alvo de estado seguro | Motorista leva o veículo para um local seguro. | O sistema executa manobras de risco mínimo. |
| Tolerância a falha única | O motorista pode compensar | O sistema deve manter a capacidade de frenagem ou direção. |
Quais regulamentações e normas afetam o desenvolvimento de sistemas “one-box”?
As normas técnicas e os sistemas regulamentares para veículos são requisitos obrigatórios para entrar em muitos mercados regionais.
Diferentes países e regiões criaram normas para segurança veicular, segurança de frenagem, sistemas hidráulicos, motores elétricos, transmissões e proteção em caso de colisão.
O quadro regulamentar da Comissão Económica Europeia teve início em 1958 e tem sido repetidamente revisto e expandido. Os seus regulamentos criaram requisitos comuns para a segurança de veículos e componentes, bem como para o desempenho ambiental.
Essa estrutura influenciou os sistemas de gestão de veículos em muitos outros países. Um grande número de normas nacionais para veículos faz referência a partes do sistema regulatório da ECE ou as segue.
Regulamentos europeus mencionados no relatório
| Regulamento | Âmbito descrito no relatório de origem |
| ECE R13 | Requisitos detalhados de frenagem e procedimentos de teste, principalmente para veículos comerciais. |
| ECE R13H | Requisitos de frenagem e procedimentos de teste para veículos de passageiros |
| ECE R131 | Requisitos harmonizados para sistemas avançados de frenagem de emergência |
| ECE R90 | Requisitos para componentes de substituição do sistema de freios |
| ECE R85 | Requisitos de potência líquida para motores de combustão interna ou sistemas de acionamento elétrico em veículos das categorias M e N |
| ECE R12 | Proteção contra lesões do condutor causadas pelo mecanismo de direção durante uma colisão. |
O relatório observa que a norma ECE R85 foi adotada por vários países.
Normas chinesas mencionadas no relatório
| Padrão | Âmbito descrito no relatório de origem |
| GB 21670 | Frenagem de emergência e requisitos de desempenho do sistema de freios relacionados |
| GB/T 18488 | Condições de operação, requisitos e testes para sistemas de motores de acionamento de veículos elétricos. |
| QC/T 893-2011 | Identificação e classificação de falhas em sistemas de acionamento de motores. |
| GB 12981-2003 | Requisitos e testes para fluido de freio hidráulico usado em sistemas de frenagem de veículos |
| GB 13094-2017 | Requisitos de segurança estrutural para veículos de passageiros |
O relatório situa as normas GB/T 18488 e QC/T 893-2011 no contexto regulatório mais amplo de motores elétricos e sistemas de acionamento.
Isso situa a norma GB 12981-2003 no contexto do fluido de freio hidráulico.
Regulamentos dos Estados Unidos mencionados no relatório
| Regulamento | Âmbito descrito no relatório de origem |
| FMVSS 105 | Requisitos hidráulicos e de desempenho para sistemas de frenagem |
| FMVSS 116 | Requisitos para fluidos de freio de veículos automotores |
| FMVSS 203 | Requisitos de proteção contra colisões relacionados a sistemas de controle de direção |
O relatório observa ainda que os Estados Unidos foram o primeiro país a desenvolver regulamentos de segurança veicular.
Por que a harmonização regulatória é importante?
Cada mercado importante ainda utiliza seus próprios procedimentos de teste e sistema de certificação.
No entanto, plataformas de veículos, sistemas de freio, motores, controladores e funções de direção automatizada estão sendo cada vez mais desenvolvidos para uso global.
Com a globalização em curso, o reconhecimento mútuo e a harmonização das normas internacionais do setor automotivo estão se tornando uma tendência importante.
Para um fornecedor de soluções “one-box”, isso significa que o planejamento regulatório não pode começar depois que o hardware estiver concluído.
Os mercados-alvo, as categorias de frenagem, o desempenho em emergências, a arquitetura hidráulica, os requisitos de acionamento elétrico, as classificações de falhas, as especificações do fluido de freio e os requisitos de segurança em caso de colisão devem ser considerados logo no início do desenvolvimento do produto.
Quais são os principais requisitos de engenharia para segurança em sistemas de caixa única?
Um projeto seguro de caixa única deve ser compatível com o nível de automação do veículo, a responsabilidade de contingência, a arquitetura hidráulica e as regulamentações vigentes.
Lista de verificação de engenharia
- Defina se o veículo possui assistência ao condutor ou é de Nível 3 ou superior.
- Defina quem é o responsável por garantir que o estado seja seguro.
- Detectar falhas corretamente e reportá-las a tempo.
- Manter a capacidade de frenagem de emergência após falha na geração de pressão ativa.
- Verifique o requisito de desaceleração de emergência de 2,44 m/s².
- Confirme a unidade de entrada de pedal correta na regulamentação aplicável.
- Projete um caminho de backup mecânico confiável.
- Utilize um cilindro mestre de câmara dupla.
- Selecione e valide o layout hidráulico com divisão em X ou em H.
- Confirme o desempenho do sistema de frenagem após vazamento em um dos circuitos hidráulicos.
- Avalie a meta de 4,88 m/s² sem vazamento com sistema de backup mecânico descrita no relatório.
- Verifique o diâmetro, o comprimento, o curso e o deslocamento do fluido do cilindro mestre.
- Considere uma relação de pedal fixa e um curso máximo do pedal.
- Compare os requisitos de volume de fluido com as arquiteturas iBooster e vacuum-booster.
- Adicionar uma RBU independente para aplicações de condução automatizada de nível 3 e superiores.
- Defina conexões hidráulicas One-box e RBU.
- Valide todos os estados das válvulas, tanto normais quanto de reserva.
- Garantir que a RBU possa gerar pressão de forma independente.
- Inclui controle de estabilidade longitudinal de reserva.
- Entenda a diferença entre o controle ESC total nas quatro rodas e o controle RBU reduzido em duas rodas.
- Limitar o tempo de operação do veículo após falha do sistema One-box.
- Defina a manobra de risco mínimo.
- Adicionar sensores redundantes de velocidade das rodas.
- Separe as necessidades de sensoriamento da função de estabilidade ABS e RBU do sistema integrado.
- Validar o sistema final em relação aos requisitos europeus, chineses e dos Estados Unidos.
O que o futuro reserva para os sistemas de freio monobloco?
A tecnologia de integração em um único componente continuará sendo importante à medida que os veículos elétricos e os sistemas de direção automatizada se desenvolvem.
Para veículos com assistência ao condutor, o principal desafio é manter um sistema mecânico de reserva confiável e atender aos requisitos de frenagem de emergência após a falha da assistência ativa.
Para veículos de nível 3 e superiores, o desafio é maior.
O sistema de frenagem deve continuar funcionando após uma única falha, sem depender apenas da atuação do motorista no pedal. Ele também deve suportar o controle de deslizamento das rodas, a estabilidade do veículo, manobras de risco mínimo e um estado seguro definido.
É por isso que a arquitetura One-box mais RBU se tornou uma importante direção técnica.
O sistema One-box oferece integração compacta e alto desempenho em condições normais de operação. A RBU (Unidade de Controle de Rotação) fornece uma fonte de pressão independente e controle de estabilidade de reserva limitado. Sensores redundantes de velocidade das rodas fornecem as informações necessárias para gerenciar a derrapagem das rodas após uma falha.
A solução completa de segurança não se resume a um único componente.
É o resultado coordenado do projeto hidráulico, dimensionamento do cilindro mestre, válvulas, motores, controle eletrônico, redundância de sensores, lógica de diagnóstico, estratégia de direção automatizada e validação regulatória.
Esse é o verdadeiro requisito de segurança para uma frenagem inteligente.
Perguntas frequentes
Um sistema de freio “one-box” é o mesmo que um sistema de freio eletrônico (brake-by-wire)?
Um sistema “one-box” é um tipo de arquitetura de frenagem integrada com controle eletrônico, mas os termos nem sempre são sinônimos. “One-box” geralmente se refere à combinação das funções de geração de pressão e controle de estabilidade em uma única unidade. “Brake-by-wire” é um conceito mais amplo que inclui a transmissão eletrônica do comando de frenagem e pode utilizar diferentes projetos hidráulicos ou eletromecânicos.
Um sistema “One-box” consegue parar um veículo após uma perda de energia elétrica?
Um sistema de frenagem monobloco pode manter um mecanismo de segurança mecânico que permite ao motorista acionar os pistões do cilindro mestre diretamente. O desempenho de frenagem disponível depende da força aplicada no pedal, das dimensões do cilindro mestre, da integridade hidráulica, da demanda de fluido nas rodas e do projeto do veículo. Sistemas de nível 3 e superiores também necessitam de um mecanismo de segurança automatizado independente.
Por que os veículos de Nível 3 não podem depender apenas de suporte mecânico?
O sistema de segurança mecânico normalmente depende de um ser humano acionar o pedal do freio. Em sistemas de condução automatizada de nível 3 ou superior, o sistema automatizado precisa gerenciar certas falhas e conduzir o veículo para um estado seguro. Portanto, necessita de uma fonte de pressão independente, como uma unidade de frenagem remota (RBU), que possa frear sem a intervenção imediata do condutor.
Qual é o principal objetivo de uma RBU?
Uma RBU (Unidade de Frenagem de Reposição) fornece uma fonte independente de pressão de frenagem caso o sistema principal One-box falhe. Ela pode direcionar a pressão hidráulica para os cilindros de roda e também pode fornecer controle limitado de deslizamento das rodas e estabilidade longitudinal enquanto o veículo realiza uma frenagem de risco mínimo.
Por que a RBU controla apenas duas rodas por vez?
O relatório descreve os projetos atuais de RBU como versões com funções reduzidas dos sistemas ESC. Eles podem controlar duas rodas por meio de um sistema hidráulico dividido em X ou H, em vez de controlar as quatro rodas independentemente. Isso reduz custos, e a capacidade reduzida é considerada aceitável, pois a operação de reserva deve durar apenas até que o veículo atinja um estado seguro.
Sobre o autor
Johnny Liu é o CEO de Veículo Dowway. Ele se concentra em tecnologia veicular, componentes automotivos, comunicação em engenharia e soluções para a indústria automotiva global.
Este artigo foi elaborado para explicar a lógica de engenharia contida no Relatório de P&D nº 218 em linguagem clara para engenheiros automotivos, fornecedores, pesquisadores e profissionais de veículos inteligentes.
Autor: Johnny Liu
Papel: CEO da Dowway Vehicle
Data de publicação: 7 de agosto de 2026
Última revisão: 7 de agosto de 2026
Nota Editorial Técnica
Este artigo preserva as alegações técnicas, a terminologia, os dados de desempenho, os estados das válvulas e as referências regulamentares contidas no relatório fornecido.
O relatório original inclui uma inconsistência de unidade entre 500 N e 500 Nm para entrada do pedal de freio. Antes da publicação como referência regulamentar ou de engenharia formal, a Dowway Vehicle deve verificar o valor em relação à versão oficial da ECE R13, GB 21670, à categoria de veículo relevante e à documentação técnica original da Bosch IPB.
A descrição do conceito de “ABS de três níveis” da Bosch presente no relatório também deve ser verificada em uma fonte primária atual da Bosch antes de adicionar detalhes além dos aqui apresentados.
Isenção de responsabilidade
Este artigo destina-se à educação técnica e à discussão geral na indústria. Não constitui um parecer de homologação, avaliação de segurança funcional, aprovação de projeto de sistema, nem substitui regulamentos oficiais, normas, especificações de fabricantes de equipamentos originais (OEM), documentação de fornecedores, testes ou validação de engenharia.