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DE102004037303A1 - Vehicle electrical parking brake test procedure compares brake pressure rise gradient during second application to reference value to check lock strength - Google Patents

Vehicle electrical parking brake test procedure compares brake pressure rise gradient during second application to reference value to check lock strength Download PDF

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DE102004037303A1 DE200410037303 DE102004037303A DE102004037303A1 DE 102004037303 A1 DE102004037303 A1 DE 102004037303A1 DE 200410037303 DE200410037303 DE 200410037303 DE 102004037303 A DE102004037303 A DE 102004037303A DE 102004037303 A1 DE102004037303 A1 DE 102004037303A1
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Abstract

A vehicle electrical parking brake test procedure uses a brake pressure sensor (15) to record the pressure gradient applied by the hydraulic unit (6) in a renewed increase after initial locking and compares it to a reference value to determine the lock strength and actuate a driver warning (16). Independent claims are included for vehicle parking brakes using the procedure.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer elektrisch betätigten Feststellbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein Feststellbremssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.The The invention relates to a method for checking the functionality an electrically operated Parking brake according to the preamble of claim 1, and a parking brake system according to the preamble of claim 5.

Moderne Fahrzeuge werden immer häufiger mit elektrisch betätigten Feststellbremsen ausgestattet, die auch als automatische Parkbremse (APB) bezeichnet werden. Derartige Systeme umfassen in der Regel ein Bedienelement, wie z.B. einen Druckknopf, mit dem die Feststellbremse verriegelt und/oder gelöst werden kann. Ein mit dem Bedienelement verbundenes Steuergerät erkennt den Feststellbremswunsch und steuert entsprechend ein Stellglied, wie z.B. einen Elektromotor oder eine Hydraulikpumpe, an, um die Feststellbremse anzuziehen oder zu lösen.modern Vehicles are becoming more common electrically operated Parking brakes also equipped as an automatic parking brake (APB). Such systems usually include an operating element, such as e.g. a push button that locks the parking brake locked and / or solved can be. A connected to the control unit detects control the parking brake request and accordingly controls an actuator, such as. an electric motor or a hydraulic pump, on to the Apply or release the parking brake.

Die Feststellbremse umfasst neben der eigentlichen Bremse auch eine mechanische Verriegelungseinrichtung, die die Bremszangen in der angezogenen Stellung verriegelt. Die Verriegelungseinrichtung wird in der Regel ebenfalls durch hydraulischen oder pneumatischen Druck betätigt. Hierzu werden z.B. eine Hydraulikpumpe und Magnetventile entsprechend elektrisch angesteuert.The Parking brake includes in addition to the actual brake and a mechanical locking device, the brake calipers in the locked position tightened. The locking device is usually also by hydraulic or pneumatic pressure actuated. For this, e.g. a hydraulic pump and solenoid valves accordingly electrically controlled.

1 zeigt ein aus dem Stand der Technik bekanntes Feststellbremssystem in schematischer Darstellung. Das Feststellbremssystem umfasst im wesentlichen ein Bedienelement 8 (Druckknopf), ein Steuergerät 7 und ein Hydroaggregat 6. Bei einer Betätigung des Bedienelements 8 steuert das Steuergerät 7 das Hydroaggregat 6 bzw. eine darin enthaltene Hydraulikpumpe derart an, dass sie in einer Hydraulikleitung 10 Druck aufbaut. Der Bremsdruck wird dabei sowohl zum Betätigen der Radbremse 12 als auch zum Betätigen der Verriegelungseinrichtung 13 genutzt. Die Feststellbremse umfasst ferner ein Hydraulikventil 11, das vom Steuergerät 7 angesteuert wird, um die Verriegelungseinrichtung 13 zu verriegeln bzw. zu lösen. Das Feststellbremssystem wird aus dem Bordnetz von einer Batterie 9 (und dem Fahrzeuggenerator) mit Strom versorgt. 1 shows a known from the prior art parking brake system in a schematic representation. The parking brake system essentially comprises an operating element 8th (Push button), a control unit 7 and a hydraulic unit 6 , Upon actuation of the operating element 8th controls the controller 7 the hydraulic unit 6 or a hydraulic pump contained therein such that they are in a hydraulic line 10 Build up pressure. The brake pressure is both for actuating the wheel brake 12 as well as for actuating the locking device 13 used. The parking brake further comprises a hydraulic valve 11 from the control unit 7 is controlled to the locking device 13 to lock or to release. The parking brake system is from the electrical system of a battery 9 (and the vehicle generator) powered.

Moderne automatisierte Feststellbremssysteme bieten für den Fahrer einen deutlichen Komfort- und Sicherheitsgewinn, da sie durch einen einfachen Knopfdruck bedient werden können. Allein die Bedienung der Feststellbremse lässt den Fahrer jedoch nicht erkennen, ob die Feststellbremse ausreichend stark verriegelt hat bzw. ob sie tatsächlich gelöst wurde. Bei den bekannten Feststellbremssystemen fehlt bislang eine solche Funktionsüberwachung und die entsprechende Rückmeldung an den Fahrer.modern automated parking brake systems offer a clear for the driver Comfort and safety gain, as they by a simple push of a button can be operated. However, the operation of the parking brake does not leave the driver detect if the parking brake has locked sufficiently or whether they actually solved has been. In the known parking brake systems missing so far one such function monitoring and the corresponding feedback to the driver.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer elektrisch betätigten Feststellbremse zu schaffen, um den Fahrer bei einer Fehlfunktion gegebenenfalls warnen zu können.It is therefore the object of the present invention, a method and a device for checking the operability an electrically operated Parking brake to provide the driver in case of malfunction to warn if necessary.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 sowie in Patentanspruch 5 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.Is solved this task according to the invention by the specified in claim 1 and in claim 5 Characteristics. Further embodiments of the invention are the subject of dependent claims.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, nach einer Verriegelung der Feststellbremse, den Bremsdruck in einer zweiten Phase erneut aufzubauen und dabei den Druckaufbaugradienten zu ermitteln. Aus dem Vergleich des Druckaufbaugradienten der zweiten Druckaufbauphase mit einem Referenzwert kann erkannt werden, wie stark die Feststellbremse angezogen ist und insbesondere, ob die Bremskraft ausreichet, um das Fahrzeug z.B. am Berg zu halten. Je stärker die Feststellbremse nach der ersten Verriegelung vorgespannt ist, d.h. je höher die Bremskraft ist, desto höher ist der Druckaufbaugradient beim nachfolgenden zweiten Druckaufbau, da das System bereits relativ starr vorgespannt war. Sofern dagegen die Feststellbremse nach der ersten Verriegelung nur relativ schwach angezogen war, können die Bremsbacken noch etwas weiter bewegt werden, wodurch sich beim erneuten Druckaufbau ein kleinerer Druckaufbaugradient einstellt. Die Höhe dieses Druckaufbaugradienten ist daher ein Maß für die an der Feststellbremse wirkende Bremskraft.One essential aspect of the invention is, after a lock the parking brake, the brake pressure in a second phase again build up and thereby determine the pressure increase gradient. Out the comparison of the pressure build-up gradient of the second pressure build-up phase with a reference value can be detected, how strong the parking brake is tightened and in particular whether the braking force is sufficient to the vehicle e.g. to hold on the mountain. The stronger the parking brake after the first latch is biased, i. the higher the Braking power is the higher is the pressure buildup gradient in the subsequent second pressure buildup, because the system was already relatively rigid biased. If against the parking brake after the first locking only relatively weak was attracted the brake shoes are moved a little further, causing the repressurization sets a smaller pressure buildup gradient. The height This pressure build-up gradient is therefore a measure of the on the parking brake acting braking force.

Der Referenzwert kann ein für das Bremssystem typischer Druckaufbaugradient sein, der z.B. in einem Speicher hinterlegt ist und von einer Elektronik für den Vergleich ausgelesen wird. Da der Druckaufbaugradient stark temperaturabhängig ist, wird der Referenzwert aber vorzugsweise relativ zeitnah bestimmt. Vorzugsweise wird der Druckaufbaugradient in der Verriegelungsphase gemessen und als Referenzwert herangezogen.Of the Reference value can be a for the braking system will be a typical pressure build-up gradient, e.g. in a memory is deposited and of an electronics for comparison is read out. Since the pressure build-up gradient is strongly temperature-dependent, However, the reference value is preferably determined relatively quickly. Preferably, the pressure increase gradient is in the lock phase measured and used as a reference value.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Feststellbremse in einer ersten Phase zunächst in herkömmlicher Weise angezogen und verriegelt und danach der Bremsdruck wieder abgebaut. Anschließend wird der Bremsdruck in einer zweiten Phase nochmals aufgebaut und der Druckaufbaugradient ausgewertet. Dabei ist der Maximalwert des Bremsdrucks in der zweiten Phase vorzugsweise kleiner als in der ersten Phase und insbesondere kleiner als 60 bar. Ein solch geringer Wert ist bereits ausreichend, um die Stärke der Verriegelung ermitteln zu können. Bei geringen Druckwerten wird außerdem das (hydraulische) Bremssystem nicht unnötig belastet.According to a preferred embodiment of the invention, the parking brake is first applied and locked in a first phase in a conventional manner and then the brake pressure is reduced again. Subsequently, the brake pressure is built up again in a second phase and evaluated the pressure increase gradient. In this case, the maximum value of the brake pressure in the second phase is preferably smaller than in the first phase and in particular less than 60 bar. Such a low value is already sufficient to determine the strength of the lock. At low pressures In addition, the (hydraulic) braking system is not unnecessarily burdened.

Im Rahmen der Auswertung wird vorzugsweise ein Wirkungsgrad eta der Verriegelung berechnet, wie z.B. nach folgender Beziehung:

Figure 00040001
wobei dP1 der Druckaufbaugradient in der ersten Phase und dP2 der Druckaufbaugradient in der zweiten Phase ist. Der Wirkungsgrad korrespondiert im wesentlichen mit der Bremskraft und stellt somit einen guten Anhaltspunkt für die Qualität der Verriegelung dar.In the context of the evaluation, preferably an efficiency eta of the locking is calculated, for example according to the following relationship:
Figure 00040001
where dP 1 is the pressure buildup gradient in the first phase and dP 2 is the pressure buildup gradient in the second phase. The efficiency corresponds essentially with the braking force and thus provides a good indication of the quality of the lock.

Falls der Wirkungsgrad einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, kann der Fahrer z.B. optisch oder akustisch auf die Fehlfunktion hingewiesen werden.If the efficiency falls below a predetermined threshold, For example, the driver may visually or acoustically on the malfunction be pointed out.

Der Druckaufbaugradient wird erfindungsgemäß mittels einer Drucksensorik ermittelt.Of the Pressure build-up gradient according to the invention by means of a pressure sensor determined.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be exemplified below with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung eines Feststellbremssystems gemäß dem Stand der Technik; 1 a schematic representation of a parking brake system according to the prior art;

2 ein Flussdiagramm der wesentlichen Verfahrensschritte bei der Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer Feststellbremse; 2 a flowchart of the essential process steps in the verification of the functionality of a parking brake;

3 den Verlauf verschiedener Kenngrößen bei einem Verriegelungsprozess und einer nachfolgenden Überprüfungsroutine, und 3 the course of various parameters in a locking process and a subsequent verification routine, and

4 den Verlauf des Wirkungsgrads bei unterschiedlichen Druckaufbaugradienten. 4 the course of the efficiency at different pressure increase gradients.

Bezüglich der Erläuterung von 1 wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen.Regarding the explanation of 1 Reference is made to the introduction to the description.

2 zeigt die wesentlichen Verfahrensschritte einer Überprüfungsroutine zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit einer Feststellbremse. Dabei bezeichnen die Blöcke 20a und 20b einen herkömmlichen Verriegelungsprozess, bei dem zunächst der Bremsdruck erhöht und die Feststellbremse danach verriegelt wird. 3a zeigt in der linken Hälfte den zugehörigen Verlauf des Bremsdrucks p. In der Druckaufbauphase steigt der Bremsdruck p zunächst etwa linear an und erreicht dann ein Plateau bei Werten von etwas mehr als 100 bar. Der Verriegelungsbolzen der Feststellbremse wird dabei in die verriegelte Position bewegt. 2 shows the essential steps of a check routine for checking the functionality of a parking brake. The blocks indicate 20a and 20b a conventional locking process in which first increases the brake pressure and the parking brake is then locked. 3a shows in the left half the associated curve of the brake pressure p. In the pressure build-up phase, the brake pressure p initially increases approximately linearly and then reaches a plateau at values of slightly more than 100 bar. The locking pin of the parking brake is thereby moved to the locked position.

3b zeigt den zugehörigen Druckaufbaugradienten mit einem Wert von ca. 450 bar/s. Die an den Bremsbacken wirkende Bremskraft F ist in 3c dargestellt. Der Druckaufbaugradient (dP1/dt) wird vom Steuergerät 7 aus dem Sensorsignal eines Drucksensors 15 berechnet (Schritt 21 von 2). 3b shows the associated pressure build-up gradient with a value of about 450 bar / s. The braking force F acting on the brake shoes is in 3c shown. The pressure increase gradient (dP 1 / dt) is determined by the control unit 7 from the sensor signal of a pressure sensor 15 calculated (step 21 from 2 ).

Nach der Verriegelung der Feststellbremse wird in Schritt 22 der Druck p wieder abgebaut. Aufgrund mechanischer Toleranzen und Setzeffekten lässt die Bremskraft F dabei geringfügig nach, wie am Kurvenverlauf von 3c zu erkennen ist.After locking the parking brake is in step 22 the pressure p degraded again. Due to mechanical tolerances and set effects, the braking force F decreases slightly, as on the curve of 3c can be seen.

Um zu Überprüfen, ob die Feststellbremse 12, 13 am Ende noch ausreichend vorgespannt ist, um das Fahrzeug am Berg zu halten, wird in einer zweiten Phase der Bremsdruck p nochmals erhöht und der zugehörige Druckaufbaugradient dP2/dt ermittelt. Dies ist im rechten Teil der 3a–3c dargestellt.To check if the parking brake 12 . 13 at the end is still sufficiently biased to keep the vehicle on the mountain, in a second phase, the brake pressure p is increased again and the associated pressure build-up gradient dP 2 / dt determined. This is in the right part of the 3a - 3c shown.

3a zeigt in dieser zweiten Phase einen wesentlich steileren Druckanstieg als in der ersten Verriegelungsphase und somit einen wesentlich höheren Druckaufbaugradienten dP2/dt. Ursache hierfür ist die geringere Elastizität der Feststellbremse, die nach der Verriegelungsphase 20b bereits vorgespannt ist. Aus der Höhe des Druckaufbaugradienten dP2/dt der zweiten Phase lässt sich somit die Bremskraft F der Feststellbremse 12, 13 abschätzen. Der Druckaufbaugradient dP2/dt wird in Schritt 24 vom Steuergerät 7 ermittelt. 3a shows in this second phase a much steeper pressure increase than in the first locking phase and thus a much higher pressure increase gradient dP 2 / dt. The reason for this is the lower elasticity of the parking brake, which after the locking phase 20b already biased. From the height of the pressure increase gradient dP 2 / dt of the second phase can thus be the braking force F of the parking brake 12 . 13 estimated. The pressure increase gradient dP 2 / dt is set in step 24 from the control unit 7 determined.

Zur Auswertung der Druckaufbaugradienten dP/dt wird vorzugsweise ein Wirkungsgrad eta nach folgender Beziehung ermittelt:

Figure 00060001
To evaluate the pressure increase gradient dP / dt, an efficiency eta is preferably determined according to the following relationship:
Figure 00060001

Je höher der Wirkungsgrad eta ist, desto stärker war die Feststellbremse 12, 13 verriegelt.The higher the efficiency eta, the stronger the parking brake 12 . 13 locked.

Falls der Wirkungsgrad eta einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, kann der Fahrer z.B. optisch oder akustisch auf die Fehlfunktion hingewiesen werden. Hierzu ist eine entsprechende Einrichtung 16 vorzusehen.If the efficiency eta falls below a predetermined threshold, the driver can be alerted visually or acoustically to the malfunction. For this purpose, a corresponding device 16 provided.

4 zeigt den Verlauf des Wirkungsgrads eta in Abhängigkeit von der relativen Differenz der Druckaufbaugradienten dP1/dt und dP2/dt, nämlich

Figure 00060002
4 shows the profile of the efficiency eta in dependence on the relative difference of the pressure increase gradient dP 1 / dt and dP 2 / dt, namely
Figure 00060002

11
Fuß-BremspedalFoot brake pedal
22
BremskraftverstärkerBrake booster
33
BremsflüssigkeitsbehälterBrake fluid reservoir
44
HauptbremszylinderMaster Cylinder
55
Umschaltventilswitching valve
66
Hydraulikeinheithydraulic unit
77
Steuergerätcontrol unit
88th
Bedienelementoperating element
99
Batteriebattery
1010
Hydraulikleitunghydraulic line
1111
Bremssattel-VentilCaliper valve
1212
Radbremsewheel brake
1313
Verriegelungseinrichtunglocking device
1414
Bremsscheibebrake disc
1515
Drucksensorpressure sensor
1616
Anzeigeeinrichtungdisplay
20–2520-25
Verfahrensschrittesteps
FF
Bremskraftbraking force
pp
Bremsdruckbrake pressure
dP/dt/ Dt dP
Druckaufbaugradientpressure increase gradient
etaeta
Wirkungsgradefficiency

Claims (9)

Verfahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit einer elektrisch betätigten Feststellbremse (12,13) mit einem Bedienelement (8) zum Feststellen und/oder Lösen der Feststellbremse, einem Stellglied (6) zum Variieren des an der Feststellbremse (12,3) wirkenden Bremsdrucks und einem Steuergerät (7), das das Stellglied (6) auf Anforderung ansteuert, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Druckaufbauen und Verriegeln der Feststellbremse (12,13) in einer ersten Phase (20), – Druckabbauen (22), – Erneutes Druckaufbauen in einer zweiten Phase (23), wobei der Druckaufbaugradient (dP2/dt) ermittelt wird, und – Vergleichen (25) des Druckaufbaugradienten (dP2/dt) mit einem Referenzwert (dP1/dt), um die Stärke der Verriegelung zu ermitteln.Method for checking the operability of an electrically operated parking brake ( 12 . 13 ) with a control element ( 8th ) for detecting and / or releasing the parking brake, an actuator ( 6 ) for varying the parking brake ( 12 . 3 ) acting brake pressure and a control unit ( 7 ), which is the actuator ( 6 ) on request, characterized by the following steps: - pressure build-up and locking of the parking brake ( 12 . 13 ) in a first phase ( 20 ), - Release pressure ( 22 ), - rebuilding pressure in a second phase ( 23 ), where the pressure increase gradient (dP 2 / dt) is determined, and - comparing ( 25 ) of the pressure increase gradient (dP 2 / dt) with a reference value (dP 1 / dt) to determine the strength of the lock. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verriegelungsphase (20b) ein Druckaufbaugradient (dP1/dt) ermittelt und dieser als Referenzwert herangezogen wird.Method according to claim 1, characterized in that in the locking phase ( 20b ) determines a pressure increase gradient (dP 1 / dt) and this is used as a reference value. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsdruck (P) in der zweiten Phase (23) bis zu einem Maximalwert erhöht wird, der kleiner ist als der Maximalwert in der ersten Phase.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the brake pressure (P) in the second phase ( 23 ) is increased to a maximum value which is less than the maximum value in the first phase. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckaufbaugradient (dP/dt) aus dem Sensorsignal (a) eines Bremsdruck-Sensors (15) berechnet wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure increase gradient (dP / dt) from the sensor signal (a) of a brake pressure sensor ( 15 ) is calculated. Feststellbremssystem für Kraftfahrzeuge, umfassend ein Bedienelement (18) zum Feststellen und/oder Lösen einer Feststellbremse (12,13), ein Stellglied (6) zum Variieren des an der Feststellbremse (12,13) wirkenden Bremsdrucks, eine Verriegelungseinrichtung (13) und eine Elektronik (7), die das Stellglied (6) auf Anforderung ansteuert und die Feststellbremse (12,13) mittels der Verriegelungseinrichtung (13) verriegelt bzw. löst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensorik (7,15) zum Ermitteln eines Druckaufbaugradienten (dP/dt) und eine Elektronik (7) zum Auswerten des Druckaufbaugradienten (dP/dt) vorgesehen sind, wobei die Elektronik (7) den Bremsdruck (p) in einer ersten Verriegelungs-Phase (20a) aufbaut und die Feststellbremse (12,13) verriegelt (20b), den Bremsdruck danach wieder abbaut (22), den Bremsdruck (P) in einer zweiten Phase (23) erneut aufbaut und dabei den Druckaufbaugradienten (dP2/dt) ermittelt, und den Druckaufbaugradienten (dP2/dt) mit einem Referenzwert vergleicht, um die Stärke der Verriegelung zu ermitteln.Parking brake system for motor vehicles, comprising an operating element ( 18 ) for detecting and / or releasing a parking brake ( 12 . 13 ), an actuator ( 6 ) for varying the parking brake ( 12 . 13 ) acting brake pressure, a locking device ( 13 ) and electronics ( 7 ), which is the actuator ( 6 ) on request and the parking brake ( 12 . 13 ) by means of the locking device ( 13 ) locks or releases, characterized in that a sensor ( 7 . 15 ) for determining a pressure increase gradient (dP / dt) and electronics ( 7 ) are provided for evaluating the pressure increase gradient (dP / dt), the electronics ( 7 ) the brake pressure (p) in a first locking phase ( 20a ) and the parking brake ( 12 . 13 ) ( 20b ), the brake pressure then degrades again ( 22 ), the brake pressure (P) in a second phase ( 23 ) and determines the pressure build-up gradient (dP 2 / dt) and compares the pressure increase gradient (dP 2 / dt) with a reference value to determine the strength of the lock. Feststellbremssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (16) vorgesehen ist, die dem Fahrer eine Fehlfunktion der Feststellbremse (12,13) angezeigt.Parking brake system according to claim 5, characterized in that a device ( 16 ) is provided, the driver a malfunction of the parking brake ( 12 . 13 ) is displayed. Feststellbremssystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (7,15) einen Drucksensor (15) umfasst.Parking brake system according to claim 5 or 6, characterized in that the sensors ( 7 . 15 ) a pressure sensor ( 15 ). Feststellbremssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronik (7) eine Differenz der beiden Druckaufbaugradienten ermittelt.Parking brake system according to one of claims 5 to 7, characterized in that the electronics ( 7 ) determines a difference of the two pressure increase gradients. Feststellbremssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronik (7) einen Wirkungsgrad der Druckaufbaugradienten (dP/dt) ermittelt und diesen auswertet.Parking brake system according to one of claims 5 to 8, characterized in that the electronics ( 7 ) determines an efficiency of the pressure increase gradient (dP / dt) and evaluates this.
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