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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verstellen wenigstens eines Pedals einer Kraftfahrzeug-Pedalerie gemäß den Merkmalen vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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In der
DE 601 14 320 T2 wird eine Fahrzeugpedalvorrichtung beschrieben, bei der ein Bremspedal während eines aktivierten automatischen Abstandsregelsystems (ACC) als Fußabstützeinrichtung nutzbar ist. Nach Betätigung einer Fußabstützfunktionstaste wird das Bremspedal entgegen einer Fußabstützkraft durch einen Aktuator in seiner Position gehalten, damit der Fahrer seinen Fuß ohne Generierung einer Bremskraft auf dem Bremspedal ablegen kann. Sobald der Fahrer jedoch bremsen möchte und somit eine bestimmte Pedalkraft überschritten wird, erfolgt ein Lösen des Bremspedals, damit der Bremsvorgang durchgeführt werden kann.
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Die
US 2005/0166702 A1 offenbart eine verstellbare Pedalerie eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere soll ein ungleicher Abstand der Pedale zum Fahrzeugführer und damit eine „Stufenbildung“ vermieden werden. Hierzu sind die Pedale durch einen ansteuerbaren Motor verstellbar. Im Dokument wird auch vorgeschlagen, die Pedale im Fall einer Parkposition des Kraftfahrzeugs derart zu verstellen, dass diese maximal abgesenkt werden. Hierdurch soll ein Aussteigen bzw. Einsteigen eines Fahrzeugführers erleichtert werden.
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Schließlich wird in der
DE 103 59 850 A1 ein Verfahren mit den Merkmalen vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben.
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Konkret sind ein Bremspedalhebel und ein Kupplungspedalhebel jeweils über eine Halterung (Bracket) schwenkbar gelagert. Die Halterungen sind ihrerseits schwenkbar in einem fahrzeugfest montierten Gehäuse befestigt, wobei das Gehäuse einen Verstellantrieb zum Verschwenken der beiden Halterungen aufweist. Insbesondere wird dadurch eine synchronisierte Verschwenkung von Brems- und Kupplungspedalhebel durchgeführt, was eine Anpassung der Pedalerie an unterschiedlich große Fahrzeugführer ermöglichen soll. Für eine komfortable Verstellung weist die verstellbare Pedalvorrichtung einen Elektromotor auf, der durch einen Bedienschalter bedienbar ist. Zur Abspeicherung und zum Abruf mehrerer Verstellpositionen wird eine Steuereinheit mit einem Speicher vorgeschlagen.
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Die vorliegende Erfindung zielt jedoch nicht auf eine Anpassung der Pedalerie an unterschiedliche Personen ab. Der Erfindung liegt vielmehr das Problem zu Grunde, dass die standardmäßig (das heißt ohne Fahrereingriff) in einem Kraftfahrzeug vorgegebenen Pedalstellungen für einen Fahrzeugführer in bestimmten Betriebssituationen des Kraftfahrzeugs ungünstig sein können.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren mit den Merkmalen vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart zu verbessern, dass der Problemstellung gebührend Rechnung getragen werden kann.
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Die vorliegende Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
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Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausbildungen beziehungsweise Weiterbildungen der Erfindung.
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Verstellen wenigstens eines Pedals einer Kraftfahrzeug-Pedalerie, wobei die relative Lage des wenigstens einen Pedals zu einem Fahrzeugführer verstellt wird.
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Es wird nun vorgeschlagen, dass die relative Lage des wenigstens einen Pedals zum Fahrzeugführer bei einer bedienerseitigen Aktivierung wenigstens eines Fahrerassistenzsystems verstellt wird.
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Das Fahrerassistenzsystem ist ein Fahrassistenzsystem zur Erhöhung des Fahrkomforts, nämlich eine Geschwindigkeitsregelanlage (GRA) oder auch ein automatisches Abstandsregelsystem (ACC).
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Insbesondere bei derartigen Fahrassistenzsystemen kann eine von einer Standardstellung der Pedalerie abweichende Stellung zu Komforterhöhungen während der Fahrt führen.
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Die Verstellung der relativen Lage des wenigstens einen Pedals zum Fahrzeugführer erfolgt dabei also insbesondere bei einer erstmaligen, bewussten Aktivierung des Fahrerassistenzsystems durch den Fahrzeugführer. Dies kann beispielsweise durch einen im Innenraum des Kraftfahrzeugs vorhandenen Bedienschalter oder auch über ein entsprechendes Bedienmenü auf einer fahrzeugeigenen Eingabe- und/oder Anzeigeeinrichtung erfolgen.
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Das wenigstens eine Pedal ist ein Bremspedal, wobei das Bremspedal bei einer bedienerseitigen Aktivierung des wenigstens einen Fahrerassistenzsystems abgesenkt wird.
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Hierdurch können bei einer aktivierten Geschwindigkeitsregelanlage (GRA) und/oder bei einem aktivierten Abstandsregelsystem (ACC) deutliche Komforterhöhungen erzielt werden.
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In der Regel stellt der Fahrer nämlich seinen Fuß auf bzw. über dem Fahrpedal ab. Im Falle eines Bremseingriffs muss der Fahrer seinen Fuß vom Fahr- auf das Bremspedal umsetzen. Das Bremspedal ist standardmäßig jedoch deutlich näher zum Fahrer positioniert als das Fahrpedal, mithin also höher gelegen als das Fahrpedal. Auf Grund dieser relativen Lage der Pedale zum Fahrzeugführer wird bei einem Bremsvorgang die Reaktionszeit erhöht. Überdies ist dies unbequem. Die automatische Absenkung des Bremspedals bietet also hier einen großen Komfortvorteil. Der Fahrzeugführer kann auf Grund der abgesenkten Position des Bremspedals unter Umständen sogar seinen Fuß auf bzw. über diesem belassen.
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Bei Vorhandensein eines Fahrpedals wird also mit Absenkung des Bremspedals der Abstand zu einem tiefer befindlichen Fahrpedal verringert. Die Absenkung selbst kann z. B. elektromechanisch über einen elektrischen Motor, pneumatisch oder auch hydraulisch erfolgen. Kombinationen hieraus sind durchaus denkbar.
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Um eine mit dem rechten Fuß spürbare Unterscheidung zwischen Brems- und Fahrpedal erzielen zu können, ist es dennoch weiterhin möglich, das Bremspedal gegenüber dem Fahrpedal immer noch leicht erhöht zu positionieren. Hierzu ist es denkbar, entweder das Bremspedal nicht komplett auf Höhe des Fahrpedals abzusenken oder zusätzlich auch das Fahrpedal etwas abzusenken.
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Dabei erfolgt die Absenkung des Bremspedals im Wesentlichen bremsdruckneutral, also ohne nennenswerte Erhöhung des an den Bremsmitteln der Räder wirkenden Bremsdrucks. Auf diese Weise können trotz Absenkung des Bremspedals Auswirkungen auf das Fahrverhalten bzw. den Fahrzustand verhindert werden.
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Eine bremsdruckneutrale Absenkung des Bremspedals ist auf unterschiedliche Weise denkbar:
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So kann in einer weiteren Ausbildung der Erfindung bei Absenkung des Bremspedals freiwerdende Hydraulikflüssigkeit temporär in wenigstens einem Volumenspeicher gespeichert werden. Ein derartiges Verfahren ist konstruktiv sehr leicht umsetzbar. Als Volumenspeicher kann beispielsweise wenigstens ein innerhalb einer Hydraulikeinheit eines Schlupfregelsystems befindlicher Volumenspeicher verwendet werden. So sind in bekannten Hydraulikeinheiten von Schlupfregelsystemen (ESP, ASR) so genannte Niederdruckspeicher vorhanden. Diese nehmen bei einer Schlupfregelung aus den Bremsleitungen abgelassene Hydraulikflüssigkeit (Bremsflüssigkeit) temporär auf, so dass diese einem später benötigten Druckaufbau schnell wieder zur Verfügung gestellt werden kann.
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Durch Verwendung dieser ohnehin vorhandenen Niederdruckspeicher für das Verfahren können also zusätzliche Bauteile eingespart werden.
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Alternativ ist denkbar, dass als Volumenspeicher wenigstens ein außerhalb der erwähnten Hydraulikeinheit befindlicher Volumenspeicher verwendet wird. Hierdurch kann unter Umständen im Verfahren mehr Flexibilität hinsichtlich einer Ansteuerung erreicht werden.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung des Verfahrens ist denkbar, dass bei Feststellung einer starken Beanspruchung der Bremse des Kraftfahrzeugs (beispielsweise über eine systemseitige Auswertung von Dauer und Höhe der Betätigung des Bremspedals) trotz eines noch aktivierten Fahrerassistenzsystems (GRA oder ACC, s.o.) das Bremspedal wieder von einer verlagerten, abgesenkten Position zurück in seine Ausgangsposition gebracht wird. Hierdurch kann eine vorhandene Bremspedal-Wegreserve wieder erhöht werden.
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Wie bereits erwähnt, betrifft die Erfindung aber auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Eine solche Vorrichtung umfasst eine Kraftfahrzeug-Pedalerie mit wenigstens einem Pedal. Das wenigstens eine Pedal ist bewegungsmäßig mit einer elektrisch ansteuerbaren Einheit verbunden, durch die eine Verstellbewegung des wenigstens einen Pedals hervorrufbar ist. Ferner ist wenigstens eine Steuereinrichtung vorhanden, durch welche bei einer bedienerseitigen Aktivierung wenigstens eines Fahrerassistenzsystems die elektrisch ansteuerbare Einheit derart ansteuerbar ist, dass eine Verstellbewegung des wenigstens einen Pedals hervorgerufen wird.
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Mit einer derartig hergerichteten Vorrichtung ist das Verfahren gut durchführbar.
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Das wenigstens eine Pedal ist ein Bremspedal und bewegungsmäßig mit einem aktiven Bremskraftverstärker verbunden.
Als aktiver Bremskraftverstärker wird ein solcher Bremskraftverstärker verstanden, der in der Lage ist, ohne Betätigung des Fahrerfußes einen Kolben im Hauptbremszylinder zu bewegen. Ein aktiver Bremskraftverstärker muss also ansteuerbar sein. Dies erfolgt typischerweise durch ein elektronisches Datenbussystem. Die Kraft zur Bewegung des Kolbens im Hauptbremszylinder kann entweder elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch erzeugt werden.
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Der aktive Bremskraftverstärker ist vorzugsweise ein elektromechanischer Bremskraftverstärker, bei dem die Kraft zur Verstellung des wenigstens einen Pedals durch einen Elektromotor erzeugt wird oder erzeugbar ist.
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Bei einer bedienerseitigen Aktivierung eines der genannten Fahrassistenzsysteme ist der aktive Bremskraftverstärker nun derart ansteuerbar, dass eine Absenkung des Bremspedals erfolgt. Auf diese Weise wird es dem Fahrzeugführer erleichtert, beispielsweise bei aktiviertem Abstandsregelsystem oder bei einer aktivierten Geschwindigkeitsregelanlage seinen Fuß auf dem Bremspedal abzulegen.
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Zur Ermöglichung einer bremsdruckneutralen Absenkung des Bremspedals bei hoher Flexibilität in der Ansteuerung kann wenigstens ein Volumenspeicher für Hydraulikflüssigkeit vorhanden sein, durch den bei Absenkung des Bremspedals freiwerdende Hydraulikflüssigkeit aufnehmbar ist. Dabei ist der Volumenspeicher außerhalb einer Hydraulikeinheit eines Schlupfregelsystems angeordnet und elektrisch ansteuerbar. Ein Schlupfregelsystem ist auch Bestandteil diverser Fahrerassistenzsysteme, bzw. wird von diesen genutzt. Beispielsweise werden Komponenten eines Schlupfregelsystems bei Regelvorgängen eines Abstandsregelsystems (automatisches Bremsen/automatisches Beschleunigen) oder auch im Rahmen einer elektronischen Fahrzeugstabilisierung (ESP) genutzt.
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Alternativ kann der wenigstens eine Volumenspeicher für Hydraulikflüssigkeit Bestandteil einer solchen Hydraulikeinheit eines Schlupfregelsystems sein. Auf diese Weise können ohnehin vorhandene Bauteile einer solchen Hydraulikeinheit (beispielsweise Niederdruckspeicher) kostenmindernd verwendet werden.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, vergleichbare oder funktional gleiche Bauteile, wobei entsprechende oder vergleichbare Eigenschaften und Vorteile erreicht werden, auch wenn eine wiederholte Beschreibung weggelassen ist.
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Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
- 2 ein Schaltplan der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Zunächst wird auf die Fig. 1 ist Bezug genommen.
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Darin ist ein Kraftfahrzeug KFZ mit einem Fahrzeugführer FF von der Seite ersichtlich.
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Das Kraftfahrzeug KFZ ist mit einer aus einem Fahrpedal FP und einem Bremspedal BP bestehenden Pedalerie ausgestattet. Das Bremspedal BP ist um einen Drehpunkt D schwenkbar und weist zu einem tiefergelegenen Fahrpedal FP einen Abstand a auf.
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Das Kraftfahrzeug KFZ ist mit einer Vielzahl nicht näher dargestellter Fahrassistenzsysteme ausgestattet.
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Unter anderem sind durch den Fahrzeugführer FF eine Geschwindigkeitsregelanlage und/oder ein automatisches Abstandsregelsystem aktivierbar.
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Eine Aktivierung bzw. Deaktivierung dieser genannten Fahrerassistenzsysteme ist durch den Fahrzeugführer über ein Bedienschalter in einer Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs KFZ (nicht näher dargestellt) möglich. Alternativ kann er die Aktivierung/Deaktivierung über ein Bedienmenü einer ebenfalls in der Mittelkonsole befindlichen Eingabe- und Ausgabeeinheit (ebenfalls nicht dargestellt) vornehmen.
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Bei Aktivierung eines der genannten Fahrerassistenzsysteme wird das Bremspedal BP in Richtung des Fahrpedals FP in eine Position BP' abgesenkt. Hierdurch verringert sich der Abstand a zwischen dem Bremspedal BP und dem Fahrpedal FP.
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Sobald eine Deaktivierung des oder der Fahrerassistenzsysteme durch den Fahrzeugführer FF in analoger Weise erfolgt, wird das Bremspedal BP wieder von seiner Position BP' in seine Ausgangslage zurückgeführt.
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Bei abgesenkter Position BP' des Bremspedals BP wird es dem Fahrzeugführer FF erleichtert, seinen Fuß auf dem Bremspedal BP abzulegen.
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Anhand von 2 soll nun eine Vorrichtung V zur Durchführung des Verfahrens näher beschrieben werden.
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Die Vorrichtung V umfasst ein Bremspedal BP, welches über ein stangenartiges Koppelelement K1 mit einem aktiven Bremskraftverstärker aBKV verbunden ist.
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Der aktive Bremskraftverstärker aBKV ist elektronisch über ein Datenbussystem ansteuerbar. Im Hauptbremszylinder (Tandem-Hauptzylinder) THZ wird ein Kolben über ein weiteres, stangenartiges Koppelelement K2 bewegt. Die Kraft auf diesen Kolben kann elektromechanisch über einen Elektromotor, pneumatisch durch Über- oder Unterdruck oder durch Hydraulikdruck erzeugt werden.
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Mit AB ist ein mit dem Hauptbremszylinder THZ verbundener Ausgleichsbehälter beziffert.
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Durch die Ansteuerung des aktiven Bremskraftverstärkers aBKV wird im Hauptbremszylinder THZ vorhandene Hydraulikflüssigkeit verdrängt und gelangt über Hydraulik-Verbindungsleitungen HV1, HV2 in Hydraulikleitungen HL1 bzw. HL2 einer zu einem Schlupfregelsystem gehörenden hydraulischen Kontrolleinheit HCU.
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Das erwähnte Koppelelement K2 ist bewegungsmäßig mit dem Koppelelement K1 und dieses wiederum bewegungsmäßig mit dem Bremspedal BP verbunden. Bei einer Ansteuerung des aktiven Bremskraftverstärkers aBKV und einer Verlagerung der Koppelelemente K1 und K2 in Längsrichtung erfolgt auch eine Verlagerung des Bremspedals BP in Richtung einer neuen Position BP'. Dies erfolgt selbsttätig, ohne dass der Fahrzeugführer FF mit dem Fuß eine Kraft F auf das Bremspedal BP aufbringen muss.
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Mit der hydraulischen Verbindungsleitung HV1 steht ein elektrisch ansteuerbarer Aktuator AKT in Wirkverbindung. Der Aktuator AKT weist einen verschiebbaren Kolben K auf, über den ein Aufnahmeraum A1 für Hydraulikflüssigkeit gebildet werden kann.
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Wie ersichtlich sind der aktive Bremskraftverstärker aBKV, der Aktuator AKT und auch die hydraulische Kontrolleinheit HCU mit einem CAN-Bus C signaltechnisch verbunden. Gleichermaßen sind Steuereinheiten SG1, SG2 und SG3 mit dem CAN-Bus C verbunden.
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Die Steuereinheit SG1 ist dem aktiven Bremskraftverstärker aBKV, die Steuereinheit SG2 dem Aktuator AKT und die Steuereinheit SG3 der hydraulischen Kontrolleinheit HCU zugeordnet.
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Innerhalb der hydraulischen Kontrolleinheit HCU sind Hydraulikleitungen mit HL1 und HL2 beziffert. Die Indizes 1 und 2 beziehen sich dabei auf einen ersten und einen zweiten Bremskreis, welche in sogenannter X-Anordnung zueinander stehen.
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Mit EV1 bis EV3 sind über das Steuergerät SG3 ansteuerbare, hydraulische Einlassventile und mit AV1 und AV2 entsprechende Auslassventile beziffert. Über (ggf. federbelastete) Kugelventile KV ist zusätzlich ein Hydraulikfluss bzw. Druckausgleich möglich.
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Mit dem ersten Bremskreis werden über Bremsleitungen BL ein rechtes Vorderrad VR und ein linkes Hinterrad HL bedient, während mit dem zweiten Bremskreis über Bremsleitungen BL ein linkes Vorderrad VL und ein rechtes Hinterrad HR versorgt werden.
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Radsensoren RS dienen zur Erfassung einer jeweiligen Raddrehung. Über einen Drucksensor DS wird der Druck im Hydrauliksystem der hydraulischen Kontrolleinheit HCU erfasst. Zur Auswertung des erfassten Drucks ist der Drucksensor DS in nicht näher dargestellter Weise ebenfalls signaltechnisch mit dem Steuergerät SG3 verbunden.
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Werden nun vor Fahrtantritt oder während der Fahrt durch den Fahrzeugführer FF die Geschwindigkeitsregelanlage oder die automatische Abstandsregelung in beschriebener Weise aktiviert, so wird ein Zustandssignal FAS des Fahrerassistenzsystems entsprechend gesetzt und dem CAN-Bus C zur Verfügung gestellt.
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Dies führt dazu, dass der aktive Bremskraftverstärker aBKV über das Steuergerät SG1 derart angesteuert wird, dass die Koppelelemente K1 und K2 in Längsrichtung (in der Figur nach links) verlagert werden und das Bremspedal BP entsprechend mitgenommen wird und eine Position BP' einnimmt.
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Gleichzeitig wird durch das Steuergerät SG2 der Aktuator AKT derart angesteuert, dass sich der Kolben K nach links verschiebt und dadurch der Aufnahmeraum A1 zur Aufnahme von überschüssigen Volumen an Hydraulikflüssigkeit gebildet wird.
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Durch diese Maßnahme kann die selbsttätige Verlagerung des Bremspedals BP im Wesentlichen bremsdruckneutral, also ohne eine nennenswerte Erhöhung des Bremsdrucks erfolgen.
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Bei aktiver Bremsung des Fahrzeugsführers FF, also unter Aufbringung einer Pedalkraft F, erfolgt eine Druckerhöhung in den Hydraulikleitungen HV und HL, wodurch Hydraulikflüssigkeit über die freigeschalteten Einlassventile EV1 bis EV3 und über die Bremsleitungen BL zu Bremsmitteln der Räder VR, HL bzw. VL, HR gelangt.
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Das Bremspedal BP geht bei aktiver Bremsung in eine Position BP' in eine Position BP" über, welche hinter bzw. unter der bereits verlagerten Position BP' liegt.
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Nach Beendigung des aktiven Bremsvorgangs fließt die zum Bremsen verwendete Hydraulikflüssigkeit von den Bremsmitteln der Räder VL, VR, HL und HR zurück in den Hauptbremszylinder THZ.
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Danach wird das Bremspedal BP wieder zurück in seine Position BP' bewegt.
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Erfolgt eine Deaktivierung der genannten Fahrerassistenzsysteme durch den Fahrzeugführer FF, dann erfolgen eine Ansteuerung des aktiven Bremskraftverstärkers aBKV und des Aktuators AKT in umgekehrter Richtung. Dadurch wird der Kolben K wieder zurückbewegt (der Aufnahmeraum A1 wieder zurückgebildet) und das Bremspedal BP kann wieder in seine Ausgangslage (BP) zurückgelangen.
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Im Übrigen wird bei Feststellung einer starken Beanspruchung der Bremse des Kraftfahrzeugs KFZ (beispielsweise über eine systemseitige Auswertung von Dauer und Höhe einer Betätigung des Bremspedals BP) auch trotz eines noch aktiviertem Fahrerassistenzsystems das Bremspedal BP wieder von einer verlagerten Position (BP') zurück in die Ausgangsposition (BP) gebracht wird, um eine vorhandene Bremspedal-Wegreserve wieder zu erhöhen.
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Abweichend vom Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass in einer zweiten Ausbildung der Vorrichtung V der Aktuator AKT zur Aufnahme von bremspedal-verlagerungsbedingt anfallendem Hydraulikvolumen entfällt und stattdessen gegebenenfalls geringfügig in ihrer Größe angepasste Niederdruckspeicher NS der Hydraulikkontrolleinheit HCU verwendet werden.
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Die Niederdruckspeicher NS sind ohnehin in der hydraulischen Kontrolleinheit HCU vorhanden und nehmen in der Regel bei einer Schlupfregelung aus den Rädern abgelassene Hydraulikflüssigkeit in einem, durch einen Kolben/Feder-Mechanismus gebildeten Aufnahmeraum A2 auf. Die Niederdruckspeicher NS sind also nicht ansteuerbare, passive Elemente.
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Bei dieser Lösung erfolgt in gleicher Weise eine Absenkung des Bremspedals BP durch eine entsprechende Ansteuerung des aktiven Bremskraftverstärkers aBKV. Zeitgleich werden die Auslassventile AV2 derart angesteuert, dass diese in Durchlassrichtung gestellt sind (die Einlassventile EV1 bis EV3 sind stromlos geöffnet, die Auslassventile AV1, AV2 stromlos geschlossen), so dass überschüssiges Volumen an Hydraulikflüssigkeit ohne nennenswerte Erhöhung des Bremsdrucks in die Aufnahmeräume A2 der Niederdruckspeicher NS gelangen kann.
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Bei Deaktivierung des Fahrerassistenzsystems wird der aktive Bremskraftverstärker aBKV nicht mehr durch das Steuergerät SG1 bestromt, so dass das Bremspedal BP (federkraftbedingt) bestrebt ist, wieder in seine Ausgangslage zurückzukehren. Zusätzlich werden die Auslassventile AV1 zu einer Durchlassrichtung angesteuert, so dass Hydraulikflüssigkeit von den Aufnahmeräumen A2 in den Hauptbremszylinder THZ zurückgesaugt werden kann. Durch Aktivierung der Rückführpumpen P kann dieser Vorgang unterstützt werden.