DE102008061649A1 - Fahrerassistenzsystem und Verfahren zur Unterstützung eines Kraftfahrzeugführers - Google Patents

Fahrerassistenzsystem und Verfahren zur Unterstützung eines Kraftfahrzeugführers Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem, umfassend Sensoren zur Erfassung der Fahrzeugumgebung, Stellelemente zum Eingriff in die Fahrzeugdynamik und eine Anzeigeeinheit zur Darstellung von Systemzuständen des Fahrerassistenzsystems, wobei das Fahrerassistenzsystem mindestens eine Längsführungsassistenzfunktion umfasst, wobei ein erfasstes vorausfahrendes Kraftfahrzeug dreidimensional perspektivisch auf der Anzeigeeinheit (1) dargestellt wird, sowie ein Verfahren zur Unterstützung eines Kraftfahrzeugführers.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem und ein Verfahren zur Unterstützung eines Kraftfahrzeugführers.
  • Es sind verschiedene Fahrerassistenzsysteme bekannt, die den Kraftfahrzeugführer bei der Längs- und/oder Querführung eines Kraftfahrzeuges unterstützen. Beispiele für die Längsführung sind ACC(Adaptive Cruise Control)-Systeme, GRA(Geschwindigkeitsregelanlage)-Systeme. Bei der Querführung existieren beispielsweise Lane Departure Warning LDW-Systeme oder aber auch aktive Querführungssysteme, die durch aktive Lenk- und/oder Bremseingriffe das Kraftfahrzeug in der Fahrspur halten. Insbesondere bei dem Längsführungsassistenzsystem stellt sich das technische Problem, wie die Informationen einen Kraftfahrzeugführer angeboten werden, damit dieser einen schnellen Situationsüberblick erhält.
  • Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Fahrerassistenzsystem zu schaffen sowie ein Verfahren zur Unterstützung eines Kraftfahrzeugführers zur Verfügung zu stellen, mittels derer ein Kraftfahrzeugführer einen besseren Situationsüberblick erhält.
  • Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Hierzu umfasst das Fahrerassistenzsystem Sensoren zur Erfassung der Fahrzeugumgebung, Stellelemente zum Eingriff in die Fahrzeugdynamik und eine Anzeigeeinheit zur Darstellung von Systemzuständen des Fahrerassistenzsystems, wobei das Fahrerassistenzsystem mindestens eine Längsführungsassistenzfunktion umfasst, wobei ein erfasstes vorausfahrendes Kraftfahrzeug dreidimensional perspektivisch auf der Anzeigeeinheit dargestellt wird. Vorzugsweise wird, falls kein vorausfahrendes Kraftfahrzeug erfasst wird, die leere Straße perspektivisch dargestellt. Weiter vorzugsweise wird das dargestellte Kraftfahrzeug abhängig von der erfassten Entfernung unterschiedlich groß dargestellt. Die Sensoren zur Erfassung der Fahrzeugumgebung sind beispielsweise Radarsensoren und/oder Lidar-Sensoren und/oder eine oder mehrere Kameras. Die Stellelemente sind derart ausgebildet, dass diese selbsttätig Beschleunigungen oder Verzögerungen bewirken, wo die konkrete Ausgestaltung abhängig von der Art des Kraftfahrzeugs ist, beispielsweise ob das Kraftfahrzeug nur eine Brennkraftmaschine als Antriebsmotor aufweist oder aber einen Elektromotor oder einen Hybrid-Antrieb. Derartige Stellelemente sind jedoch aus dem Stand der Technik bekannter Längs- und/oder Querführungsassistenzsysteme bekannt, wobei bei letzteren zusätzlich Lenkeingriffe erfolgen können.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Zeitlücke zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug einstellbar. Die Zeitlücke ist die Zeit, die das eigene Kraftfahrzeug bei der aktuellen Geschwindigkeit benötigt, um die momentane Position des vorausfahrenden Fahrzeugs zu erreichen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind entsprechend der eingestellten Zeitlücke eine Anzahl von Elementen zwischen dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug und dem eigenen Kraftfahrzeug dargestellt, so dass einfach die eingestellte Zeitlücke visualisiert ist. Vorzugsweise sind die Elemente als Rechtecke ausgebildet, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform das Element, das am nächsten am vorausfahrenden Kraftfahrzeug ist, optisch hervorgehoben ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Fahrerassistenzsystem zusätzlich mindestens eine Querführungsassistenzfunktion. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Querführungsassistenzfunktionen unabhängig von den Längsführungsassistenzfunktionen sind oder aber miteinander kombiniert sind.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird auf der Anzeigeeinheit eine erfasste Fahrspurbegrenzung dargestellt. Eine Überfahrung der Fahrspurbegrenzung kann dabei unterschiedlich optisch visualisiert werden. So kann beispielsweise die berührte seitliche Nachbar-Fahrspur optisch hervorgehoben werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine akustische und/oder haptische Warnung erfolgen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erzeugt das Fahrerassistenzsystem bei sich ändernden Bedingungen, beispielsweise weil das vorausfahrende Fahrzeug stark verzögert, eine Empfehlung zur Änderung der eingestellten Zeitlücke. Hierzu kann beispielsweise ein Element zur Darstellung der Zeitlücke optisch hervorgehoben werden oder aber ergänzend oder alternativ erfolgt die Empfehlung alphanumerisch auf der Anzeigeeinheit und/oder akustisch.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Fahrerassistenzsystem Längs- und/oder Querführungsassistenzfunktionen unterschiedlichen Unterstützungsgrades, wobei bei sich ändernden Fahrzeugumgebungen, bei denen die aktuell eingestellte Führungsassistenzfunktion nicht mehr durchgeführt werden kann, eine Übernahmeaufforderung durch den Kraftfahrzeugführer von dem Fahrerassistenzsystem erzeugt wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird nach der Übernahmeaufforderung eine Führungsassistenzfunktion geringeren Unterstützungsgrades angeboten. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Kraftfahrzeugführer zuvor tatsächlich das Kraftfahrzeug übernommen haben muss, bevor eine andere Führungsassistenzfunktion angeboten wird. Es ist aber auch möglich, die andere Führungsassistenzfunktion vor der eigentlichen Übernahme bereits anzubieten. Der Vorteil des Anbietens gegenüber einem automatischen Einstellen ist, dass so dem Kraftfahrzeugführer bewusster ist, welche Führungsassistenzfunktion ihn aktuell unterstützt. Daher wird auch vorzugsweise auf der Anzeigeeinheit die aktuelle Führungsassistenzfunktion dargestellt, beispielsweise mittels eines Piktogramms. Dabei sei angemerkt, dass Änderung der Fahrzeugumgebung nicht nur Änderungen der Umgebung (z. B. sind keine Fahrspurbegrenzungen mehr vorhanden) selbst, sondern auch Änderungen der Sensorik umfasst, beispielsweise weil einzelne Sensoren ausgefallen sind oder nur noch eine geringere Auflösung erreichen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Fig. zeigen:
  • 1 eine Darstellung auf einer Anzeigeeinheit mit eingestellter Zeitlücke für eine Längsführungsassistenzfunktion,
  • 2 eine Darstellung auf einer Anzeigeeinheit mit einer anderen eingestellten Zeitlücke für eine Längsführungsassistenzfunktion,
  • 3 eine kombinierte Darstellung auf einer Anzeigeeinheit mit einer weiteren eingestellten Zeitlücke für eine Längsführungsassistenzfunktion und einer Fahrspurbegrenzung für eine Querführungsassistenzfunktion und
  • 4a–h verschiedene Darstellungen auf einer Anzeigeeinheit bei einer weiteren Ausführungsform einer kombinierten Längs- und Querführungsassistenzfunktion.
  • In der 1 ist eine Darstellung auf einer Anzeigeeinheit 1 zur Information eines Kraftfahrzeugführers über den Ist-Zustand einer Längsführungsassistenzfunktion wie beispielsweise ACC eines Fahrerassistenzsystems gezeigt. Ein erfasstes vorausfahrendes Kraftfahrzeug ist dabei auf der Anzeigeeinheit als dreidimensionales Kraftfahrzeug 2 auf einer perspektivisch dargestellten Fahrspur 3 dargestellt. Mittels nach innen gerichteter Pfeile 4 ist die Ist-Position des eigenen Fahrzeugs in Relation zum Kraftfahrzeug 2 markiert. Zwischen den Pfeilen 4 und dem Kraftfahrzeug 2 ist ein Element 5 in Form eines Rechtecks dargestellt, wobei dieses wie die Fahrspur 3 perspektivisch dargestellt ist. Die Begrenzungen 6 der Fahrspur 3 sind relativ dünn dargestellt und begrenzen die aktuell befahrene Fahrspur 3 von den beiden benachbarten Fahrspuren 7, 8. Aufgrund der dünnen Begrenzung 6 erhält dabei der Kraftfahrzeugführer die Information, dass die Begrenzungen 6 der Fahrspur 3 nicht bewarnt werden, also keine Querführungsassistenzfunktion aktiv ist. Über ein nicht dargestelltes Eingabeelement ist die Zeitlücke zwischen dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug 2 und dem eigenen Kraftfahrzeug einstellbar, wobei die Zeitlücke kontinuierlich oder gestuft veränderbar sein kann, wobei nachfolgend davon ausgegangen wird, dass die Zeitlücke gestuft veränderbar ist.
  • In der 2 ist die Situation bei einer anderen gewählten Zeitlücke dargestellt, die größer als die eingestellte Zeitlücke gemäß 1 ist, was sofort augenfällig ist, da nun drei Elemente 5 zwischen dem Kraftfahrzeug 2 und den Pfeilen 4 dargestellt sind. Des Weiteren ist das Kraftfahrzeug 2 kleiner dargestellt, so dass zusätzlich die größere Zeitlücke deutlich hervortritt. Weiter ist anhand der 1 und 2 zu erkennen, dass das Element 5, das unmittelbar hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug 2 angeordnet ist, optisch hervorgehoben ist. Somit ist erkennbar, dass sich das System in einem eingeschwungenen Zustand befindet. Würde das vorausfahrende Kraftfahrzeug 2 plötzlich beschleunigen, so würde sich das Kraftfahrzeug 2 in der Darstellung von dem Element 4 entfernen und entsprechend beim Verzögern in das Element 5 zurückfallen. Somit ist zusätzlich erkennbar, ob das System eingeschwungen ist oder nicht.
  • In der 3 ist nun eine weitere Darstellung mit einer anderen Zeitlücke mit zwei Elementen 5 dargestellt. Zusätzlich sind Begrenzungen 6 optisch hervorgehoben. Damit wird zum Ausdruck gebracht, dass zusätzlich eine Querführungsassistenzfunktion wie beispielsweise eine LDW-Funktion aktiv ist. Überfährt dann das eigene Kraftfahrzeug die Fahrspurbegrenzung, ohne dass beispielsweise der Fahrtrichtungsanzeiger gesetzt wurde, so kann die betroffene Begrenzung 6 oder die betroffene Fahrspur 7, 8 optisch hervorgehoben dargestellt werden. Zusätzlich können akustische und/oder haptische Warnungen erfolgen. Weiter kann das Fahrerassistenzsystem dem Kraftfahrzeugführer Empfehlungen für eine Änderung der eingestellten Zeitlücke geben. Hat beispielsweise das vorausfahrende Kraftfahrzeug stark abgebremst, so kann es vorteilhaft sein, die Zeitlücke zu verringern, damit nicht andere Fahrzeuge einscheren können. In diesem Fall kann beispielsweise das Element 5 bei den Pfeilen 4 optisch hervorgehoben werden, um dem Kraftfahrzeugführer eine Verkürzung der Zeitlücke zu empfehlen.
  • Anhand der 4a–h soll nachfolgend ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel erläutert werden, wobei das Fahrerassistenzsystem mindestens zwei Längs- und/oder Querführungsassistenzfunktionen unterschiedlichen Unterstützungsgrades aufweist.
  • In der 4a ist die Anzeigeeinheit 1 vor der Aktivierung einer Längs- und/oder Querführungsassistenzfunktion dargestellt. Die Anzeigeeinheit 1 umfasst hierzu einen ersten Statusbereich 11, einen zweiten Statusbereich 12 und einen Anzeigebereich 13. Aufgrund der Tatsache, dass keine Längs- und/oder Querführungsassistenzfunktion aktiv ist, ist sowohl der erste Statusbereich 11 als auch der Anzeigebereich 13 leer. Im zweiten Statusbereich 12 ist eine Temperaturanzeige und eine gefahrene Kilometerleistung dargestellt, die permanent angezeigt werden und hier nicht näher erläutert werden sollen. Weiter erkennt man einen piktogrammförmigen Tachometer 14 mit einer alphanumerischen Sollgeschwindigkeit von 130 km/h sowie ein Piktogramm 15, das eine perspektivisch dargestellte Fahrspur zeigt. Beide Piktogramme 14, 15 sind derart optisch gekennzeichnet, dass diese nicht aktiv sind.
  • Tritt nun beispielsweise eine Fahrsituation ein, bei der eine Längs- und/oder Querführungsassistenzfunktion aktiviert werden könnte, so wird dies durch das Fahrerassistenzsystem durch Einblendung einer Nachricht 16 visualisiert, was in 4b dargestellt ist. Eine solche Fahrsituation ist beispielsweise, dass das Kraftfahrzeug eine Mindestgeschwindigkeit aufweist und alle Sensoren einwandfrei arbeiten und eine Fahrspurerkennung erfolgreich ist. Solange der Kraftfahrzeugführer nicht die Längs- und/oder Querführungsassistenzfunktion aktiviert, bleibt die erste Statuszeile 11 leer und die Piktogramme 14, 15 sind als deaktiviert optisch gekennzeichnet.
  • Wird nun die Längs- und/oder Querführungsassistenzfunktion aktiviert, so wird im Anzeigebereich eine Darstellung ähnlich wie in 3 dargestellt, was in 4c gezeigt ist. Bei der aktivierten Funktion handelt es sich um eine ACC-Funktion mit integrierter Querführungsassistenzfunktion, wobei die Querführungsassistenzfunktion eine passive LDW-Funktion sein kann oder aber eine aktive Spurhaltefunktion mit Lenkeingriffen. Die aktive Querführungsassistenzfunktion ist wieder an den optisch hervorgehobenen Begrenzungen 6 der Fahrspur 3 zu erkennen. Die eingestellte Zeitlücke ist wieder durch die Elemente 5 dargestellt. Im Gegensatz zu den 1 bis 3 ist die eigene Fahrzeugposition nicht durch Pfeile 4, sondern durch ein stilisiertes Vorderteil 17 eines Kraftfahrzeuges gekennzeichnet. In der ersten Statuszeile 11 ist ”IQF” eingeblendet, so dass der Kraftfahrzeugführer den Status ”Längs- und/oder Querführungsassistenzfunktion aktiv” erkennt. Ebenso sind die beiden Piktogramme 14, 15 optisch hervorgehoben als aktiv gekennzeichnet.
  • Ändert sich dann die Fahrzeugumgebung, so dass beispielsweise einzuhaltende Grenzwerte für die aktive ACC-Funktion mit kombinierter Querführungsassistenzfunktion nicht mehr eingehalten werden können, so wird durch ein Fahrerassistenzsystem eine Nachricht 18 generiert, mit der der Kraftfahrzeugführer zur Übernahme des Kraftfahrzeuges aufgefordert wird. Im vorliegenden Fall gemäß 4d ist die Ursache eine Baustelle. Andere Bedingungen können beispielsweise ein Stau, Witterungsbedingungen wie Nebel oder der Ausfall einzelner Sensoren sein. Die Erfassung einer Baustellensituation kann dabei vielfältig erfolgen, beispielsweise mittels einer Verkehrsnachricht, einer Auswertung von Verkehrszeichen oder einer Situationserkennung anhand von Kamerabildern.
  • Erfolgt aufgrund der Nachricht 18 keine Übernahme durch den Kraftfahrzeugführer, so wird die Dringlichkeit der Nachricht optisch und/oder akustisch und/oder haptisch erhöht. Ein Beispiel ist in 4e dargestellt, wobei erste und zweite Statusbereiche 11, 12 als auch der Anzeigebereich 13 mit einer Signalfarbe eingefärbt werden und eine Übernahmeaufforderung ”Übernehmen!” eingeblendet wird (siehe 4e).
  • Nachdem der Kraftfahrzeugführer das Kraftfahrzeug wieder übernommen hat, wird diesem eine Längs- und Querführungsassistenzfunktion mit einem geringeren Unterstützungsgrad über eine Nachricht 19 angeboten. Der geringere Unterstützungsgrad wird durch das Baustellenzeichen symbolisiert (siehe auch 4f). Wie den Statusbereichen 11, 12 zu entnehmen ist, ist zu diesem Zeitpunkt keine Längs- und/oder Querführungsassistenzfunktion aktiv. Aktiviert dann der Kraftfahrzeugführer diese eingeschränkte Längs- und Querführungsassistenzfunktion, so wird eine Darstellung gemäß 4g im Anzeigebereich 13 eingeblendet, wobei bezüglich der Erläuterungen der Elemente auf 4c verwiesen werden kann. Im ersten Statusbereich 11 wird signalisiert, dass eine Längs- und Querführungsassistenzfunktion aktiv ist. Im zweiten Statusbereich wird hierzu das Piktogramm 20 eingeblendet. Am Piktogramm 14 ist ein zusätzlicher dickerer Balken zu erkennen, der kennzeichnet, dass aktuell nicht auf die Sollgeschwindigkeit Vsoll = 130 km/h geregelt wird, sondern auf eine geringere, der Baustelle angemessene Geschwindigkeit.
  • Verändern sich dann die Fahrumgebungsdaten weiter, so dass auch diese Längs- und Querführungsassistenzfunktion nicht mehr durchgeführt werden kann, so wird der Kraftfahrzeugführer wieder zur Übernahme mittels einer Nachricht 21 aufgefordert (siehe 4h). Anschließend kann dann dem Kraftfahrzeugführer eine weitere Assistenzfunktion mit noch geringerem Unterstützungsgrad angeboten werden. Nach der jeweiligen Übernahme durch den Kraftfahrzeugführer wird diesem also jeweils wenn möglich eine weitere Funktion angeboten, die dieser bewusst aktivieren muss. Somit findet ein gleichbleibender Dialog zwischen Fahrerassistenzsystem und Kraftfahrzeugführer statt, so dass dieser stets über den aktuellen Systemzustand bewusst informiert ist.

Claims (16)

  1. Fahrerassistenzsystem, umfassend Sensoren zur Erfassung der Fahrzeugumgebung, Stellelemente zum Eingriff in die Fahrzeugdynamik und eine Anzeigeeinheit zur Darstellung von Systemzuständen des Fahrerassistenzsystems, wobei das Fahrerassistenzsystem mindestens eine Längsführungsassistenzfunktion umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein erfasstes vorausfahrendes Kraftfahrzeug dreidimensional perspektivisch auf der Anzeigeeinheit (1) dargestellt wird.
  2. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zeitlücke zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug einstellbar ist.
  3. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend der eingestellten Zeitlücke eine Anzahl von Elementen (5) zwischen dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug (2) und dem eigenen Kraftfahrzeug (4, 17) dargestellt sind.
  4. Fahrerassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem zusätzlich mindestens eine Querführungsassistenzfunktion umfasst.
  5. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Anzeigeeinheit (1) eine erfasste Fahrspurbegrenzung (6) dargestellt wird.
  6. Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei sich ändernden Bedingungen das Fahrerassistenzsystem eine Empfehlung zur Änderung der eingestellten Zeitlücke erzeugt.
  7. Fahrerassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem Längs- und/oder Querführungsassistenzfunktionen unterschiedlichen Unterstützungsgrades umfasst, wobei bei sich ändernden Fahrzeugumgebungen, bei denen die aktuell eingestellte Führungsassistenzfunktion nicht mehr durchgeführt werden kann, eine Übernahmeaufforderung (18, 21) durch den Kraftfahrzeugführer von dem Fahrerassistenzsystem erzeugt wird.
  8. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Übernahmeaufforderung (18, 21) eine Führungsassistenzfunktion geringeren Unterstützungsgrades angeboten wird.
  9. Verfahren zur Unterstützung eines Kraftfahrzeugführers, mittels eines Fahrerassistenzsystems mit Sensoren zur Erfassung der Fahrzeugumgebung, Stellelementen zum Eingriff in die Fahrzeugdynamik und einer Anzeigeeinheit zur Darstellung von Systemzuständen des Fahrerassistenzsystems, wobei das Fahrerassistenzsystem mindestens eine Längsführungsassistenzfunktion umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug dreidimensional perspektivisch auf der Anzeigeeinheit (1) dargestellt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zeitlücke zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug einstellbar ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend der eingestellten Zeitlücke eine Anzahl von Elementen (5) zwischen dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug (2) und dem eigenen Kraftfahrzeug (4, 17) dargestellt werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem zusätzlich mindestens eine Querführungsassistenzfunktion umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Anzeigeeinheit eine erfasste Fahrspurbegrenzung (6) dargestellt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei sich ändernden Bedingungen das Fahrerassistenzsystem eine Empfehlung zur Änderung der eingestellten Zeitlücke erzeugt.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem Längs- und/oder Querführungsassistenzfunktionen unterschiedlichen Unterstützungsgrades umfasst, wobei bei sich ändernden Fahrzeugumgebungen, bei denen die aktuell eingestellte Führungsassistenzfunktion nicht mehr durchgeführt werden kann, eine Übernahmeaufforderung (18, 21) durch den Kraftfahrzeugführer von dem Fahrerassistenzsystem erzeugt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Übernahmeaufforderung (18, 21) eine Führungsassistenzfunktion geringeren Unterstützungsgrades angeboten wird.
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