WO2026008288A1 - Sicherheitssystem und verfahren zur warnung vor gefahrensituationen für mikromobilitätsfahrzeuge - Google Patents

Sicherheitssystem und verfahren zur warnung vor gefahrensituationen für mikromobilitätsfahrzeuge

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WO2026008288A1
WO2026008288A1 PCT/EP2025/066667 EP2025066667W WO2026008288A1 WO 2026008288 A1 WO2026008288 A1 WO 2026008288A1 EP 2025066667 W EP2025066667 W EP 2025066667W WO 2026008288 A1 WO2026008288 A1 WO 2026008288A1
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WO
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output
control unit
warning
output device
warning message
Prior art date
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Application number
PCT/EP2025/066667
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christian COSYNS
Peter Matt
Andreas Wienss
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Pending legal-status Critical Current
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    • G08G1/161—Decentralised systems, e.g. inter-vehicle communication
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    • G—PHYSICS
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    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/164—Centralised systems, e.g. external to vehicles

Definitions

  • the invention relates to a safety system for micromobility vehicles, a method for warning of dangerous situations, and a micromobility vehicle for carrying out the method.
  • V2X communication describes the communication between vehicles and their environment. For motorized vehicles such as cars, buses, trucks, and emergency vehicles, V2X communication can help detect critical traffic situations and thus prevent accidents. V2X communication is also increasingly coming into focus for urban planners, authorities, and vehicle manufacturers who want to equip infrastructure and vehicles with this technology.
  • Micromobility vehicles and especially e-bikes, can also benefit from V2X communication.
  • a wide variety of HMIs are available for e-bikes, ranging from minimalist LED-based devices to smartphone-like HMIs that can also be used for navigation, for example. Information is usually displayed visually to the rider at a defined time. It would be desirable to have a safety system for micromobility vehicles that can detect hazardous situations based on V2X communication and address the rider via different sensory channels depending on the situation, in order to warn the rider of the danger as effectively as possible without distracting them from the ride. Disclosure of the invention
  • the safety system and associated method according to the invention comprising the features of claims 1 and 8, have the advantage that environmental information from infrastructure and road users can be received in order to detect hazardous situations based on this information and to warn the driver and/or other road users in a situation-adapted manner via an output device.
  • the safety system for micromobility vehicles comprising a control unit with a V2X device and several output devices.
  • the V2X device is configured to receive radio-based environmental information from infrastructure and/or other road users, whereupon the control unit can detect hazardous situations based on this information.
  • the output devices are configured to issue warnings to alert a driver and/or other road user to the potential hazardous situation.
  • the warnings from the output devices differ from one another.
  • the different warnings are configured to address different sensory channels.
  • the output devices can be controlled differently by the control unit based on the detected hazard situation in order to warn the driver and/or other road users depending on the situation.
  • the safety system can determine at any given time which information is made available to the driver on which channel, enabling them to react optimally to hazardous situations.
  • the safety system preferably includes a communication bus configured to transmit information between the V2X device, the control unit, and the output devices.
  • the term "control unit" is to be understood broadly.
  • the control unit can be a centralized or a distributed control unit.
  • the environmental information received by the V2X device preferably includes warnings or movement information from other road users, from which the control unit with the V2X device can preferably derive warnings.
  • the safety system comprises a first control unit and a second control unit.
  • the first control unit is, in particular, arranged on the V2X device and can be configured based on the received data.
  • Environmental information is used to detect hazardous situations.
  • the second control unit is preferably configured to receive the detected hazardous situations and, based on this, to control the output devices.
  • the output devices are configured to provide a visual, audible, and/or haptic warning.
  • This allows the safety system to reach different sensory channels of the driver and/or other road users and warn them in the best possible way.
  • Visual channels are perceived by the eyes and preferably include LEDs, conventional displays or smartphones with symbolic or textual information in black and white or color, distributed display elements for the driver's peripheral vision, VR glasses/visors, and/or projection onto the road.
  • Audible channels are perceived by the ears and preferably include buzzers, piezo buzzers, mono/stereo speakers operating with synthetic patterns or human speech, optionally with directional information, headphones, hearing aids, speakers in bicycle helmets, and/or perceptible sounds generated by targeted motor control.
  • Haptic channels are perceived through the skin and are preferably haptic actuators on the handlebar grips, vibrating pedals or saddle, automated deceleration of the micromobility vehicle, counter-torques to the bicycle torque on the pedals, a brief pressure build-up on the brakes or a brief motor brake and/or haptic actuators in the bicycle helmet.
  • the output devices comprise a front light, a rear light, a bicycle helmet with a display unit, and/or an acoustic or visual signaling device to warn road users.
  • This allows road users to be warned of the driver of the micromobility vehicle or of a potential hazard.
  • road users can be warned by flashing or changing the light intensity of the front and/or rear light.
  • An acoustic signaling device can, for example, alert or warn those nearby of the micromobility vehicle.
  • Road users can also be warned of a hazardous situation by a change in color or the display of moving elements indicating direction.
  • the output devices are preferably configured to communicate a property of the output devices to the control unit via feedback.
  • control unit can adapt the output strategy and control the information flow necessary for this strategy in terms of information depth and frequency, so that the control unit and/or an associated bus system (to which other components such as the battery, motor, input devices, etc., are potentially connected) are not unnecessarily burdened.
  • control unit is preferably configured to determine, based on feedback from the output unit, whether the warning message has been issued. This reliably ensures that the driver of the micromobility vehicle has been warned of the hazardous situation. This can increase the reliability of the safety system if, for example, output devices fail and are unable to issue a warning message.
  • Non-interpretive feedback from the output devices is particularly preferred. This allows for a simple security system design, as the output devices do not require any logic to provide feedback.
  • the feedback is preferably the checksum of a screen memory, particularly of a defined area of the screen.
  • the checksum can preferably also be subjected to a constant operation, such as constant addition or multiplication, to adapt the result to the expected result of the control unit.
  • the output device itself does not know what the expected result should be.
  • the control unit on the other hand, preferably expects a specific value for a particular warning message display.
  • a further preferred option is non-interpretive feedback via a measured control current of the output device.
  • a warning message can be output using a vibration element when using a motor.
  • the phase current can be monitored by sampling it.
  • the output of an audible warning signal via a loudspeaker can be controlled by sampling the driver coil.
  • the non-interpretive feedback includes a detected audio signal from the output device.
  • the audio signal is preferably captured via a microphone, which can be located in the output device or control unit.
  • An LED as an output device can preferably output the brightness level and/or color combination as non-interpretive feedback.
  • the safety system preferably comprises a sensor device configured to detect the driver's reaction to the warning.
  • the driver's reaction is detected using a speed sensor, an eye and/or head tracking sensor, a steering sensor, a pedal sensor, an accelerometer, and/or a push button.
  • Head movements can be detected, for example, using a camera or an accelerometer on the helmet. Eye movements can preferably be detected with a camera.
  • the system can then, for example, stop the warning message if it has been perceived by the driver. If it is detected that the warning message has not been perceived by the driver, the warning message output can be adjusted.
  • the safety system can initiate steps that can reduce hazardous situations for the micromobility vehicle, such as braking the micromobility vehicle.
  • the push button can be used to actively elicit the driver's reaction to the warning message.
  • the invention relates to a method for warning of hazardous situations for a micromobility vehicle with a previously described safety system.
  • the method comprises the steps: receiving radio-based environmental information, detecting a hazardous situation, selecting an output device to warn of the hazardous situation by means of a warning message, determining a start and end time of the warning message, and outputting the warning message by the output device.
  • This enables the driver of a micromobility vehicle to Based on received radio-based environmental information, a situation-dependent warning can be issued in anticipation of a hazardous situation.
  • the radio-based environmental information can also include warnings.
  • the control unit can manage or configure the required level of detail for its input information. For example, if only single-stage and very simple output devices are available, the control unit only needs a correspondingly simple, in extreme cases binary, message (warning yes/no). However, if more complex output options such as a matrix display are available, the control unit can display additional information, such as the type or location of the hazard; in this case, it can request correspondingly more complex information from the unit processing the V2X messages. If the V2X message processing control unit and the control unit that outputs the warnings to the display devices are not integrated into the same device, this means that the payload on the bus system connecting the two devices is controlled as needed.
  • the method includes the further step of prioritizing and/or filtering received radio-based environmental information, in particular warnings, and/or detected hazardous situations. This prevents the driver from being overwhelmed with information and reacting incorrectly due to the large amount of information, especially if several simultaneous hazardous situations can be detected based on the received radio-based environmental information.
  • the system preferably checks whether a hazardous situation exists and stops issuing the message when the hazardous situation no longer exists. This prevents the driver from being warned of non-existent hazards and reduces their attention to warning messages.
  • the method preferably further includes the step of determining a driver reaction. This is preferably done using the sensor device described above. Based on the driver's reaction, the system preferably adjusts the output device selection and/or terminates, intensifies, or reduces the warning message, and/or brakes or decelerates the micromobility vehicle. This improves the delivery of warnings and better protects the micromobility vehicle driver from hazardous situations. Escalation/de-escalation based on the driver's reaction can integrate the driver into a feedback loop, indicating whether their current actions are the right approach to defusing the situation.
  • the method preferably includes the step of receiving feedback from the output device and subsequently determining, based on this feedback, whether the warning message was issued by the output device. If the warning message was not issued by the output device, another output device is preferably selected to issue the warning message. This ensures that a warning message is reliably issued and that an erroneous warning message issue by the output device is detected.
  • the invention relates to a micromobility vehicle, in particular an electric bicycle, which is equipped to carry out the method described above.
  • Figure 1 shows a schematic view of an electric vehicle with a
  • Figure 2 is a schematic flowchart for a procedure for
  • FIG. 1 shows the electric bicycle 100 with the safety system 1.
  • the safety system 1 comprises a control unit 10, a V2X device 11, and several output devices 12.
  • the control unit 10 consists of a first control unit 10a and a second control unit 10b.
  • the second control unit 10b is preferably a general control unit of the electric bicycle 100, which can also control other functions of the electric bicycle 100.
  • the V2X device 11 can receive radio-based environmental information, which can be analyzed by the first control unit 10a, located on the V2X device 11, for potential hazards.
  • Detected hazardous situations can then be transmitted from the first control unit 10a to the second control unit 10b, which can control the output devices 12 differently based on the detected hazardous situation in order to warn the rider of the electric bicycle 100 and/or road users of the possible hazardous situation depending on the situation.
  • the control unit 10 is schematically arranged in the area of the electrical energy storage system of the electric bicycle 100.
  • the V2X device 11 is shown as a radio antenna and is adjacent to the first control unit 10a. This allows the V2X device 11 to receive radio-based environmental information 3 from infrastructure and road users. To improve reception, the V2X device 11 can also be arranged in other areas of the electric bicycle 100. Alternatively, the control unit 10 can also be designed as a single unit.
  • the electric bicycle 100 includes a front light 15, a rear light 16, and a bell as an acoustic signaling device 17 as output devices 12.
  • a bicycle computer 18 is arranged on the handlebars of the electric bicycle 100, which can also serve as an output device 12.
  • the bicycle computer 18 preferably includes a display and can be a smartphone. Thus, the bicycle computer 18 can address the rider's visual sensory channel.
  • the acoustic signaling device 17 can address the driver's auditory sensory channel, and the front light 15 and the rear light 16 can address the visual sensory channel of other road users.
  • a smartwatch belonging to the driver for example, can serve as an output device 12, which can address the driver's haptic sensory channel by means of a haptic actuator.
  • the control unit 10 can preferably determine which output devices 10 are available to issue a warning, for example, whether the driver is wearing a smartwatch that can issue a warning.
  • the system shown allows the V2X device 11 to receive radio-based environmental information 3 from infrastructure and/or road users.
  • the first control unit 10a checks this radio-based environmental information 3, in conjunction with its own predicted trajectory, for potential hazards. If the first control unit 10a detects a hazard, it can transmit this information to the second control unit 10b. Based on the detected hazard, the second control unit 10b can control the output devices 12 differently to warn the driver and/or other road users of the hazard, depending on the situation. For example, the driver can be warned of a dangerous intersection by a display on the bicycle computer 18. In the event of a potential collision with another road user, the driver and other road users can be warned by an acoustic warning signal from the acoustic signaling device 17.
  • the electric bicycle 100 for example, has a [feature/description] on the top tube.
  • the sensor device 14 which detects a driver reaction to the warning message 13
  • the sensor device 14 can, for example, include a speed sensor that detects when the electric bicycle 100 brakes in response to a warning.
  • the sensor device 14 can include an eye- or head-tracking sensor that, for example, uses a camera to detect eye and/or head movements. This allows, for example, the detection of whether the rider is focusing their attention on the bicycle computer 18 or on the traffic. If the rider is looking at the bicycle computer 18, for example, the warning 13 can be preferentially displayed via the bicycle computer 18. In a hazardous situation approaching from the right, the sensor device 14 with eye/head-tracking sensor can, for example, detect whether the rider is looking to the right to detect the hazard.
  • the safety system 1 for the electric bicycle 100 allows the rider to be provided with information at any time via the optimal channel in order to warn the rider efficiently and reliably of dangerous situations.
  • Figure 2 describes a method for warning a driver of a micromobility vehicle, in particular an electric bicycle 100, of hazardous situations.
  • S1 receives radio-based environmental information by means of a V2X device 11.
  • the radio-based environmental information is preferably prioritized and/or filtered for a large number of V2X signals.
  • control unit 10 is specifically the first control unit 10a.
  • Detected hazardous situations can also be prioritized and/or filtered in a further step S2.1 to avoid issuing too many or irrelevant warnings 13 to the driver and/or other road users. This can also reduce the computational effort, especially when the hazardous situations are evaluated by the second control unit 10b.
  • the output device 12 is selected in step S3 to issue the warning message 13.
  • the rider's reaction, determined in step S7, can be taken into account. For example, if the rider looks at the bicycle computer 18, the warning message is preferentially issued via the bicycle computer 18; or if the risk of danger decreases due to braking initiated by the rider, the intensity of an audible warning can be reduced.
  • a start and end time of the warning message is determined in step S4 and then issued by output device 12 in step S5.
  • warning message S5 the existence of the hazardous situation is checked in a further step S6.
  • the issuance of warning message S5 is stopped if the hazardous situation no longer exists.
  • the dangerous situation can be eliminated, for example, by determining the driver's reaction S7, which reveals that the driver perceived the dangerous situation and reacted to it.
  • the issuance of the warning message can be terminated, intensified, or weakened in step S8. Furthermore, if the rider still does not react, the e-bike can be braked or its speed reduced to mitigate the hazardous situation.
  • the output device 12 preferably sends feedback S9 back to the control unit 10 while issuing a warning message.
  • the control unit can then determine in step S10 whether the output device 12 issued a warning message 13 based on the feedback. For example, if it is detected that the output device 12 could not issue a warning message 13, this is taken into account when selecting the output device. 12 in step S3 taken into account and other output devices 12 preferred selected

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem für Mikromobilitätsfahrzeuge, insbesondere Elektrofahrräder, umfassend eine Steuereinheit mit einer V2X-Vorrichtung, welche eingerichtet ist, funkbasiert Umgebungsinformationen von Infrastruktur und/oder Verkehrsteilnehmern zu empfangen und darauf basierend eine Gefahrensituation zu detektieren, und mehrere Ausgabegeräte die eingerichtet sind, unterschiedliche Warnhinweise auszugeben, wobei die Ausgabegerät basierend auf der detektierten Gefahrensituation von der Steuereinheit unterschiedlich ansteuerbar sind, um den Fahrer und/oder den Verkehrsteilnehmer situationsabhängig vor der Gefahrensituation zu warnen.

Description

Beschreibung
Titel
Sicherheitssystem und Verfahren zur Warnung vor Gefahrensituationen für
Mikromobilitätsfahrzeuge
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem für Mikromobilitätsfahrzeuge, ein Verfahren zur Warnung vor Gefahrensituationen sowie ein Mikromobilitätsfahrzeug zur Durchführung des Verfahrens.
V2X-Kommunikation beschreibt die Kommunikation von Fahrzeugen untereinander und mit ihrer Umwelt Bei motorisierten Fahrzeugen wie Autos, Bussen, Lastwagen und Einsatzfahrzeugen kann die V2X-Kommunikation helfen, kritische Verkehrssituationen zu erkennen und dadurch Unfälle zu verhindern. Die V2X-Kommunikation rückt auch immer stärker in den Fokus von Städteplanern, Behörden und Fahrzeugherstellern, die die Infrastruktur und Fahrzeuge mit einer solchen Technologie ausstatten möchten.
Mikromobilitätsfahrzeuge und insbesondere Elektrofahrräder können an der V2X- Kommunikation ebenfalls gewinnbringend teilnehmen. Für Elektrofahrräder werden eine große Zahl unterschiedlicher HMIs angeboten, angefangen von minimalitstischen LED-basierten Geräten bis hinzu smartphoneähnlichen HMIs, die z.B. auch für Navigationszwecke eingesetzt werden können. Informationen werden dem Fahrer dabei meist zu einem definierten Zeitpunkt auf visuellem Weg angezeigt. Es wäre wünschenswert, ein Sicherheitssystem für Mikromobilitätsfahrzeuge zu besitzen, welches auf Basis von V2X- Kommunikation Gefahrensituationen erfassen kann und den Fahrer situationsabhängig über unterschiedliche Sinneskanäle ansprechen kann, um den Fahrer bestmöglich vor der Gefahrensituation zu warnen ohne dass dieser von der Fahrt abgelenkt wird. Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Sicherheitssystem und zugehörige Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 8 weisen den Vorteil auf, dass Umgebunginformationen von Infrastruktur und Verkehrsteilnehmern empfangen werden können, um auf Basis der Umgebungsinformationen Gefahrensituationen zu detektieren und dem Fahrer und/oder den Verkehrsteilnehmer mittels eines Ausgabegeräts situationsangepasst zu warnen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Sicherheitssystem für Mikromobilitätsfahrzeuge eine Steuereinheit mit einer V2X-Vorrichtung und mehrere Ausgabegeräte umfasst. Dabei ist die V2X-Vorrichtung eingerichtet, funkbasierte Umgebungsinformationen von Infrastruktur und/oder Verkehrsteilnehmern zu empfangen, woraufhin die Steuereinheit basierend auf den Umgebungsinformationeneine Gefahrensituationen detektieren kann. Die Ausgabegeräte sind eingerichtet, Warnhinweise auszugeben, um einen Fahrer und/oder Verkehrsteilnehmer vor der möglichen Gefahrensituation zu warnen. Vorzugsweise unterscheiden sich die Warnhinweise der Ausgabegeräte untereinander. Insbesondere sind die unterschiedlichen Warnhinweise eingerichtet, unterschiedliche Sinneskanäle anzusprechen. Die Ausgabegeräte sind basierend auf der detektierten Gefahrensituation von der Steuereinheit unterschiedlich ansteuerbar, um den Fahrer und/oder den Verkehrsteilnehmer situationsabhängig zu warnen. Somit kann mittels des Sicherheitssystems zu jedem Zeitpunkt bestimmt werden, welche Informationen auf welchem Kanal dem Fahrer zur Verfügung gestellt werden, damit dieser bestmöglich auf Gefahrensituationen reagieren kann. Das Sicherheitssystem umfasst vorzugsweise einen Kommunikationsbus, der eingerichtet ist, Informationen zwischen der V2X-Vorrichtung, der Steuereinheit und den Ausgabegeräten zu übertragen. Der Begriff der Steuereinheit ist breit zu verstehen. Die Steuereinheit kann eine zentrale Steuereinheit oder eine verteilte Steuereinheit sein. Die von der V2X-Vorrichtung empfangenen Umgebungsinformationen umfassen vorzugsweise Warnungen oder Bewegungsinformationen anderer Verkehsteilnehmer, aus denen die Steuereinheit mit V2X-Vorrichtung vorzugsweise Warnungen ableiten kann
Vorzugsweise weist das Sicherheitssystem eine erste Steuereinheit und eine zweite Steuereinheit auf. Die erste Steuereinheit ist insbesondere an der V2X- Vorrichtung angeordnet und kann basierend auf den empfangenen Umgebungsinformationen Gefahrensituationen detektieren. Die zweite Steuereinheit ist vorzugsweise eingerichtet, die detektierten Gefahrensituationen zu empfangen und darauf basierend die Ausgabegeräte anzusteuern.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Vorzugsweise sind die Ausgabegeräte eingerichtet, einen visuellen, akustischen und/oder haptischen Warnhinweis auszugeben. Somit ist das Sicherheitssystem in der Lage, unterschiedliche Sinneskanäle des Fahrers und/oder des Verkehrsteilnehmers zu erreichen und diesen bestmöglich zu warnen. Visuelle Kanäle werden vom Auge wahrgenommen und sind vorzugsweise LEDs, klassische Anzeigegeräte oder Smartphones mit symbolischer oder Textinformation in Schwarz/Weiß oder Farbe, verteilte Anzeigeelemente zur peripheren Wahrnehmung des Fahrers, VR-Brillen/Visire und/oder Projektion auf die Straße. Akustische Kanäle werden von den Ohren wahrgenommen und sind vorzugsweise Buzzer, Piezosummer, Mono-/Stereolautsprecher betrieben mit synthetischen Mustern oder menschlicher Sprache, gegebenenfalls mit Richtungsinformationen, Kopfhörer, Hörgeräte, Lautsprecher im Fahrradhelm und/oder wahrnehmbare Geräusche durch gezielte Motoransteuerung. Haptische Kanäle werden über die Haut wahrgenommen und sind vorzugsweise haptische Aktuatoren an den Lenkergriffen, vibrierende Pedale oder Sattel, automatisierte Verlangsamung des Mikromobilitätsfahrzeugs, Gegenmomente zum Fahrraddrehmoment an Pedalen, ein kurzer Druckaufbau an den Bremsen oder eine kurze Motorbremse und/oder haptische Aktuatoren im Fahrradhelm.
Weiter bevorzugt umfassen die Ausgabegeräte ein Frontlicht, ein Rücklicht, einen Fahrradhelm mit einer Anzeigeeinheit und/oder ein akustisches oder visuelles Signalgerät, um einen Verkehrsteilnehmer zu warnen. Hierdurch kann der Verkehrsteilnehmer vor dem Fahrer des Mikromobilitätsfahrzeugs gewarnt werden oder vor einer möglichen Gefahr. Vorzugsweise lässt sich beispielsweise mittels Blinken oder Ändern der Lichtintensität des Front- und/oder Rücklichts ein Verkehrsteilnehmer warnen. Ein akustisches Signalgerät kann beispielsweise die Umgebung auf das Mikromobilitätsfahrzeug aufmerksam machen oder warnen. Die Verkersteilnehmer können auch durch eine Veränderung der Farbe oder Darstellung von bewegten Elementen zur Richtungsangabe vor einer Gefahrensituation gewarnt werden. Die Ausgabegeräte sind vorzugsweise eingerichtet, der Steuereinheit mittels einer Rückmeldung eine Eigenschaft der Ausgabegeräte zu kommunizieren. Hierdurch kann das Sicherheitssystem vorzugsweise erkennen, welche Ausgabegeräte an dem Mikromobilitätsfahrzeug angebracht sind und in welchem Zustand sich diese befinden. Mit der Kenntnis über die verfügbaren Ausgabegeräte kann die Steuereinheit sowohl die Ausgabestrategie anpassen als auch den für diese Ausgabestrategie notwendigen Informationsfluss in Informationstiefe und -Frequenz steuern, damit das Steuergerät und/oder ein damit verbundenes Bussystem (an dem potenziell auch andere Teilnehmer wie Batterie, Motor, Eingabegeräte, ... angeschlossen sind) nicht unnötig belastet wird.
Weiter bevorzugt ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, auf Grundlage der Rückmeldung von der Ausgabeeinheit zu ermitteln, ob der Warnhinweis ausgegeben wurde. Hierdurch kann zuverlässig sichergestellt werden, dass der Fahrer des Mikromobilitätsfahrzeugs vor der Gefahrensituation gewarnt wurde. Dies kann die Zuverlässigkeit des Sicherheitssystems steigern, wenn beispielsweise Ausgabegeräte ausfallen und keinen Warnhinweis ausgeben können.
Besonders bevorzugt ist die Rückmeldung von den Ausgabegeräten nicht interpretierend. Dies kann einen einfachen Aufbau des Sicherheitssystems ermöglichen, wobei die Ausgabegeräte keine Logik erfordern, um eine Rückmeldung auszugeben.
Wenn das Ausgabegerät einen Bildschirm umfasst, ist die Rückmeldung vorzugsweise die Checksumme eines Bildschirmspeichers, insbesondere eines definierten Gebiets des Bildschirms. Die Checksumme kann vorzugsweise auch einer konstanten Operation unterzogen werden, beispielsweise einer konstanten Addition oder Multiplikation, um das Ergebnis dem erwarteten Ergebnis der Steuereinheit anzupassen. Das Ausgabegerät weiß selbst nicht, was das erwartete Ergebnis sein sollte. Die Steuereinheit hingegen erwartet vorzugsweise einen bestimmten Wert für eine bestimmte Anzeige des Warnhinweises.
Weiter bevorzugt ist die nicht interpretierende Rückmeldung ein gemessener Ansteuerungsstrom des Ausgabegeräts. Beispielsweise kann die Ausgabe eines Warnhinweises mittels eines Vibrationselements bei Verwendung eines Motors über ein Sampling des Phasenstroms überwacht werden. Die Ausgabe eines akustischen Warnhinweises mittels eines Lautsprechers kann beispielsweise über ein Sampling der Treiberspule kontrolliert werden.
Weiter bevorzugt umfasst die nicht interpretierende Rückmeldung ein ermitteltes Tonsignal des Ausgabegeräts. Das Tonsignal wird vorzugsweise über ein Mikrofon erfasst, das in dem Ausgabegerät oder Steuereinheit sitzen kann.
Eine LED als Ausgabegerät kann vorzugsweise den Helligkeitszustand und/oder Farbkombination als nicht interpretierende Rückmeldung ausgeben.
Das Sicherheitssystem umfasst vorzugsweise eine Sensorvorrichtung, welche eingerichtet ist, eine Fahrerreaktion auf den Hinweis zu erfassen. Vorzugsweise wird die Fahrerreaktion mittels eines Geschwindigkeitssensors, eines Eye- und/oder Headtracking-Sensors, eines Lenksensors, eines Pedaliersensors, eines Beschleunigungssensors und/oder eines Drucktasters ermittelt. Das Bewegen des Kopfes kann beispielsweise mittels einer Kamera oder eines Beschleunigungssensors am Helm erfasst werden. Das Bewegen der Augen kann vorzugsweise mit einer Kamera erfasst werden. Basierend auf der Fahrerreaktion kann anschließend beispielsweise die Ausgabe des Warnhinweises gestoppt werden, wenn diese vom Fahrer wahrgenommen wurde. Wenn erkannt wird, dass der Warnhinweis vom Fahrer nicht erkannt wurde, kann beispielsweise die Ausgabe des Warnhinweises angepasst werden. Alternativ oder zusätzlich können durch das Sicherheitssystem Schritte eingeleitet werden, welche die Gefahrensituationen für das Mikromobilitätsfahrzeug reduzieren können, wie beispielsweise das Abbremsen des Mikromobilitätsfahrzeugs. Über den Drucktaster kann aktiv eine Fahrerreaktion des Fahrers auf den Warnhinweis abgefragt werden.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Warnung vor Gefahrensituationen für ein Mikromobilitätsfahrzeug mit einem zuvor beschriebenen Sicherheitssystem. Das Verfahren umfasst die Schritte: Empfangen einer funkbasierten Umgebungsinformation, Detektieren einer Gefahrensituation, Auswählen eines Ausgabegeräts zur Warnung vor der Gefahrensituation mittels eines Warnhinweises, Ermitteln eines Start- und eines Endzeitpunkts des Warnhinweises, Ausgabe des Warnhinweises durch das Ausgabegerät. Hierdurch kann der Fahrer eines Mikromobilitätsfahrzeugs basierend auf empfangenen funkbasierten Umgebungsinformationen durch einen situationsabhängigen Warnhinweis vor einer Gefahrensituation gewarnt werden. Die funkbasierte Umgebungsinformation kann auch Warnungen umfassen.
Basierend auf der verfügbaren und einsatzbereiten Auswahl an Ausgabegeräten kann die Steuereinheit die benötigte Informationstiefe seiner Eingangsinformationen steuern bzw. konfigurieren. Stehen beispielsweise nur einstufige und sehr einfache Ausgabegeräte zur Verfügung, reicht der Steuereinheit eine entsprechende einfache, im Extremfall binäre Information (Warnung ja/nein). Stehen hingegen komplexere Ausgabemöglichkeiten wie z.B. ein Matrixdisplay zur Verfügung, kann die Steuereinheit zusätzliche Informationen über beispielsweise die Art oder Position der Gefahr zur Anzeige bringen; in diesem Fall kann sie entspreched komplexere Information von der die V2X Nachrichten verarbeitenden Einheit anfordern. Im Fall, dass die V2X- Nachrichten verarbeitende Steuereinheit und die Warnhinweise für die Anzeigegeräte ausgebende Steuereinheit nicht im selben Gerät vereint sind, bedeutet dies eine bedarfsgerechte Steuerung der Payload auf dem die beiden Geräte verbindenden Bussystem.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren den weiteren Schritt: Priorisieren und/oder Filtern von von empfangenen funkbasierten Umgebungsinformationen, insbesondere von Warnungen, und/oder von detektierten Gefahrensituationen. Hierdurch kann verhindert werden, dass der Fahrer mit Informationen überflutet wird und aufgrund der vielen Informationen falsch reagiert, insbesondere wenn auf Basis der empfangenen funkbasierten Umgebungsinformationen mehrere gleichzeitige Gefahrensituationen detektiert werden können.
Während der Ausgabe des Warnhinweises wird vorzugsweise das Bestehen der Gefahrensituation geprüft und die Ausgabe gestoppt, wenn die Gefahrensituation nicht mehr besteht. Somit kann verhindert werden, dass der Fahrer vor nicht existierenden Gefahrensituationen gewarnt wird und dessen Aufmerksamkeit vor Warnhinweisen sinkt.
Weiter bevorzugt umfasst das Verfahren den Schritt des Ermittelns einer Fahrerreaktion. Dies erfolgt vorzugsweise mittels der zuvor beschriebenen Sensorvorrichtung. Basierend auf der Fahrerreaktion wird vorzugsweise die Auswahl des Ausgabegeräts angepasst und/oder die Ausgabe des Warnhinweises beendet, intensiviert oder abgeschwächt und/oder das Mikromobilitätsfahrzeug gebremst oder gedrosselt. Hierdurch kann die Ausgabe von Warnhinweisen verbessert werden und der Fahrer des Mikromobilitätsfahrzeugs besser vor Gefahrensituationen geschützt werden. Die Eskalation/Deeskalation je nach Fahrerreaktion kann den Fahrer in eine Regelschleife aufnehmen und signalisiert ihm, ob das, was er gerade tut, in die richtige Richtung geht, um die Situation zu entschärfen.
Besonders bevorzugt umfasst das Verfahren den Schritt des Empfangens einer Rückmeldung des Ausgabegeräts und anschließendes Ermitteln auf Basis der Rückmeldung, ob eine Ausgabe des Warnhinweises durch das Ausgabegerät erfolgt ist. Wenn der Warnhinweis durch das Ausgabegerät nicht ausgegeben wurde, wird vorzugsweise ein anderes Ausgabegerät zur Ausgabe des Warnhinweises ausgewählt. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass zuverlässig ein Warnhinweis ausgegeben wird und eine fehlerhafte Ausgabe des Warnhinweises durch das Ausgabegerät erkannt wird.
Ferner betrifft die Erfindung ein Mikromobilitätsfahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrrad, welches eingerichtet ist, das zuvor beschriebene Verfahren auszuführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
Figur 1 eine schematische Ansicht eines Elektrofahrzeugs mit einem
Sicherheitssystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
Figur 2 ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur
Warnung vor Gefahrensituationen für das Elektrofahrrad mit dem Sicherheitssystem gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ausführungsformen der Erfindung
Bevorzugt sind alle gleichen Bauteile, Elemente und/oder Einheiten in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 ein Elektrofahrrad 100 mit einem Sicherheitssystem 1 sowie ein Verfahren zur Warnung vor Gefahrensituationen gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel im Detail beschrieben.
Figur 1 zeigt das Elektrofahrrad 100 mit dem Sicherheitssystem 1. Das Sicherheitssystem 1 umfasst eine Steuereinheit 10, eineV2X-Vorrichtung 11 und mehrere Ausgabegeräte 12. Die Steuereinheit 10 setzt sich zusammen aus einer ersten Steuereinheit 10a und einer zweiten Steuereinheit 10b. Die zweite Steuereinheit 10b ist dabei vorzugsweise eine allgemeine Steuereinheit des Elektrofahrrads 100, welche zusätzlich auch andere Funktionen des Elektrofahrrads 100 steuern kann. Dabei kann die V2X-Vorrichtung 11 funkbasierte Umgebungsinformationen empfangen, die von der an der V2X- Vorrichtung 11 angeordneten ersten Steuereinheit 10a auf Gefahrensituationen hin untersucht werden können. Detektierte Gefahrensituationen können anschließend von der ersten Steuereinheit 10a an die zweite Steuereinheit 10b übertragen werden, welche die Ausgabegeräte 12 basierend auf den detektierten Gefahrensituation unterschiedlich angesteuern kann, um dem Fahrer des Elektrofahrrads 100 und/oder Verkehrsteilnehmer situationsabhängig vor der möglichen Gefahrensituation zu warnen.
Die Steuereinheit 10 ist in der schematischen Darstellung im Bereich des elektrischen Energiespeichers des Elektrofahrrads 100 angeordnet. Die V2X- Vorrichtung 11 ist als Funkantenne dargestellt und grenzt an die erste Steuereinheit 10a an. Dadurch kann die V2X-Vorrichtung 11 funkbasierte Umgebungsinformationen 3 von Infrastruktur und Verkehrsteilnehmern empfangen. Zur Verbesserung des Empfangs der V2X-Vorrichtung 11 kann diese auch in anderen Bereichen des Elektrofahrrads 100 angeordnet werden. Die Steuereinheit 10 kann alternativ auch einteilig ausgeführt sein. Als Ausgabegeräte 12 umfasst das Elektrofahrrad 100 ein Frontlicht 15, ein Rücklicht 16 sowie eine Klingel als akustisches Signalgerät 17. Des Weiteren ist am Lenker des Elektrofahrrads 100 ein Fahrradcomputer 18 angeordnet, welcher ebenfalls als Ausgabegerät 12 dienen kann. Der Fahrradcomputer 18 umfasst vorzugsweise ein Display und kann durch ein Smartphone ausgebildet sein. Somit kann der Fahrradcomputer 18 den visuellen Sinneskanal des Fahrers ansprechen.
Das akustische Signalgerät 17 kann den akustischen Sinneskanal des Fahrers ansprechen und das Frontlicht 15 sowie das Rücklicht 16 können den optischen Sinneskanal von Verkehrsteilnehmern ansprechen. Des Weiteren kann als Ausgabegerät 12 beispielsweise eine Smartwatch des Fahrers dienen, welche mittels eines haptischen Aktuators den haptischen Sinneskanal des Fahrers ansprechen kann. Durch Rückmeldungen der Ausgabegeräte 12 an die Steuereinheit 10 kann diese vorzugsweise erfassen, welche Ausgabegeräte 10 zur Ausgabe eines Warnhinweises zur Verfügung stehen, beispielsweise ob der Fahrer eine Smartwatch anhat, über welche ein Warnhinweis ausgegeben werden kann.
Durch das dargestellte System können die funkbasierten Umgebungsinformationen 3 von Infrastruktur und/oder Verkehrsteilnehmer von der V2X-Vorrichtung 11 empfangen werden, woraufhin die erste Steuereinheit 10a die funkbasierten Umgebungsinformationen 3 in Verbindung mit der eigenen prognostizierten Trajektorie auf potentielle Gefahrensituationen überprüfen kann. Wenn von der ersten Steuereinheit 10a eine Gefahrensituation detektiert wurde, kann die erste Steuereinheit diese Information an die zweite Steuereinheit 10b übermitteln, welche basierend auf der detektierten Gefahrensituation die Ausgabegeräte 12 unterschiedlich ansteuern kann, um den Fahrer und/oder Verkehrsteilnehmer situationsabhängig vor der Gefahrensituation zu warnen. Beispielsweise kann der Fahrer vor einer gefährlichen Kreuzung durch eine Anzeige auf dem Fahrradcomputer 18 gewarnt werden. Vor einem potentiellen Zusammenstoß mit einem anderen Verkehrsteilnehmer kann beispielsweise der Fahrer und der Verkehrsteilnehmer durch die Ausgabe eines akustischen Warnhinweises durch das akustische Signalgerät 17 gewarnt werden.
Das Elektrofahrrad 100 weist beispielsweise am Oberrohr eine
Sensorvorrichtung 14 auf, welche eine Fahrerreaktion auf den Warnhinweis 13 erfassen kann. Die Sensorvorrichtung 14 kann beispielsweise einen Geschwindigkeitssensor umfassen, der erkennt, wenn das Elektrofahrrad 100 in Reaktion auf einen Warnhinweis abgebremst wird. Des Weiteren kann die Sensorvorrichtung 14 einen Eye- oder Headtracking Sensor umfassen, der beispielsweise mittels einer Kamera die Bewegungen der Augen und/oder des Kopfes ermitteln kann. Hierdurch kann beispielsweise erfasst werden, ob der Fahrer seine Aufmerksamkeit auf den Fahrradcomputer 18 oder den Verkehr richtet. Wenn der Fahrer beispielsweise auf den Fahrradcomputer 18 schaut, kann der Warnhinweis 13 bevorzugt über den Fahrradcomputer 18 ausgegeben werden. Bei einer Gefahrensituation von rechts kann die Sensorvorrichtung 14 mit Eye/Headtrackingsensor beispielsweise erkennen, ob der Fahrer nach rechts schaut, um die Gefahrensituation zu erfassen.
Somit können mittels des Sicherheitssystems 1 für das Elektrofahrrad 100 dem Fahrer zu jedem Zeitpunkt auf dem optimalen Kanal Informationen zur Verfügung gestellt werden, um den Fahrer effizient und zuverlässig vor Gefahrensituationen zu warnen.
Figur 2 beschreibt ein Verfahren zur Warnung eines Fahrers eines Mikromobilitätsfahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrrads 100, vor Gefahrensituationen. Dabei wird in einem ersten Schritt S1 eine funkbasierte Umgebungsinformation mittels einer V2X-Vorrichtung 11 empfangen.
Um den Rechenaufwand zu reduzieren, werden bei einer Vielzahl von V2X- Signalen vorzugsweise in einem weiteren Schritt S1 .1 die funkbasierten Umgebungsinformationen priorisiert und/oder gefiltert.
Die funkbasierten Umgebungsinformationen werden anschließend in einem Schritt S2 von der Steuereinheit 10 ausgewertet, um Gefahrsituationen zu detektieren. Die Steuereinheit 10 ist insbesondere die erste Steuereinheit 10a.
Detektierte Gefahrensituationen können in einem weiteren Schritt S2.1 ebenfalls priorisiert und/oder gefiltert werden, um dem Fahrer und/oder den Verkehrsteilnehmern nicht zu viele oder unrelevante Warnhinweise 13 auszugeben. Hierdurch kann auch der Rechenaufwand reduziert werden, insbesondere wenn die Gefahrensituationen von der zweite Steuereinheit 10b ausgewertet werden. Wenn eine Gefahrensituation detektiert wurde, wird anschließen in einem Schritt S3 das Ausgabegerät 12 zur Ausgabe des Warnhinweises 13 ausgewählt. Dabei kann die Fahrerreaktion berücksichtigt werden, welche in einem Schritt S7 ermittelt wird. Wenn beispielsweise der Fahrer auf den Fahrradcomputer 18 schaut, wird der Warnhinweis bevorzugt über den Fahrradcomputer 18 ausgegeben, oder wenn sich aufgrund eines durch den Fahrer initiierten Bremsvorgangs das Gefahrenrisiko verringert, kann die Intensität einer akustischen Warnausgabe verringert werden
Nachdem Ausgabegeräte 12 zur Ausgabe des Warnhinweises bestimmt wurden, wird in einem Schritt S4 ein Start und ein Endzeitpunkt des Warnhinweises ermittelt und anschließen in einem Schritt S5 durch das Ausgabegerät 12 ausgegeben.
Vorzugsweise wird während der Ausgabe des Warnhinweises S5 in einem weiteren Schritt S6 das Bestehen der Gefahrensituation geprüft. Dabei wird die Ausgabe des Warnhinweises S5 gestoppt, wenn die Gefahrensituation nicht mehr besteht.
Die Gefahrensituation kann beispielsweise dadurch aufgehoben werden, dass durch das Ermitteln der Fahrerreaktion S7 erkannt wurde, dass der Fahrer die Gefahrensituation wahrgenommen und darauf reagiert hat.
Wenn festgestellt wird, dass der Fahrer trotz der Ausgabe des Warnhinweises 13 nicht auf die Gefahrensituation reagiert, kann in einem Schritt S8 die Ausgabe des Warnhinweises beendet, intensiviert oder abgeschwächt werden. Des Weiteren kann kann bei einer fehlenden Reaktion des Fahrers das Elektrofahrrad 100 gebremst oder gedrosselt werden, um die Gefahrensituation zu reduzieren.
Das Ausgabegerät 12 sendet während der Ausgabe eines Warnhinweises vorzugsweise Rückmeldungen S9 an die Steuereinheit 10 zurück. Daraufhin kann die Steuereinheit in einem Schritt S10 ermitteln, ob auf Basis der Rückmeldung einer Ausgabe des Warnhinweises 13 durch das Ausgabegerät 12 erfolgt ist. Wenn beispielsweise erkannt wird, dass das Ausgabegerät 12 kein Warnhinweis 13 ausgeben konnte, wird dies bei der Auswahl des Ausgabegeräts 12 in Schritt S3 berücksichtigt und andere Ausgabegeräte 12 bevorzugt ausgewählt

Claims

Ansprüche
1 . Sicherheitssystem für Mikromobilitätsfahrzeuge, insbesondere Elektrofahrräder (100), umfassend eine Steuereinheit (10) mit einer V2X-Vorrichtung (11), welche eingerichtet ist, funkbasiert Umgebungsinformationen (3) von Infrastruktur und/oder Verkehrsteilnehmern zu empfangen und darauf basierend eine Gefahrensituation zu detektieren, und mehrere Ausgabegeräte (12) die eingerichtet sind, Warnhinweise (13) auszugeben, wobei die Ausgabegeräte (12) basierend auf der detektierten Gefahrensituation von der Steuereinheit unterschiedlich ansteuerbar sind, um den Fahrer und/oder den Verkehrsteilnehmer situationsabhängig vor der Gefahrensituation zu warnen.
2. Sicherheitssystem nach Anspruch 1 , wobei die Ausgabegeräte (12) eingerichtet sind, einen visuellen, akustischen und/oder haptischen Warnhinweis auszugeben.
3. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausgabegeräte (12) ein Frontlicht (15), ein Rücklicht (16), einen Fahrradhelm mit einer Anzeigeeinheit und/oder ein akustisches Signalgerät (17) umfassen, um einen Verkehrsteilnehmer zu warnen.
4. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausgabegeräte (12) eingerichtet sind, der Steuereinheit (10) mittels einer Rückmeldung eine Eigenschaft der Ausgabegeräte (12) zu kommunizieren.
5. Sicherheitssystem nach Anspruch 4, wobei die Steuereinheit (10) dazu eingerichtet ist, auf Grundlage der Rückmeldung von den Ausgabegeräten (12) zu ermitteln, ob der Warnhinweis ausgegeben wurde.
6. Sicherheitssystem nach Anspruch 4, wobei die Rückmeldung nicht interpretierend ist, insbesondere ist die Rückmeldung die Checksumme eines Bildschirmspeichers des Ausgabegeräts (12), ein gemessener Ansteuerungsstrom des Ausgabegeräts (12) und/oder ein ermitteltes Tonsignal des Ausgabegeräts (12).
7. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Sensorvorrichtung (14), welche eingerichtet ist, eine Fahrerreaktion auf den Warnhinweis (13) zu erfassen, insbesondere mittels eines Geschwindigkeitssensors, eines Eye/Head-Tracking-Sensors, eines Lenksensors, eines Pedaliersensors, eines Beschleunigungssensors und/oder eines Drucktasters.
8. Verfahren zur Warnung vor Gefahrensituationen für ein Mikromobilitätsfahrzeug mit einem Sicherheitssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte:
Empfangen (S1) eines einer funkbasierten Umgebungsinformation, Detektieren (S2) einer Gefahrensituation,
Auswählen (S3) eines Ausgabegeräts (12) zur Warnung vor der Gefahrensituation mittels eines Warnhinweises (13), Ermitteln (S4) eines Start- und eines Endzeitpunkts des Warnhinweises (13), Ausgabe (S5) des Warnhinweises durch das Ausgebegerät (12).
9. Verfahren nach Anspruch 8, umfassend den Schritt: Priorisieren und/oder Filtern von empfangenen funkbasierten Umgebungsinformationen (S1.1) und/oder detektierten Gefahrensituationen (S2.1).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei während der Ausgabe des Warnhinweises (13) das Bestehen der Gefahrensituation geprüft wird (S6) und wobei die Ausgabe (S5) gestoppt wird, wenn die Gefahrensituation nicht mehr besteht.
11 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den Schritt: Ermitteln einer Fahrerreaktion (S7).
12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei basierend auf der Fahrerreaktion (S7) die Auswahl (S3) des Ausgabegeräts angepasst wird und/oder die Ausgabe (S5) des Warnhinweises (13) beendet, intensiviert oder abgeschwächt wird und/oder das Mikromobilitätsfahrzeug gebremst oder gedrosselt (S8) wird.
13. Verfahren nah einem der Ansprüche 8 bis 12, umfassend die Schritte: Empfangen einer Rückmeldung (S9) des Ausgabegeräts (12) und anschließendes Ermitteln auf Basis der Rückmeldung (S10), ob eine Ausgabe (S5) des Warnhinweises (13) durch das Ausgabegerät (12) erfolgt ist und Auswählen (S3) eines anderen Ausgabegeräts, wenn der Warnhinweis (13) durch das Ausgabegerät (12) nicht ausgegeben werden konnte.
14. Mikromobilitätsfahrzeug, insbesondere Elektrofahrrad (100), welches eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13 auszuführen.
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