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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für einen Innenraum eines Fahrzeugs, ein Fahrzeug mit einer solchen Anzeigevorrichtung und ein Verfahren zum Verformen eines formflexiblen Anzeigeelements einer Anzeigevorrichtung.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 10 2005 049 127 A ist eine Vorrichtung zur Anzeige von Informationen in einem Fahrzeug bekannt, die ein flexibles Display aufweist, das eine dreidimensional verlaufende Körperoberfläche einer Einrichtung des Fahrzeugs bildet.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß werden eine Anzeigevorrichtung für einen Innenraum eines Fahrzeugs, ein Fahrzeug mit einer solchen Anzeigevorrichtung und ein Verfahren zum Verformen eines formflexiblen Anzeigeelements einer Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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Die Erfindung bedient sich der Maßnahme, ein formflexibles Anzeigeelement und ein Stellelement in einer Anzeigevorrichtung zu kombinieren, um die Form des formflexiblen Anzeigeelements in Abhängigkeit von der Anzeigevorrichtung zugeführten Stellbefehlen bzw. Stellsignalen einzustellen bzw. zu verändern. Zweckmäßigerweise kann auch eine Darstellung auf dem formflexiblen Anzeigeelement in Abhängigkeit von der Anzeigevorrichtung zugeführten Darstellungsbefehlen eingestellt werden.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, dass sowohl der Fahrer als auch weitere Insassen des Fahrzeugs in jeder Fahrsituation Unterstützung erfahren. In unkritischen Fahrsituationen, z.B. während einer Konstantfahrt mit Fahrgeschwindigkeitsregelung, kann die Darstellung auf dem Anzeigeelement nach den Wünschen der Fahrzeugnutzer an das Design des übrigen Interieurs angepasst werden, so dass ein angenehmes Raumgefühl entsteht, welches den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit erhöht. In kritischen Fahrsituationen hingegen kann beispielsweise eine Warnung auf dem Anzeigeelement erscheinen, deren Wahrnehmung durch eine zusätzliche Verformung der Oberfläche des Anzeigeelements erhöht werden kann. Beispielsweise kann sich die Oberfläche in Richtung des Fahrers bewegen, um dessen Aufmerksamkeit auf die angezeigte Warnung zu lenken. Insbesondere kann die Formveränderung auch pulsierend sein. Jede Formveränderung kann auch durch entsprechende optische Veränderungen unterstützt werden, z.B. unterschiedliche bewegte oder stehende Farben, Muster usw. Somit bietet die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung in jeder denkbaren Fahrsituation die geeignete Assistenz für Fahrer und Beifahrer.
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Unter dem Begriff „Darstellung“ soll insbesondere eine visuelle Darstellung von Zeichen, Muster, Farbe, Bilder etc. auf dem Anzeigeelement verstanden werden. Die „Form des formflexiblen Anzeigeelements“ soll insbesondere die Formung der Oberfläche des Anzeigeelements bezeichnen.
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Bei dem formflexiblen Anzeigeelement handelt es sich bevorzugt um ein Foliendisplay, insbesondere ein Display, das organische Leuchtdioden aufweist, die auf einer biegsamen Kunststofffolie aufgebracht sind (OLED-Display). Die neuartige OLED-Displaytechnologie (OLED - organic light emitting diode) ermöglicht durch ihre flache Bauweise, biegsame Struktur und geringe Wärmeentwicklung eine verbesserte Integration von Displays in frei geformte Oberflächen und kann somit auch zur Darstellung von Informationen im peripheren Sichtbereich des Fahrers genutzt werden.
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Mit einem Foliendisplay können vielfältige Formen, auch mit vergleichsweise komplizierter Topographie, realisiert werden. Vorzugsweise ist das flexible Foliendisplay über den größten Teil ggf. vollständig als Anzeigefoliendisplay ausgestaltet, so dass der vom Foliendisplay überzogene Bereich mit Bildinformationen beaufschlagbar ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Foliendisplay zumindest abschnittsweise als Touchscreen realisiert.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist das formflexible Anzeigeelement eine Projektionsfläche einer Anordnung aus Projektionsfläche und Projektor auf, bzw. wird der anzuzeigende Inhalt auf das formflexible Anzeigeelement projiziert. Eine solche Projektionsfläche weist für das Projektionsverfahren geeignete optische Eigenschaften auf, um Licht in eine geeignete Richtung zu reflektieren beispielsweise hinsichtlich Reflektion, Transmission, holographische Eigenschaften usw.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist das formflexible Anzeigeelement in Textilien integrierte Leuchtmittel auf. Hierdurch ist zwar nicht dieselbe Darstellungsqualität (Auflösung, Farbspektrum) erreichbar wie mit einem OLED-Display, jedoch weist diese Ausführungsform Kostenvorteile auf und ist sehr robust und zuverlässig.
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Bevorzugt empfängt die Anzeigevorrichtung die Stellbefehle und/oder Darstellungsbefehle von einem oder mehreren im Fahrzeug befindlichen Fahrzeugsteuergeräten. Z.B. können die Stellbefehle auch über einen Menüpunkt im Bordsystem des Fahrzeugs ausgelöst werden oder es kann eine mobile Anwendung (mobile App) auf einem Smartphone des Fahrzeugnutzers zur Vorgabe der Stellbefehle verwendet werden.
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Vorzugsweise kann eine Veränderung der Form in Abhängigkeit von der Fahrzeugbetriebsart erfolgen, so dass der Fahrer bzw. Insassen jederzeit sofort erkennen können, ob sich das Fahrzeug momentan in einem besonderen Betriebsmodus befindet, wie z.B. ausgewählt aus automatisiertem, teilautomatisiertem Fahren, autonomem Fahren, manuellem Fahren usw. Beim Wechsel zwischen automatisiertem zu manuellem Fahrmodus ist so der jeweilige Modus für den Fahrer klar erkennbar.
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Vorzugsweise ist das mindestens eine Stellelement dazu ausgebildet, das formflexible Anzeigeelement mechanisch flexibel zu verformen. Diese Verformung des Anzeigeelements unterstützt die auf dem Anzeigeelement dargestellten Hinweise. Beispielsweise kann sich die Oberfläche des Anzeigeelements in Richtung des Fahrers bewegen, um dessen Aufmerksamkeit auf die angezeigte Warnung zu lenken. Die Verformung und der visuell dargestellte Inhalt verbinden sich dabei zu einer neuen Art der Wahrnehmung. Unter einer mechanisch flexiblen Verformung soll dabei eine reversible, wiederholbare Verformung verstanden werden. Mit anderen Worten, das Anzeigeelement soll dazu ausgebildet sein, eine vorgegebene Verformung für eine Vielzahl an Wiederholungen ohne wesentliche Beeinträchtigungen auszuführen.
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Bevorzugt ermöglicht das Stellelement eine kontinuierliche flexible Verformung des Anzeigeelements bis zu einer Maximalposition. Der maximale Verstellbereich des Stellelements ist dabei insbesondere abhängig von den Materialeigenschaften des Anzeigeelements. Des Weiteren beschränken möglicherweise auch die angrenzenden Interieurelemente die maximale Verformung des Anzeigeelements.
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Besonders bevorzugt ist das mindestens eine Stellelement dazu ausgebildet, das formflexible Anzeigeelement derart mechanisch flexibel zu verformen, dass dieses einen dreidimensionalen Körper ausbildet, der in den Fahrzeuginnenraum hineinragt. Mit anderen Worten schiebt das mindestens eine Stellelement die Oberfläche des Anzeigeelements in Richtung des Fahrzeuginnenraums, so dass diese eine Erhebung in Richtung des Fahrzeuginnenraums ausbildet. Bevorzugt ist das Stellelement dazu auf der Rückseite des Anzeigeelements angeordnet. Die Verformung des Displays kann z.B. zu einer Einschnürung des Innenraums führen, die ein sportliches Fahrgefühl vermittelt. Beispielsweise ist ein Sportwagen von der Innenraumgestaltung kompakter ausgelegt als eine Großraumlimousine. Diese Charakteristiken können durch die Verformungs-Parameter des Anzeigeelements nachgebildet werden und können damit beispielsweise den Wechsel des Fahrmodus „Komfort“ in den Modus „Sport“ verdeutlichen. Bei einem erneuten Wechsel in den Komfortmodus kann die Verformung durch eine entgegengesetzte Bewegung des Stellelements wieder rückgängig gemacht werden.
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Bevorzugt ermöglicht das Stellelement eine kontinuierliche Verformung des Anzeigeelements bis zu einer Maximalposition. Es versteht sich jedoch, dass das Stellelement das Anzeigeelement auch nur teilweise verformen kann, d.h., dass nicht der gesamte Verstellweg des Stellelements ausgenutzt wird. Der Grad der Verformung kann beispielsweise abhängig von der Fahrgeschwindigkeit eingestellt werden.
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Bevorzugt weist das Stellelement wenigstens einen Aktor auf, durch den eine Oberfläche des formflexiblen Anzeigeelements aus einer Position, den eine unverformte Oberfläche des formflexiblen Anzeigeelements annimmt, herausbewegbar ist. Die unverformte Oberfläche des formflexiblen Anzeigeelements entspricht im Einbauzustand insbesondere der durch die angrenzende Innenverkleidung im Fahrzeug definierten Oberfläche herausbewegbar ist. Der wenigstens eine Aktor kann beispielsweise als ein vertikal bewegbarer Bolzen ausgebildet sein, insbesondere als eine (matrixartig angeordnete) Vielzahl solcher vertikal bewegbarer Bolzen (in Art eines „Nagelbretts“).
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Vorzugsweise ist die Anzeigevorrichtung in eine Innenverkleidung der Fahrertür und/oder in eine Innenverkleidung der Beifahrertür integriert. Besonders bevorzugt ist jeweils eine Anzeigevorrichtung in die Innenverkleidung der Fahrertür und die Innenverkleidung der Beifahrertür integriert. Dabei fügt sich die Form des Anzeigeelements zweckmäßigerweise derart in die Innenverkleidung ein, dass es im ausgeschalteten Zustand nicht als Anzeigeelement zu erkennen ist.
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Besonders bevorzugt ist die Anzeigevorrichtung in einem Bereich in der Innenverkleidung einer Tür (Fahrertür und/oder der Beifahrertür und/oder Türen der Rückbank) integriert, der unterhalb einer Seitenscheibe und angrenzend an diese angeordnet ist. Diese Anzeigepositionen ermöglichen zum einen, das komplette Sichtfeld des Fahrers zur Bereitstellung von Informationen zu nutzen, zum anderen bieten sie auch den übrigen Insassen eine gute Sicht auf das jeweilige Anzeigeelement. Insbesondere in Verbindung mit der oben beschriebenen Visualisierung der Fahrdynamik kann durch die seitliche Anordnung der Anzeigeelemente die Anfälligkeit der Beifahrer für Reisekrankheit gesenkt werden.
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Vorzugsweise weist das mindestens eine Stellelement einen elektromechanischen Aktor und/oder einen pneumatischen Aktor und/oder einen hydraulischen Aktor auf. Besonders ein elektromechanischer Aktor ermöglicht auf einfache Weise eine kontinuierliche und geräuscharme Verstellung.
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Vorzugsweise ist die Darstellung auf dem formflexiblen Anzeigeelement ein Warnhinweis. Dieser kann aus einem einzelnen Zeichen, wie beispielsweise einem Ausrufezeichen oder einem Blitz, bestehen oder ein einzelnes Wort oder einen Schriftzug enthalten. Ferner sind auch Bildzeichen, wie beispielsweise eine rote Ampel oder ein Werkzeugschlüssel möglich.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Darstellung auf dem formflexiblen Anzeigeelement ein veränderbares Muster. So lassen sich neben verschiedenen Farben auch detaillierte Muster oder sogar Werkstoffe als Zierelemente (wie Holz, Chrom/Metall, Leder, etc.) virtuell darstellen. Dies ermöglicht ein angenehmes Raumgefühl, welches den Fahrkomfort und damit die Fahrsicherheit steigert.
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Vorteilhafterweise wird die Darstellung auf dem formflexiblen Anzeigeelement in regelmäßigen Zeitabständen an- und abgeschaltet. Somit ist eine pulsierende Darstellung der Displayinhalte möglich. Die Länge der Zeitabstände kann dabei variieren. Beispielsweise kann die Abschaltdauer kontinuierlich verkürzt werden, so dass die Anzeige über der Zeit „hektischer“ wird. Dies erhöht insbesondere bei der Darstellung eines Warnhinweises die Wahrnehmbarkeit und gibt der Warnung ein höheres Gewicht.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung zu den beiliegenden Zeichnungen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Figurenliste
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- 1 zeigt schematisch ein erstes Beispiel einer Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung;
- 2 zeigt schematisch die Ausgestaltung aus 1 mit veränderter Form; und
- 3 zeigt schematisch die Ausgestaltung aus 1 mit unterschiedlichen Darstellungsinhalten.
- 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens als Blockdiagramm.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In 1 ist der Fahrer- und der Beifahrerbereich eines Fahrzeuginnenraums mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung schematisch dargestellt. Der Fahrzeuginnenraum weist eine Fahrertür 1a, eine Beifahrertür 1b, jeweils mit Seitenscheibe 11a, 11b, ein Lenkrad 3, ein Armaturenbrett 4, einen Fahrersitz 5, einen Beifahrersitz 6 sowie eine Anzeigevorrichtung in der Fahrertür 1 und eine Anzeigevorrichtung in der Beifahrertür 1b auf, die jeweils angrenzend zu den Seitenscheiben 11a, 11b angeordnet ist. Da die Anzeigevorrichtungen im eingebauten Zustand abgebildet sind, ist jeweils nur das entsprechende formflexible Anzeigeelement 10a, 10b sichtbar, welches hier bevorzugt ein organisch lichtemittierendes Anzeigeelement (OLED-Display) aufweist. Das jeweilige Stellelement ist darunter angeordnet und gestrichelt dargestellt und mit 12a, 12b bezeichnet.
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Es sei darauf hingewiesen, dass das formflexible Anzeigeelement alternativ oder zusätzlich auch eine Projektionsfläche 10b einer Anordnung aus Projektionsfläche 10b und Projektor 13b, und/oder in Textilien integrierte Leuchtmittel aufweisen kann.
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Man kann erkennen, dass die Anzeigevorrichtungen in den beiden Seitentüren1a, 1b optisch an das Armaturenbrett 4 anschließen und sowohl dem Fahrer als auch dem Beifahrer eine gute Sicht auf das OLED-Display 10a, 10b ermöglichen. Die Anzeigevorrichtung ist dazu eingerichtet, die Form des OLED-Displays 10a, 10b mittels des Stellelements 12a, 12b in Abhängigkeit von empfangenen Stellbefehlen zu verändern. Die Stellbefehle können beispielsweise von einem Fahrzeugsteuergerät (Antriebssteuergerät, wie z.B. Motorsteuergerät (ECU) oder zentrales Steuergerät für den Antriebsstrang (VCU); Steuergerät von Fahrerassistenzsystemen (FAS; englisch Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) wie z.B. ABS, ESP, Abstandsregeltempomat, Notbremsassistent, PAD/HAD-Steuergerät (partly/highly automated driving) usw.) gesendet werden, oder (zweckmäßigerweise nur in zulässigen Situationen wie z.B. autonomes Fahren oder Parksituation) direkt durch den Fahrzeugnutzer per Smartphone (mobile App) angesteuert werden.
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In 2 ist beispielhaft eine solche Verformung des OLED-Displays 10a, 10b gezeigt. In dem dargestellten Fall wird die Oberfläche derart verformt, dass sich zwei Flächen ausbilden, die in einem vorbestimmten Winkel zueinanderstehen. Somit erfolgt zum einen eine Einschnürung des Innenraums, die ein sportliches Fahrgefühl vermittelt, zum anderen erhöht sich die Fläche zur Informationswiedergabe. Durch die Ausbildung von zwei Flächen, die in unterschiedlicher Richtung in den Fahrzeuginnenraum ragen, besteht die Möglichkeit, gezielt Informationen wiederzugeben. Beispielsweise können auf einer Fläche Informationen für die Fahrzeuginsassen im Heck bereitgestellt werden. Um die beiden Flächen auszubilden, kann beispielsweise ein Stellelement in der Mitte der Längsseite des Anzeigeelements angeordnet sein und einen Verstellweg senkrecht zur Innenverkleidung haben. Es wird deutlich, dass durch die Anordnung der Flächen auch die Fahrzeuginsassen im Heck des Fahrzeugs gezielt angesprochen werden können.
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3 zeigt unterschiedliche grafische Designs, die auf dem OLED-Display 10a, 10b angezeigt werden können. Durch die Auswahl dieser Designs ist neben der Fahrerassistenzfunktion des OLED-Displays 10a, 10b auch eine Individualisierung des Fahrzeuginterieurs möglich. Die verschiedenen grafischen Designs können entweder vom Fahrzeughersteller oder von einem Drittanbieter innerhalb eines vorgegeben Rahmens ausgewählt werden. Denkbar ist auch die zeitweise Nutzung des OLED-Displays 10a, 10b zur personalisierten Werbung. Bei geparktem Fahrzeug können dabei passend zum äußeren Kontext Werbeinhalte angezeigt werden. Dazu können die Displayflächen vermietet oder vom Fahrzeughersteller für eigene Werbeaktionen genutzt werden. Die Ansteuerung des jeweiligen Displayinhalts kann über einen Menüpunkt im Bordsystem des Fahrzeugs erfolgen oder es kann eine mobile Anwendung (mobile App) auf einem Smartphone des Fahrzeugnutzers zur Ansteuerung der Inhalte verwendet werden.
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In 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens als Blockdiagramm dargestellt. In einem Schritt 400 wird eine Situation erkannt, welche das Verfahren auslöst. Beispielsweise kann vorgesehen sein, den Fahrer vor einer Gefahrenstelle zu warnen oder auf das Überschreiten einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit oder das Unterschreiten eines Mindestabstands hinzuweisen.
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Dazu werden zunächst in einem Schritt 401 für den beabsichtigten Zweck geeignete Stellbefehle für die Stellelemente 12a, 12b der Anzeigevorrichtung erzeugt, beispielsweise von einem Fahrzeugsteuergerät. In einem Schritt 402 werden für den beabsichtigten Zweck geeignete Anzeigebefehle für die formflexible Anzeigeelemente 10a, 10b der Anzeigevorrichtung erzeugt, insbesondere von demselben Steuergerät.
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Die Stellbefehle und Anzeigebefehle werden in einem Schritt 403 an die Anzeigevorrichtung übertragen.
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In einem Schritt 404 führt das Stellelement die Stellbefehle aus, gleichzeitig führt das formflexible Anzeigeelement in einem Schritt 405 die Anzeigebefehle aus. Beispielsweise kann dies dazu führen, dass ein Warnsignal wie z.B. ein weißes Dreieck mit rotem Rand und Ausrufezeichen, oder ein Höchstgeschwindigkeitssignal (weißer Kreis mit rotem Rand und Zahl) pulsierend auf den Fahrer zu- und wieder von diesem wegbewegt wird.
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Das Verfahren endet in einem Schritt 406, insbesondere wenn die auslösende Situation vorüber ist, insbesondere indem die Anzeige erlischt und das Stellelement wieder in seine Ruheposition gefahren wird.
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Somit bietet die vorliegende Erfindung die Möglichkeit, sowohl den Fahrer als auch alle weiteren Insassen des Fahrzeugs in jeder Fahrsituation gezielt zu unterstützen. Warnhinweise auf dem Display, deren Deutlichkeit durch eine Verformung der Display-Oberfläche zusätzlich erhöht wird, steigern die Aufmerksamkeit des Fahrers und tragen somit zu einer verbesserten Fahrsicherheit bei. Zudem kann das Wohlbefinden der Beifahrer durch situationsangepasste Anzeigen, die auf Veränderungen des Fahrzeugverhaltens hinweisen, ebenfalls verbessert werden. Des Weiteren kann durch die Darstellung nutzerspezifischer Farben und Muster ein angenehmes Raumgefühl geschaffen werden, welches den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit steigert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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