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Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Bildanzeigevorrichtungen für Fahrzeuginnenraum, vor allem von Kraftfahrzeugen.
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Es ist möglich, eine Bildanzeigevorrichtung im Innenraum eines Fahrzeugs vorzusehen, die einen ausrichtbaren Bildschirm besitzt, beispielsweise um dem Fahrer zu ermöglichen, die Ausrichtung des Bildschirms ergonomisch zu gestalten, um dessen Ablesen beim Fahren zu erleichtern.
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Eine der Aufgaben der Erfindung ist, eine Bildanzeigevorrichtung für einen Fahrzeuginnenraum bereitzustellen, die einen um eine Rotationsachse ausrichtbaren Bildschirm hat, die leicht zu benutzen und zuverlässig ist.
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Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung eine Bildanzeigevorrichtung für einen Fahrzeuginnenraum vor, umfassend einen Anzeigebildschirm, der rotierend um eine Rotationsachse montiert ist, um die Ausrichtung des Bildschirms zu verändern, und eine motorisierte Antriebsvorrichtung, um den Bildschirm rotierend um die Rotationsachse anzutreiben, wobei die Bildanzeigevorrichtung konfiguriert ist, um die manuelle Rotation des Bildschirms um die Rotationsachse zu erlauben.
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Die Bildanzeigevorrichtung kann eine oder mehrere der folgenden optionalen Merkmale umfassen, die allein oder in allen technisch möglichen Kombinationen herangezogen werden:
- – sie umfasst ein Bremssystem, um den Bildschirm bei Nichtvorhandensein eines von der motorisierten Antriebsvorrichtung oder manuell ausgeübten Moments in seiner aktuellen Position zu halten,
- – das Bremssystem umfasst ein Bremsorgan und eine Piste, wobei das Bremsorgan konfiguriert ist, um sich bei der Rotation des Bildschirms entlang der Piste und auf der Piste abgestützt zu verlagern, um dessen Rotation zu bremsen,
- – das Bremsorgan ist eine Rolle, die konfiguriert ist, um bei der Rotation des Bildschirms auf der Piste zu rollen,
- – das Bremsorgan ist rotierend auf einem Halter montiert, wobei das Bremsorgan in Rotation in Bezug zum Halter gebremst wird,
- – es umfasst eine Feder, die ausgebildet ist, um das Bremsorgan an die Piste anzudrücken,
- – das Bremssystem umfasst ein Stellglied, das konfiguriert ist, um das Bremsorgan gegen die Feder von der Piste zu beabstanden,
- – das Bremssystem ist konfiguriert, um den Bildschirm in mindestens einer bestimmten Position zu verriegeln,
- – das Bremssystem umfasst mindestens einen Verriegelungshohlraum, der in der Piste ausgebildet ist, wobei das Bremsorgan konfiguriert ist, um in jeden Hohlraum einzugreifen, um den Bildschirm in einer entsprechenden bestimmten Position zu verriegeln,
- – das Bremssystem ist konfiguriert, damit das Bremsorgan den Hohlraum bei einem Moment, das größer als ein bestimmtes Verriegelungsmoment ist und manuell auf den Bildschirm ausgeübt wird, verlässt,
- – die motorisierte Antriebsvorrichtung umfasst einen Motor, der mit dem Bildschirm mittels einer Übertragung für den motorisierten Rotationsantrieb des Bildschirms um die Rotationsachse mit Hilfe des Motors gekoppelt ist,
- – die Übertragung umfasst ein Getriebe, insbesondere ein Reduktionsgetriebe vom Motor zum Bildschirm.
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Die Erfindung und ihre Vorteile werden bei der Lektüre der nun folgenden Beschreibung besser verstanden werden, die lediglich als nicht beschränkendes Beispiel dient und sich auf die anliegenden Zeichnungen bezieht, von denen die 1 bis 3 schematische Ansichten einer Bildanzeigevorrichtung eines Fahrzeuginnenraums in verschiedenen Konfigurationen sind.
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Die Bildanzeigevorrichtung 2 der 1 bis 3 ist im Innenraum eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, angeordnet. Die Bildanzeigevorrichtung 2 ist beispielsweise auf einer Mittelkonsole zwischen zwei Sitzen, auf einer Instrumententafel oder auf dem Dach angeordnet.
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Die Bildanzeigevorrichtung 2 umfasst einen Visualisierungsbildschirm 4 zum Anzeigen von Bildern. Der Bildschirm 4 ist konfiguriert, um digital erzeugte Bilder anzuzeigen. Der Bildschirm 4 ist beispielsweise ein elektrolumineszierender Bildschirm, insbesondere ein Bildschirm mit elektrolumineszierenden Dioden (oder LED).
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Der Bildschirm 4 besitzt eine Anzeigefläche 4A, auf der die Bilder erzeugt werden. Im Folgenden entspricht die Ausrichtung des Bildschirms 4 faktisch der der Anzeigefläche 4A des Bildschirms 4, auf welcher die Bilder erzeugt werden.
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Der Bildschirm 4 ist um eine Rotationsachse A rotierend montiert. Die Rotation des Bildschirms 4 erlaubt, die Ausrichtung des Bildschirms 4 und vor allem die Ausrichtung der Anzeigefläche 4A des Bildschirms 4 zu verändern.
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Der Bildschirm 4 ist beispielsweise in eine erste Position, in welcher der Bildschirm 4 zum Fahrer gedreht ist, in eine zweite Position, in welcher der Bildschirm 4 zu einem Insassen vorn, der neben dem Fahrer sitzt, und/oder in mindestens eine dritte Übergangsposition, in welcher der Bildschirm 4 sowohl vom Fahrer als auch vom Insassen vorn betrachtet werden kann, ausrichtbar.
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Der Bildschirm 4 wird von einer Bildschirmwelle 6 getragen, die um die Rotationsachse A, hier mit Hilfe der schematisch dargestellten Drehzapfenverbindung 8, rotierend montiert ist.
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In dem dargestellten Beispiel ist die Rotationsachse A in einem Winkel von ungleich Null in Bezug zur vertikalen Achse Z geneigt. Die Rotationsachse A befindet sich beispielsweise in einer Längsebene des Fahrzeugs und ist dabei nach vorn geneigt. Die Rotation des Bildschirms 4 um die Rotationsachse A erlaubt demnach, den Bildschirm 4 nach links, nach rechts oder nach hinten auszurichten.
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Die Bildanzeigevorrichtung 2 umfasst eine motorisierte Antriebsvorrichtung 10, um den Bildschirm 4 um die Rotationsachse A rotierend anzutreiben.
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Die motorisierte Antriebsvorrichtung 10 umfasst einen Motor 12, der eine Ausgangswelle 14 besitzt, der für den Rotationsantrieb des Bildschirms 4 durch den Motor 12 mit Hilfe einer Übertragung 16 an den Bildschirm 4 gekoppelt ist. Der Motor 12 ist beispielsweise ein Elektromotor.
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Die Übertragung 16 umfasst hier ein Getriebe 18, das von einem führenden Zahnrad 20, das mit der Ausgangswelle 14 des Motors 12 fest verbunden ist, und einem geführten Zahnrad 22, das mit dem Bildschirm 4 fest verbunden ist, gebildet ist, wobei die Zahnräder 20, 22 ineinander eingreifen.
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Das führende Zahnrad 20 ist hier auf der Ausgangswelle 14 befestigt. Im Übrigen ist das geführte Zahnrad 22 hier auf der Bildschirmwelle 6 befestigt.
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Das Getriebe 18 ist hier ein Reduktionsgetriebe. Es besitzt ein Übertagungsverhältnis kleiner als 1. Das führende Zahnrad 20 weist hier einen nominalen Durchmesser auf, der kleiner als der des geführten Zahnrads 22 ist.
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Der Motor 12 ist hier ständig mit dem Bildschirm 4 im Eingriff.
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Die Bildanzeigevorrichtung 2 ist konfiguriert, um die manuelle Rotation des Bildschirms 4 zu erlauben. Der Benutzer kann als den Bildschirm 4 durch Ausüben einer Kraft auf den Bildschirm 4 manuell drehen. Damit kann der Benutzer den Bildschirm 4 selektiv durch Benutzung der motorisierten Antriebsvorrichtung 10 oder manuell drehen.
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Bei fehlender Aktivierung des Motors, d. h. bei Fehlen einer Versorgung des Motors 12, ist der Bildschirm 4 gegen den Motor 12 manuell ausrichtbar.
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Die Bildanzeigevorrichtung 2 umfasst ein Bremssystem 26, das konfiguriert ist, um den Bildschirm 4 bei Fehlen des auf den Bildschirm 4 von der motorisierten Antriebsvorrichtung 10 oder manuell ausgeübten Moments in seiner aktuellen Position durch Bremsen zu blockieren.
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Der Bildschirm 4 bleibt also trotzt der Beschleunigungen, denen er aufgrund der Verlagerungen des Kraftfahrzeugs ausgesetzt sein kann, in seiner aktuellen Position, in welche er manuell oder motorisiert geschwenkt wurde
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Das Bremssystem 26 erlaubt die Rotation des Bildschirms 4 bei einem Antriebsmoment, das manuell oder von der motorisierten Antriebsvorrichtung 10 ausgeübt wird, das größer als das vom Bremssystem 26 ausgeübte Bremsmoment ist.
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Um den Bildschirm 4 manuell gegen das Bremssystem 26 zu schwenken, muss der Benutzer das vom Bremssystem 26 erzeugte Bremsmoment überwinden.
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Das von dem Bremssystem 26 ausgeübte Bremsmoment ist vorzugsweise größer als 3 Nm. Dies erlaubt einen zuverlässigen Halt des Bildschirms 4 in der aktuellen Position.
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Das von dem Bremssystem 26 ausgeübte Bremsmoment ist vorzugsweise kleiner als 5 Nm. Dies erlaubt das manuelle Schwenken des Bildschirms 4 durch den Benutzer.
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Das Bremssystem umfasst ein Bremsorgan 28 und eine Piste 30, wobei das Bremsorgan 28 konfiguriert ist, um sich auf der Piste 30 abgestützt bei der Rotation des Bildschirms 4 zu verlagern (1).
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Die Piste 30 ist hier auf der Bildschirmwelle 6 vorgesehen. Die Piste 30 erstreckt sich um die Bildschirmwelle 6. Das Bremsorgan 28 verlagert sich bei der Rotation des Bildschirms 4 abgestützt auf der Bildschirmwelle 6.
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Das Bremsorgan 28 ist eine Rolle, die vorgesehen ist, um bei der Rotation des Bildschirms 4 auf der Piste 30 zu rollen. Das Bremsorgan 28 ist rotierend auf einem Halter 32 montiert, wobei es in Bezug zum Halter 32 gebremst wird.
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Das Bremsen des Bremsorgans 28 in Bezug zum Halter 32 erfolgt beispielsweise durch trockene Reibung eines Belags auf dem Bremsorgan 28 und/oder durch fluide Reibung des Bremsorgans 28 oder eines auf dem Bremsorgan 28 befestigten Elements in einem viskosen Fluid.
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Das Bremssystem 26 umfasst eine Feder 34, die ausgebildet ist, um das Bremsorgan 28 an die Piste 30 anzudrücken.
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Der Halter 32 ist hier in Bezug zur Bildschirmwelle 6 beweglich, wobei die Feder 34 ausgebildet ist, um auf den Halter 32 derart zu wirken, dass das Bremsorgan 28 auf die Piste 30 gedrückt wird.
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Der Halter 32 ist in Bezug zur Bildschirmwelle 6 gemäß einer Gleitrichtung C, die in Bezug zur Rotationsachse A etwa radial ist, gleitend montiert. Die Feder 34 beansprucht den Halter 32 gemäß der Gleitrichtung C zur Bildschirmwelle 6.
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Die Feder 34 ist für das Andrücken des Bremsorgans 28 auf die Piste 30 mit einer Kraft kalibriert, die ausreichend ist, um das Gleiten des Bremsorgans 28 auf der Piste 30 zu vermeiden.
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Damit rollt das Bremsorgan 28 bei der Rotation des Bildschirms 4 auf der Piste 30, wobei es in Bezug zum Halter 32 gebremst wird, was erlaubt, eine Bremskraft auf die Bildschirmwelle 6 auszuüben.
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Optional ist das Bremssystem 26 konfiguriert, um den Bildschirm 4 in mindestens einer Winkel-Verriegelungsposition zu verriegeln, beispielsweise der ersten Position, in welcher der Bildschirm 4 zum Fahrer zeigt.
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Dafür umfasst das Bremssystem 26 hier mindestens einen Hohlraum 36, der in der Piste 30 ausgebildet ist, wobei das Bremsorgan 28 konfiguriert ist, um in den Hohlraum 36 einzugreifen, um den Bildschirm 4 in der Verriegelungsposition zu verriegeln, die diesem Hohlraum 36 zugeordnet ist (2).
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Jeder Hohlraum 36 ist einer jeweiligen Verriegelungsposition zugeordnet. Hier umfasst das Bremssystem 26 einen einzigen Hohlraum 36, der beispielsweise der ersten Position zugeordnet ist.
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Bei der Rotation des Bildschirms 4 fährt das Bremsorgan 28 über die Piste 30, bis es in den Hohlraum 36 eingreift, wobei der Bildschirm 4 dann in der dem Hohlraum 36 zugeordneten Verriegelungsposition verriegelt ist.
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Das Bremssystem 26 ist konfiguriert, damit sich das Bremsorgan 28 bei einem manuell auf den Bildschirm 4 ausgeübten Entriegelungsmoment aus dem Hohlraum 36 löst. Dies erlaubt eine manuelle Rotation des Bildschirms 4 trotz der Verriegelung des Bildschirms 4, wobei eine Beschädigung der Bildanzeigevorrichtung 2 vermieden wird.
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Dafür kann der Hohlraum 36 geneigte Ränder umfassen. Das zum Lösen des Bremsorgans 26 aus dem Verriegelungshohlraum 36 notwendige Entriegelungsmoment hängt damit von der Neigung der Ränder des Hohlraums 36 und von der Steifheit der Feder 34 ab.
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Das Entriegelungsmoment ist größer als das von dem Bremssystem 26 ausgeübte Bremsmoment, wenn sich das Bremsorgan 28 auf der Piste 30 abstützt.
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Das Bremssystem 26 umfasst ein Stellglied 38, um das Bremssystem 26 zu deaktivieren.
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Das Stellglied 38 ist konfiguriert, um derart auf das Bremsorgan 28 zu wirken, dass das Bremsorgan 28 von der Piste 30 beabstandet wird, und um gegebenenfalls das Bremsorgan 28 aus dem Hohlraum 36 zu lösen (3).
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Das Stellglied 38 ist hier ein lineares Stellglied. Das Stellglied 38 ist derart angeordnet, dass es auf den Halter 32 wirkt, um das Bremsorgan 28 von der Piste 30 zu beabstanden. Das Stellglied 38 ist derart ausgerichtet, dass es bewirkt, dass der Halter 32 gemäß der Gleitrichtung C gegen die Wirkung der Feder 34 gleitet.
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Das Stellglied 38 ist beispielsweise ein Solenoid. Der Halter 32 umfasst eine im Innenraum des Stellglieds 38 gleitende Stange 40. Die Stromversorgung des Stellglieds 38 erlaubt die Erzeugung eines Magnetfelds im Innenraum des Stellglieds 38 und das Erzeugen einer linearen Kraft auf den Halter 32.
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Wenn das Bremsorgan 28 von der Piste 30 beabstandet ist, ist das Bremssystem 26 deaktiviert und die Rotation des Bildschirms 4 wird nicht mehr gebremst. Das Bremssystem 26 ist vorzugsweise bei Aktivierung der motorisierten Antriebsvorrichtung 10 deaktiviert. Damit wird vermieden, dass die motorisierte Antriebsvorrichtung 10 das Bremsmoment überwinden muss. Ferner bewirkt die Deaktivierung des Bremssystems 26, wenn das Bremssystem 26 in verriegelter Position ist, die Deaktivierung des Bremssystems 26.
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Solange das Bremssystem 26 aktiviert ist, stützt sich das Bremsorgan 28 auf der Piste 30 ab oder greift in den Hohlraum 36 ein, und das Bremssystem 26 übt das Bremsmoment oder das Verriegelungsmoment aus.
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Die Bildanzeigevorrichtung 2 umfasst eine elektronische Steuervorrichtung 42, um den Motor 12 und das Stellglied 38 zu steuern.
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Für die motorisierte Rotation des Bildschirms 4 ist die Steuereinheit 42 konfiguriert, um zunächst das Stellglied 38 zu steuern, um das Bremssystem 26 z deaktivieren (2), dann den Motor 12, um den Bildschirm 4 zu schwenken.
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Die Steuereinheit 42 ist konfiguriert, um danach das Stellglied 38 zu steuern, um das Bremssystem 26 zu reaktivieren.
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Wenn der Bildschirm 4 in eine Verriegelungsposition geschwenkt wurde, beispielsweise die erste Position, nimmt das Bremssystem 26 die verriegelte Konfiguration ein. Das Bremsorgan 28 greift hier in den Hohlraum 36 ein (2).
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Für die motorisierte Rotation des Bildschirms 4 aus einer verriegelten Position (2) befiehlt die Steuereinheit 42 dem Stellglied 38, das Verriegelungsorgan 28 aus dem Hohlraum 36 zu lösen und spricht dann den Motor 12 an, damit dieser den Bildschirm 4 in die gewünschte Position schwenkt, beispielsweise in die dritte Position (3). Sobald die gewünschte Position erreicht ist, wird das Bremssystem 26 reaktiviert, um den Bildschirm 4 in der erreichten Position zu blockieren. Das Bremsorgan 28 stützt sich wieder auf der Piste 30 ab (1).
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Wenn das Bremsorgan 28 aus dem Hohlraum 36 gelöst ist und sich auf der Piste 30 abstützt (1), ist es möglich, den Bildschirm 4 durch Ausüben eines Moments, das größer ist als das von dem Bremssystem 26 ausgeübte Bremsmoment, manuell zu schwenken.
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Ausgehend vom Bildschirm 4 in der ersten Position und verriegelt (2), ist es ebenfalls möglich, den Bildschirm 6 manuell zu schwenken. Dafür muss der Benutzer zunächst einmal ein Moment ausüben, das größer als der Verriegelungsgrenzwert ist, um das Bremsorgan 28 aus dem Hohlraum 36 zu lösen, so dass sich das Bremsorgan 28 dann auf der Piste 30 abstützt (1), und dann ein Moment, das größer ist als das vom Bremssystem 26 ausgeübte Bremsmoment, um den Bildschirm 4 in die gewünschte Position zu schwenken.
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Die Bildanzeigevorrichtung 2 umfasst optional eine Steuerschnittstelle 44, die erlaubt, Steuerbefehle zu generieren, wobei die Steuereinheit 42 konfiguriert ist, um den Motor 12 und/oder das Stellglied 38 in Abhängigkeit von den erhaltenen Befehlen zu steuern. Die Steuerschnittstelle 44 umfasst beispielsweise einen oder mehrere Knöpfe, wobei auf den 1 bis 3 ein einziger Knopf dargestellt ist.
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Die Bildanzeigevorrichtung 2 ist über die Steuerschnittstelle 44 für die motorisierte Rotation des Bildschirms 4 manuell steuerbar.
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Bei einer Ausführungsform besitzen sowohl der Fahrer als auch der Insasse vorn jeweils einen Knopf, der erlaubt, die Ausrichtung des Bildschirms 4 zum Fahrer oder zum Insassen vorn zu steuern. Vorzugsweise hat der Fahrer die Möglichkeit, den Knopf des Insassen zu deaktivieren, damit nur der Fahrer die Ausrichtung des Bildschirms 4 verändern kann.
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Optional oder als Variante ist die Steuereinheit 42 für die automatische Steuerung der Ausrichtung des Bildschirms 4 konfiguriert.
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Wenn beispielsweise das Fahrzeug in einem autonomen Fahrmodus ist, bei dem das Fahrzeug mindestens teilweise das Führen des Fahrzeugs (Lenkung, Beschleunigung und/oder Bremsen) verwaltet und bei Abwesenheit von Insassen vorn, ist die Steuereinheit 42 konfiguriert, um die Ausrichtung des Bildschirms 4 zum Fahrer zu befehlen. Die Anwesenheit oder Nichtanwesenheit eines Insassen vorn kann von einem Präsenzsensor ermittelt werden, der an sich bekannt ist, beispielsweise von einem Wägesensor, der unter dem Sitz des Insassen vorn angeordnet ist.
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Wenn das Fahrzeug optional oder als Variante in einem autonomen Betriebsmodus ist, bei dem das Fahrzeug mindestens teilweise das Führen des Fahrzeugs (Lenkung, Beschleunigung und/oder Bremsen) verwaltet und bei Anwesenheit eines Insassen vorn, ist die Steuereinheit 42 konfiguriert, um die Ausrichtung des Bildschirms 4 zum Insassen vorn oder in eine Übergangsposition zu befehlen, bei der der Fahrer und der Insasse vorn den Bildschirm 4 gleichzeitig sehen können.
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Optional oder als Variante ist die Steuereinheit 42 konfiguriert, um den Bildschirm 4 zum Fahrer auszurichten, wenn ein Eingriff des Fahrers notwendig ist, beispielsweise für eine Bestätigung eines Richtungswechsels, eine Anforderung für den Übergang in den manuellen Fahrmodus oder einen Übergang in den autonomen Fahrmodus.
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Optional oder als Variante ist die Steuereinheit 42 konfiguriert, um den Bildschirm 4 beim Rückwärtsfahren zum Fahrer auszurichten, beispielsweise für das Anzeigen von Bildern, die von einer Rückfahrkamera bereitgestellt werden.
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Die Bildanzeigevorrichtung 2 gestattet damit ein Schwenken des Bildschirms 4 in eine ergonomische Position, beispielsweise für einen Fahrer und/oder einen Insassen vorn. Die Rotation ist motorisiert und kann manuell durchgeführt werden. Dies erleichtert die Benutzung der Verkleidungsvorrichtung durch den Benutzer.
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Die Motorisierung erlaubt eine automatische Ausrichtung des Bildschirms gemäß unterschiedlichen Szenarien in Abhängigkeit von den Nutzungsbedingungen oder des Betriebsmodus des Fahrzeugs, insbesondere bei einem Fahrzeug mit einem autonomen Betriebsmodus.
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Das Bremsen des Bildschirms 4 sichert den Halt des Bildschirms 4 in einer gewählten Position, und zwar auch manuell. Das Verriegeln des Bildschirms 4 in einer besonderen Position, in der beispielsweise der Bildschirm 4 zum Fahrer zeigt, erlaubt, den Bildschirm 4 zuverlässig in dieser besonderen Position zu halten.
