WO2017013000A1 - Anzeigevorrichtung für ein kraftfahrzeug mit erfassungseinrichtung zum erfassen einer überlast sowie kraftfahrzeug - Google Patents

Anzeigevorrichtung für ein kraftfahrzeug mit erfassungseinrichtung zum erfassen einer überlast sowie kraftfahrzeug Download PDF

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Karl Simonis
Lars Schoch
Daniel Kuntze
Ales Krupka
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    • F16H35/10—Arrangements or devices for absorbing overload or preventing damage by overload

Definitions

  • the present invention relates to a display device for a motor vehicle with a display element and with a drive device, which comprises a drive motor and a transmission for transmitting a force and / or a torque from the
  • Drive motor to the display element comprises, wherein the display element is movable by means of the drive means as a result of the transmission of force and / or torque.
  • the present invention relates to a motor vehicle with such a display device.
  • Such display devices have a display element with which a display of a driver of the motor vehicle or another vehicle occupant can be provided.
  • a display element with which a display of a driver of the motor vehicle or another vehicle occupant can be provided.
  • Display elements are known which comprise a corresponding screen which is arranged in an interior of the motor vehicle.
  • display devices for motor vehicles are known, which are designed as head-up display devices or as head-up displays.
  • Such a display device usually comprises an image forming device with which light can be emitted.
  • the display device comprises an optical device, which may comprise, for example, one or more mirrors. With the optical device, the light emitted by the image generating device can be projected onto the display element.
  • the display element in this case has a semi-transparent mirror surface. This semitransparent mirror surface may be defined, for example, by a region of
  • Windshield of the motor vehicle are provided. Further are
  • Display devices which have a separate display element. Such display elements may also be referred to as combiners.
  • Overlaying the information projected onto the display element, which is reflected by it, with information appearing through the display element from an environment located behind the display element can thus be used to provide a virtual image or a virtual display.
  • a drive device is provided, by means of which the display element between a storage position and a Use position can be moved. In the staging this can
  • Display element for example, be arranged within a housing of the display device or within a dashboard of the motor vehicle. In the position of use, the display element may at least partially be arranged outside the housing.
  • the drive device comprises in particular a drive motor and a corresponding gear.
  • EP 2 755 075 A1 describes a display device for a vehicle, which has a mechanism with which a combiner can be moved between a use position and a stowed position.
  • the mechanism has a
  • the mechanism may further include a corresponding electric motor and a transmission.
  • Display device can be operated with a movable display element robust and reliable.
  • the drive device comprises a drive motor and a transmission for transmitting a force and / or a torque from the drive motor to the display element, wherein the display element is movable by means of the drive device as a result of the transmission of the force and / or the torque.
  • the transmission is designed such that when applying the transmission with an overload, which is a predetermined threshold
  • the display device has a detection device for detecting the movement of the at least one transmission element.
  • the display device can be used in a motor vehicle.
  • the display device may be arranged in an interior of the motor vehicle.
  • the display device comprises a display element on which information can be displayed.
  • the display element can be moved.
  • the drive device has a drive motor or an electrical machine.
  • the drive device has a corresponding transmission, which is mechanically connected to the drive motor.
  • Use position can be adjusted by means of the drive device.
  • the transmission has an overload protection.
  • This overload protection can prevent the
  • Display device for example, is arranged on a dashboard of the motor vehicle, which obstructs the movement of the display element of the stowed position in the position of use. It may also be the case, for example, that a vehicle occupant presses against the display element and thus provides an overload force which is greater than a predetermined threshold or force threshold value.
  • this overload force is applied to the display element or the drive device, at least one transmission element of the transmission moves in a predetermined direction.
  • the at least one transmission element may for example be a gear.
  • the at least one transmission element may move or rotate in a first direction. If the overload exists, the at least one transmission element may move in a second direction different from the first direction.
  • a detection device is provided, by means of which the
  • Movement of the at least one transmission element can be detected.
  • the overload protection can ensure destruction in the event of overload or overload.
  • Transmission element a current position of the display element can be adjusted without this being detected. With the help of the detection device can now be recognized whether the overload force has acted on the display device or not. Thus, an abuse action on the drive device can be reliably detected.
  • the detection means is adapted to output a signal upon detecting the movement of the at least one transmission element.
  • a signal can be output by means of the detection device.
  • This signal can be output, for example, magnetically or optically.
  • an electrical signal can be output by means of the detection device.
  • This electrical signal may be output in the form of a predetermined electrical voltage, a predetermined electrical current, a pulse train or the like.
  • the electrical signal can be transmitted, for example, to an electronic control unit of the motor vehicle.
  • the electrical signal can be used, for example, to output a corresponding warning.
  • it can be provided that, as a result of the electrical signal, an entry in one
  • the display device has a control device for controlling the drive motor in response to the signal.
  • Control device for example, by an electronic control unit of the
  • the control device can also be formed by a corresponding electronics of the display device. In this case, the control of the drive motor by means of the control device can take place such that the display element is moved into the stowed position. It can also be provided that the
  • the transmission is designed such that the at least one transmission element for preventing the force and / or the torque moves translationally and / or performs a pivoting movement.
  • the transmission may be formed as a worm gear and / or have a helical gear as the at least one transmission element.
  • the at least one transmission element or the gear is translationally moved in the presence of the overload force.
  • the transmission or the at least one transmission element is designed such that the at least one transmission element is pivoted as a result of the overload force.
  • the display device has a spring element which exerts a predetermined spring force on the at least one transmission element.
  • the spring element may be formed so that the at least one
  • Transmission element is held by the spring force of the spring element in a predetermined position and thus serves to transmit the force and / or torque. If the overload force is exerted on the transmission, the at least one
  • the spring element is dimensioned such that the at least one transmission element no longer by means of the spring force in the
  • predetermined position is held. This can be provided in a simple and cost-effective way overload protection.
  • the detection device has a switch and the transmission is designed such that the at least one transmission element actuates the switch during the movement.
  • the switch may preferably be designed as a microswitch. If the at least one transmission element is moved as a result of the overload force, the switch can also be activated by the movement of the at least one transmission element.
  • an overload can be easily detected with the aid of the detection device and an electrical signal can be output. It can also be provided that the detection device has a button.
  • Contact element on and the transmission is designed such that the at least one transmission element is in contact with the contact element during the movement.
  • the contact element may be formed in particular as a sliding contact.
  • an electrical connection between the at least one transmission element and the contact element can be detected.
  • an overload can be detected by means of the detection device in a simple and cost-effective manner.
  • the display device comprises an angle sensor for detecting a position of a rotor of the drive motor, wherein the
  • Detection device and the angle sensor are arranged on a common circuit board.
  • an angle sensor is usually implemented in the drive motor. This
  • an angle sensor can be connected to the shaft of the motor
  • a magnetic sensor in particular a Hall sensor
  • a corresponding code disc be provided, which is connected to the drive shaft.
  • the magnetic sensor or photocell may be mounted on a special small circuit board located near the drive motor. On this anyway existing PCB can also the
  • Detection device can be arranged.
  • the detection device can be particularly simple and space-saving integrated.
  • the display device is designed as a top-up display device and the display element has a semi-transparent mirror surface.
  • the display device is designed as a head-up display.
  • the display element may also be referred to as combiner, combiner disc or combiner mirror.
  • the display element or the combiner can be made of a glass or of a plastic. If a virtual image or a virtual display is to be provided by means of the display device, this can
  • Display element are moved from the stowage position in the use position.
  • the display device has an image generating device and an optical device, wherein the image generating device is designed for emitting light and the optical device is designed to project the light emitted by the image generating device onto the display element in order to provide a virtual display. Due to the fact that the display element a
  • the light which is projected onto the display element is reflected to the eyes of the driver of the motor vehicle.
  • the driver's eyes receive the light which shines from an environment behind the display element through the display element to the driver.
  • a virtual image or display is provided to the driver.
  • a motor vehicle according to the invention comprises an inventive
  • the motor vehicle is designed in particular as a passenger car.
  • Fig. 1 is a fragmentary view of a motor vehicle, which is a
  • Display device comprises;
  • FIG. 2 shows a drive device of the display device according to a first
  • Fig. 3 shows a drive device of the display device according to a second
  • Embodiment in a perspective view Embodiment in a perspective view.
  • Fig. 1 shows a fragmentary view of a motor vehicle 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the motor vehicle 1 is in the
  • present embodiment designed as a passenger car.
  • Motor vehicle 1 comprises a display device 2.
  • the display device 2 is formed in the present embodiment as a head-up display device or as a head-up display.
  • the display device 2 comprises an image generating device 3, by means of which light can be emitted.
  • an image can be provided with the image generation device 3.
  • the image generating device 3 may for example have a corresponding screen, with which the image can be provided or with which the light can be emitted.
  • the display device 2 comprises an optical device 5.
  • the optical device 5 comprises a mirror 6 in the present case. The light 4 radiated by the imaging device 3 strikes first the mirror 6 and then a display element 7 of FIG.
  • Display device 2 The image generating device 3 and the optical device 5 are presently arranged within a dashboard of the motor vehicle 1.
  • the arrangement of the individual components of the display device is to be understood herein purely by way of example. These can also be arranged at other positions.
  • the display element 7 can also be referred to as combiner mirror, combiner disc or combiner.
  • the display element 7 has a mirror surface, which is formed semitransparent.
  • the display element 7 is formed of a glass or a plastic.
  • the light 4 emitted from the image forming device 3 is projected onto the display element 7 by means of the optical device 5. Further, the light 4 projected on the display element 7 is reflected to the eyes 9 of a driver of the motor vehicle 1.
  • this display is superimposed with the light that passes from a surrounding area 1 1 of the motor vehicle 1 to the eyes 9 of the driver, with the light that is projected onto the display element 7.
  • For the driver of the motor vehicle 1 thus results in a virtual display 10 or a virtual image.
  • the display device 2 also has a drive device 8, by means of which the display element 7 can be moved.
  • the display element 7 by means of the drive device 8 between a stowage position and a
  • Display element 7, for example, within the dashboard of the motor vehicle. 1 are located.
  • the virtual display 10 can be provided to the driver.
  • an inclination of the display element 7 in the position of use can be adjusted by means of the drive device 8.
  • the display element 7 can be adapted to a position of the eyes 9 of the driver.
  • the drive device 8 comprises a drive motor 12, which is designed for example as a DC motor or DC motor.
  • the drive device 8 includes a transmission 13. With the transmission 13, a force and / or torque can be transmitted from the drive motor 12 to the display element 7. In this way, the display element 7 can then be moved.
  • the gear 13 comprises a worm 14, which engages in a toothing of a worm wheel 15.
  • the worm wheel 15 is rotatably connected to a gear 16.
  • the gear 16 in turn engages in the toothing of another gear 17.
  • This gear 17 is in turn with a gear 18th
  • a drive shaft of the electric machine 12 is rotatably connected to a magnetic disk 19.
  • an angle sensor 20 which is arranged on a printed circuit board 21, an angle of a rotor of the drive motor 12 can be detected.
  • the angle sensor 20 in the present example comprises a magnetic sensor or a Hall sensor.
  • the gear 13 is presently designed so that when
  • the gear 16 is moved as the at least one transmission element along the arrow 24 due to the overload force. It can be provided that the gear 16 is acted upon by a spring element with a spring force. The spring force may be determined such that the gear 16 is held in normal operation with the spring in. In the presence of an overload, the gear 16 is then moved against the spring in a direction 24.
  • the display device 2 further comprises a detection device 22, by means of which the movement of the at least one transmission element or the gear 16 can be detected.
  • the detection device 22 comprises a switch 23, which is also arranged on the printed circuit board 21.
  • Overload force is moved in the direction 24, the switch 23 is actuated.
  • an electrical signal can be output.
  • This electrical signal can for example be transmitted to a control device, which is formed for example by an electronic control unit of the motor vehicle 1 or by an electronic device of the display device 2 itself.
  • a warning can be issued to the driver of the motor vehicle 1.
  • a corresponding control signal can be transmitted to the drive motor 12.
  • the transmission 13 has a transmission element 27, which is substantially U-shaped and has a toothing, in which the thread of the rack 26 engages.
  • the transmission element 27, Via a spring element 18, the transmission element 27, which can also be referred to as a half-nut, acted upon by a spring force.
  • the transmission element 27 moves in a direction 34 which is opposite to the spring force, thereby triggering the switch 23 of the detection device 22 from.
  • the overload can be detected with the aid of the detection device 22.
  • FIG. 4 shows a drive device according to a third embodiment in a perspective view.
  • the electric machine 12 is in turn connected to the screw 14.
  • a transmission element 29 is provided, which serves to transmit the torque, which is provided by the drive motor 12, to a gear 32, which is connected to a shaft 33.
  • the transmission element 29 has a gear 30 which engages in the toothing of the screw 14.
  • the transmission element 29 comprises a further screw 31, which meshes with the gear 32. If there is an overload, the transmission element 29 is deflected in a direction 35 and strikes the switch 23 of the detection device 22. Also in this case, the overload can be detected in a simple manner with the aid of the detection device 22.
  • the transmission element 29 may be biased by a spring.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einem Anzeigeelement (7) und mit einer Antriebseinrichtung (8), welche einen Antriebsmotor (12) und ein Getriebe (13) zum Übertragen einer Kraft und/oder eines Drehmoments von dem Antriebsmotor (12) zu dem Anzeigeelement (7) umfasst, wobei das Anzeigeelement (7) mittels der Antriebseinrichtung (8) infolge der Übertragung der Kraft und/oder des Drehmoments bewegbar ist, wobei das Getriebe (13) derart ausgebildet ist, dass sich beim Beaufschlagen des Getriebes (13) mit einer Überlastkraft, welche einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, zum Unterbinden der Übertragung der Kraft und/oder des Drehmoments zumindest ein Getriebeelement (16, 27, 29) des Getriebes (13) in eine vorbestimmte Richtung (24, 34, 35) bewegt und dass die Anzeigevorrichtung (2) eine Erfassungseinrichtung (22) zum Erfassen der Bewegung des zumindest einen Getriebeelements (16, 27, 29) aufweist.

Description

Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer
Überlast sowie Kraftfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Anzeigeelement und mit einer Antriebseinrichtung, welche einen Antriebsmotor und ein Getriebe zum Übertragen einer Kraft und/oder eines Drehmoments von dem
Antriebsmotor zu dem Anzeigeelement umfasst, wobei das Anzeigeelement mittels der Antriebseinrichtung in Folge der Übertragung der Kraft und/oder des Drehmoments bewegbar ist. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Anzeigevorrichtung.
Das Interesse richtet sich vorliegend insbesondere auf Anzeigevorrichtungen für
Kraftfahrzeuge. Derartige Anzeigevorrichtungen weisen ein Anzeigeelement auf, mit dem einem Fahrer des Kraftfahrzeugs oder einem anderen Fahrzeuginsassen eine Anzeige bereitgestellt werden kann. In diesem Zusammenhang sind beispielsweise
Anzeigeelemente bekannt, die einen entsprechenden Bildschirm umfassen, der in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Darüber hinaus sind Anzeigevorrichtungen für Kraftfahrzeuge bekannt, die als Kopf-oben-Anzeigevorrichtungen beziehungsweise als Head-up Displays ausgebildet sind. Eine derartige Anzeigevorrichtung umfasst üblicherweise eine Bilderzeugungseinrichtung, mit der Licht abgestrahlt werden kann. Ferner umfasst die Anzeigevorrichtung eine Optikeinrichtung, welche beispielsweise einen oder mehrere Spiegel umfassen kann. Mit der Optikeinrichtung kann das von der Bilderzeugungseinrichtung abgestrahlte Licht auf das Anzeigeelement projiziert werden. Das Anzeigeelement weist in diesem Fall eine semitransparente Spiegelfläche auf. Diese semitransparente Spiegelfläche kann beispielsweise durch einen Bereich der
Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden. Ferner sind
Anzeigevorrichtungen bekannt, die ein separates Anzeigeelement aufweisen. Solche Anzeigeelemente können auch als Combiner bezeichnet werden. Durch eine
Überlagerung der auf das Anzeigeelement projizierten Information, welche von diesem reflektiert wird, mit einer durch das Anzeigeelement hindurch scheinenden Information aus einer hinter dem Anzeigeelement gelegenen Umgebung kann somit ein virtuelles Bild beziehungsweise eine virtuelle Anzeige bereitgestellt werden.
Bei den Anzeigevorrichtungen, welche in separates Anzeigeelement beziehungsweise einen Combiner aufweisen, ist üblicherweise eine Antriebseinrichtung vorgesehen, mittels welcher das Anzeigeelement zwischen einer Verstaustellung und einer Gebrauchsstellung bewegt werden kann. In der Verstaustellung kann das
Anzeigeelement beispielsweise innerhalb eines Gehäuses der Anzeigevorrichtung beziehungsweise innerhalb eines Armaturenbretts des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. In der Gebrauchsstellung kann das Anzeigeelement zumindest bereichsweise außerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Die Antriebseinrichtung umfasst insbesondere einen Antriebsmotor und ein entsprechendes Getriebe.
Hierzu beschreibt die EP 2 755 075 A1 eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug, welche einen Mechanismus aufweist, mit dem ein Combiner zwischen einer Gebrauchsstellung und einer Verstaustellung bewegt werden kann. Der Mechanismus weist eine
Beschränkungseinheit auf, mittels welcher eine Neigung des Combiners begrenzt werden kann. Der Mechanismus kann ferner einen entsprechenden elektrischen Motor und ein Getriebe aufweisen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie eine
Anzeigevorrichtung mit einem bewegbaren Anzeigeelement robuster und zuverlässiger betrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anzeigevorrichtung sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
Eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst ein
Anzeigeelement und eine Antriebseinrichtung. Die Antriebseinrichtung umfasst einen Antriebsmotor und ein Getriebe zum Übertragen einer Kraft und/oder eines Drehmoments von dem Antriebsmotor zu dem Anzeigeelement, wobei das Anzeigeelement mittels der Antriebseinrichtung in Folge der Übertragung der Kraft und/oder des Drehmoments bewegbar ist. Dabei ist das Getriebe derart ausgebildet, dass sich beim Beaufschlagen des Getriebes mit einer Überlast, welche einen vorbestimmten Schwellenwert
überschreitet, zum Unterbinden der Übertragung der Kraft und/oder des Drehmoments zumindest ein Getriebeelement des Getriebes in eine vorbestimmte Richtung bewegt. Zudem weist die Anzeigevorrichtung eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Bewegung des zumindest einen Getriebeelements auf.
Die Anzeigevorrichtung kann in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Anzeigevorrichtung in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Die Anzeigevorrichtung umfasst ein Anzeigeelement, auf dem Informationen dargestellt werden können. Mittels einer Antriebseinrichtung der Anzeigevorrichtung kann das Anzeigeelement bewegt werden. Die Antriebseinrichtung weist einen Antriebsmotor bzw. eine elektrische Maschine auf. Ferner weist die Antriebseinrichtung ein entsprechendes Getriebe auf, das mit dem Antriebsmotor mechanisch verbunden ist. Mit Hilfe der Antriebseinrichtung kann das Anzeigeelement beispielsweise zwischen einer
Verstaustellung und einer Gebrauchsstellung verlagert werden. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass beispielsweise eine Neigung des Anzeigeelements in der
Gebrauchsstellung mittels der Antriebseinrichtung verstellt werden kann.
Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass das Getriebe einen Überlastschutz aufweist. Mit diesem Überlastschutz kann verhindert werden, dass die
Antriebsvorrichtung bei einem fehlerhaften oder missbräuchlichen Betrieb beschädigt wird. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn ein Gegenstand im Bereich der
Anzeigevorrichtung, beispielsweise auf einem Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, welcher die Bewegung des Anzeigeelements von der Verstaustellung in die Gebrauchsstellung behindert. Es kann auch der Fall sein, dass beispielsweise ein Fahrzeuginsasse gegen das Anzeigeelement drückt und somit eine Überlastkraft bereitstellt, die größer als ein vorbestimmter Schwellenwert bzw. Kraftschwellenwert ist. Wenn diese Überlastkraft auf das Anzeigeelement bzw. die Antriebseinrichtung ausgeübt wird, bewegt sich zumindest ein Getriebeelement des Getriebes in eine vorbestimmte Richtung. Das zumindest eine Getriebeelement kann beispielsweise ein Zahnrad sein. Wenn die Kraft bzw. das Drehmoment von dem Antriebsmotor mittels des Getriebes übertragen wird, kann sich das zumindest eine Getriebeelement in eine erste Richtung bewegen oder drehen. Falls die Überlast vorhanden ist, kann sich das zumindest eine Getriebeelement in eine zweite Richtung, die von der ersten Richtung verschieden ist, bewegen. Ferner ist eine Erfassungseinrichtung vorgesehen, mittels welcher die
Bewegung des zumindest einen Getriebeelements erfasst werden kann. Durch den Überlastschutz kann eine Zerstörung im Falle einer Überlast bzw. beim Vorliegen der Überlast sichergestellt werden. Durch die Bewegung des zumindest einen
Getriebeelements kann eine aktuelle Position des Anzeigeelements verstellt werden, ohne dass dies erkannt wird. Mit Hilfe der Erfassungseinrichtung kann nun erkannt werden, ob die Überlastkraft auf die Anzeigevorrichtung gewirkt hat oder nicht. Somit kann eine Missbrauchsaktion an der Antriebsvorrichtung zuverlässig erkannt werden.
Bevorzugt ist die Erfassungseinrichtung dazu ausgelegt, ein Signal beim Erfassen der Bewegung des zumindest einen Getriebeelements auszugeben. Beim Vorliegen einer Missbrauchsaktion bzw. beim Beaufschlagen der Überlastkraft auf die Antriebseinrichtung kann mittels der Erfassungseinrichtung ein Signal ausgegeben werden. Diese Signal kann beispielsweise magnetisch oder optisch ausgegeben werden. Insbesondere kann mittels der Erfassungseinrichtung ein elektrisches Signal ausgegeben werden. Dieses elektrische Signal kann in Form einer vorbestimmen elektrischen Spannung, eines vorbestimmten elektrischen Stroms, einer Pulsfolge oder dergleichen ausgeben werden. Das elektrische Signal kann beispielsweise an ein elektronisches Steuergerät des Kraftfahrzeugs übertragen werden. Das elektrische Signal kann beispielsweise dazu genutzt werden, einen entsprechenden Warnhinweis auszugeben. Ferner kann es vorgesehen sein, dass in Folge des elektrischen Signals ein Eintrag in einem
Fehlerspeicher erfolgt. Somit kann eine fehlerhafte Bedienung der Anzeigevorrichtung zuverlässig erkannt werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Anzeigevorrichtung eine Steuereinrichtung zum Steuern des Antriebsmotors in Abhängigkeit von dem Signal aufweist. Die
Steuereinrichtung kann beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät des
Kraftfahrzeugs gebildet sein. Die Steuereinrichtung kann auch durch eine entsprechende Elektronik der Anzeigevorrichtung gebildet sein. Dabei kann die Ansteuerung des Antriebsmotors mittels der Steuereinrichtung derart erfolgen, dass das Anzeigeelement in die Verstaustellung bewegt wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass das
Anzeigeelement zunächst in die Verstaustellung und anschließend wieder in die
Gebrauchsstellung bewegt wird. Somit kann erreicht werden, dass sich das
Anzeigeelement nach dem Beaufschlagen mit der Überlastkraft, die beispielsweise eine Verstellung des Anzeigeelements zur Folge hat, wieder in einer vorbestimmten
Gebrauchsstellung befindet.
In einer Ausgestaltung ist das Getriebe derart ausgebildet, dass sich das zumindest eine Getriebeelement zum Unterbinden der Kraft und/oder des Drehmoments translatorisch bewegt und/oder eine Schwenkbewegung ausführt. Beispielsweise kann das Getriebe als Schneckengetriebe ausgebildet sein und/oder ein schräg verzahntes Zahnrad als das zumindest eine Getriebeelement aufweisen. In diesem Fall wird das zumindest eine Getriebeelement bzw. das Zahnrad beim Vorliegen der Überlastkraft translatorisch bewegt. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Getriebe bzw. das zumindest eine Getriebeelement derart ausgelegt ist, dass das zumindest eine Getriebeelement in Folge der Überlastkraft verschwenkt wird. Somit kann auf zuverlässige Weise ein
Überlastschutz bereitgestellt werden. In einer weiteren Ausführungsform weist die Anzeigevorrichtung ein Federelement auf, welches eine vorbestimmte Federkraft auf das zumindest eine Getriebeelement ausübt. Dabei kann das Federelement so ausgebildet sein, dass das zumindest eine
Getriebeelement durch die Federkraft des Federelements in einer vorbestimmten Position gehalten wird und somit zur Übertragung der Kraft und/oder des Drehmoments dient. Falls die Überlastkraft auf das Getriebe ausgeübt wird, kann das zumindest eine
Getriebeelement bewegt werden. Hierbei ist das Federelement derart dimensioniert, dass das zumindest eine Getriebeelement nicht mehr mittels der Federkraft in der
vorbestimmten Position gehalten wird. Damit kann auf einfache und kostengünstige Weise ein Überlastschutz bereitgestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Erfassungseinrichtung einen Schalter auf und das Getriebe ist derart ausgebildet, dass das zumindest eine Getriebeelement bei der Bewegung den Schalter betätigt. Der Schalter kann bevorzugt als Mikroschalter ausgebildet sein. Wenn das zumindest eine Getriebeelement in Folge der Überlastkraft bewegt wird, kann durch die Bewegung des zumindest einen Getriebeelements auch der Schalter aktiviert werden. Somit kann auf einfache Weise eine Überlast mit Hilfe der Erfassungseinrichtung erfasst werden und ein elektrisches Signal ausgegeben werden. Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass die Erfassungseinrichtung einen Taster aufweist.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist die Erfassungseinrichtung ein
Kontaktelement auf und das Getriebe ist derart ausgebildet, dass das zumindest eine Getriebeelement bei der Bewegung in Kontakt mit dem Kontaktelement steht. Das Kontaktelement kann insbesondere als Schleifkontakt ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine elektrische Verbindung zwischen dem zumindest einen Getriebeelement und dem Kontaktelement erfasst werden. Auch in dieser Ausgestaltung kann auf einfache und kostengünstige Weise eine Überlast mit Hilfe der Erfassungseinrichtung erfasst werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Anzeigevorrichtung einen Winkelsensor zum Erfassen einer Stellung eines Rotors des Antriebsmotors, wobei die
Erfassungseinrichtung und der Winkelsensor auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet sind. Um eine aktuelle Position des Anzeigeelements erfassen zu können, wird in den Antriebsmotor üblicherweise ein Winkelsensor implementiert. Dieser
Winkelsensor kann beispielsweise über einen Magneten, der mit der Welle des
Antriebsmotors verbunden ist, und einen Magnetsensor, insbesondere einem Hall- Sensor, ermöglicht werden. Alternativ dazu kann eine entsprechende Codescheibe vorgesehen sein, die mit der Antriebswelle verbunden ist. Mit Hilfe eines entsprechenden optischen Sensors oder einer Lichtschranke kann die Winkelposition anhand der
Codescheibe erfasst werden. Der Magnetsensor oder die Lichtschranke können auf einer speziellen kleinen Leiterplatte montiert sein, die sich in der Nähe des Antriebsmotors befindet. Auf diese ohnehin vorhandene Leiterplatte kann zudem die
Erfassungseinrichtung angeordnet werden. Somit kann die Erfassungseinrichtung besonders einfach und Bauraum sparend integriert werden.
Bevorzugt ist die Anzeigevorrichtung als Kopf-oben-Anzeigevorrichtung ausgebildet und das Anzeigeelement weist eine semitransparente Spiegelfläche auf. Mit anderen Worten ist die Anzeigevorrichtung als Head-up Display ausgebildet. Das Anzeigeelement kann auch als Combiner, Combinerscheibe oder Combinerspiegel bezeichnet werden. Das Anzeigeelement beziehungsweise der Combiner kann aus einem Glas oder aus einem Kunststoff gefertigt sein. Wenn mithilfe der Anzeigevorrichtung ein virtuelles Bild beziehungsweise eine virtuelle Anzeige bereitgestellt werden soll, kann das
Anzeigeelement von der Verstaustellung in die Gebrauchsstellung bewegt werden.
Vorzugsweise weist die Anzeigevorrichtung eine Bilderzeugungseinrichtung und eine Optikeinrichtung auf, wobei die Bilderzeugungseinrichtung zum Abstrahlen von Licht ausgelegt ist und die Optikeinrichtung dazu ausgelegt ist, zum Bereitstellen einer virtuellen Anzeige das von der Bilderzeugungseinrichtung abgestrahlte Licht auf das Anzeigeelement zu projizieren. Dadurch, dass das Anzeigeelement eine
semitransparente Spiegelfläche aufweist, wird das Licht, welches auf das Anzeigeelement projiziert wird, zu den Augen des Fahrers des Kraftfahrzeugs reflektiert. Zudem gelangt zu den Augen des Fahrers das Licht, welches von einem Umgebungsbereich hinter dem Anzeigeelement durch das Anzeigeelement hindurch zu dem Fahrer scheint. Durch die Überlagerung des Lichts, welches von dem Anzeigeelement reflektiert wird, und dem Licht, welches durch das Anzeigeelement hindurch scheint, wird dem Fahrer ein virtuelles Bild beziehungsweise die virtuelle Anzeige bereitgestellt.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße
Anzeigevorrichtung. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.
Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung vorgestellten
Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine ausschnittsweise Darstellung eines Kraftfahrzeugs, welches eine
Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;
Fig. 2 eine Antriebseinrichtung der Anzeigevorrichtung gemäß einer ersten
Ausführungsform in einer Perspektivansicht;
Fig. 3 eine Antriebseinrichtung der Anzeigevorrichtung gemäß einer zweiten
Ausführungsform in einer Perspektivansicht; und
Fig. 4 eine Antriebseinrichtung der Anzeigevorrichtung gemäß einer dritten
Ausführungsform in einer Perspektivansicht.
In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen
Bezugszeichen versehen. Fig. 1 zeigt eine ausschnittsweise Darstellung eines Kraftfahrzeugs 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kraftfahrzeug 1 ist in dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel als Personenkraftwagen ausgebildet. Das
Kraftfahrzeug 1 umfasst eine Anzeigevorrichtung 2. Die Anzeigevorrichtung 2 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kopf-oben-Anzeigevorrichtung beziehungsweise als Head-up Display ausgebildet.
Die Anzeigevorrichtung 2 umfasst eine Bilderzeugungseinrichtung 3, mittels welcher Licht ausgesendet werden kann. Insbesondere kann mit der Bilderzeugungseinrichtung 3 ein Bild bereitgestellt werden. Die Bilderzeugungseinrichtung 3 kann beispielsweise einen entsprechenden Bildschirm aufweisen, mit dem das Bild bereitgestellt werden kann beziehungsweise mit dem das Licht abgestrahlt werden kann. Darüber hinaus umfasst die Anzeigevorrichtung 2 eine Optikeinrichtung 5. Die Optikeinrichtung 5 umfasst vorliegend einen Spiegel 6. Das von der Bilderzeugungseinrichtung 3 abgestrahlte Licht 4 trifft zunächst auf den Spiegel 6 und anschließend auf ein Anzeigeelement 7 der
Anzeigevorrichtung 2. Die Bilderzeugungseinrichtung 3 und die Optikeinrichtung 5 sind vorliegend innerhalb eines Armaturenbretts des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die Anordnung der einzelnen Komponenten der Anzeigevorrichtung ist vorliegend rein beispielhaft zu verstehen. Diese können auch an anderen Positionen angeordnet sein.
Das Anzeigeelement 7 kann auch als Combinerspiegel, Combinerscheibe oder als Combiner bezeichnet werden. Das Anzeigeelement 7 weist eine Spiegelfläche auf, welche semitransparent ausgebildet ist. Das Anzeigeelement 7 ist aus einem Glas oder einem Kunststoff gebildet. Das Licht 4, das von der Bilderzeugungseinrichtung 3 abgestrahlt wird, wird mittels der Optikeinrichtung 5 auf das Anzeigeelement 7 projiziert. Ferner wird das Licht 4, das auf das Anzeigeelement 7 projiziert wird, zu den Augen 9 eines Fahrers des Kraftfahrzeugs 1 reflektiert. Somit überlagert sich diese Anzeige mit dem Licht, das von einem Umgebungsbereich 1 1 des Kraftfahrzeugs 1 zu den Augen 9 des Fahrers gelangt, mit dem Licht, das auf das Anzeigeelement 7 projiziert wird. Für den Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 ergibt sich somit eine virtuelle Anzeige 10 beziehungsweise ein virtuelles Bild.
Die Anzeigevorrichtung 2 weist ferner eine Antriebseinrichtung 8 auf, mittels welcher das Anzeigeelement 7 bewegt werden kann. Beispielsweise kann das Anzeigeelement 7 mittels der Antriebseinrichtung 8 zwischen einer Verstaustellung und einer
Gebrauchsstellung bewegt werden. In der Gebrauchsstellung kann sich das
Anzeigeelement 7 beispielsweise innerhalb des Armaturenbretts des Kraftfahrzeugs 1 befinden. In der Gebrauchsstellung kann - wie in Fig. 1 gezeigt - dem Fahrer die virtuelle Anzeige 10 bereitgestellt werden. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass eine Neigung des Anzeigeelements 7 in der Gebrauchsstellung mittels der Antriebseinrichtung 8 verstellt werden kann. Somit kann das Anzeigeelement 7 an eine Position der Augen 9 des Fahrers angepasst werden.
Fig. 2 zeigt eine Antriebseinrichtung 8 gemäß einer ersten Ausführungsform in einer Perspektivansicht. Die Antriebseinrichtung 8 umfasst einen Antriebsmotor 12, der beispielsweise als Gleichstrommotor bzw. DC-Motor ausgebildet ist. Darüber hinaus umfasst die Antriebseinrichtung 8 ein Getriebe 13. Mit dem Getriebe 13 kann eine Kraft und/oder ein Drehmoment von dem Antriebsmotor 12 auf das Anzeigeelement 7 übertragen werden. Auf diese Weise kann dann das Anzeigeelement 7 bewegt werden. In dem vorliegenden Beispiel umfasst das Getriebe 13 eine Schnecke 14, welche in eine Verzahnung eines Schneckenrades 15 greift. Das Schneckenrad 15 ist drehfest mit einem Zahnrad 16 verbunden. Das Zahnrad 16 greift wiederum in die Verzahnung eines weiteren Zahnrads 17. Dieses Zahnrad 17 ist wiederum mit einem Zahnrad 18
verbunden. Eine Antriebswelle der elektrischen Maschine 12 ist mit einer Magnetscheibe 19 drehfest verbunden. Mit Hilfe eines Winkelsensors 20, welcher auf einer Leiterplatte 21 angeordnet ist, kann ein Winkel eines Rotors des Antriebsmotors 12 erfasst werden. Der Winkelsensor 20 umfasst in dem vorliegenden Beispiel einen Magnetsensor bzw. einen Hall-Sensor.
Im Betrieb der Anzeigevorrichtung 2 kann diese fehlerhaft oder missbräuchlich betrieben werden. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn der Fahrer oder eine andere Person einen Druck auf das Anzeigeelement 7 ausübt. In diesem Fall wird eine Überlastkraft auf das Getriebe 13 ausgeübt. Das Getriebe 13 ist vorliegend so ausgebildet, dass beim
Vorliegen der Überlastkraft zumindest ein Getriebeelement des Getriebes 13 bewegt wird und somit die Übertragung der Kraft und/oder des Drehmoments von dem Antriebsmotor 12 auf das Anzeigeelement 7 unterbleibt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in Folge der Überlastkraft das Zahnrad 16 als das zumindest eine Getriebeelement entlang des Pfeils 24 bewegt. Dabei kann es vorgesehen sein, dass das Zahnrad 16 durch ein Federelement mit einer Federkraft beaufschlagt wird. Die Federkraft kann derart bestimmt sein, dass das Zahnrad 16 im Normalbetrieb mit der Feder in gehalten wird. Bei Vorliegen einer Überlast wird dann das Zahnrad 16 gegen die Feder in eine Richtung 24 bewegt. Die Anzeigevorrichtung 2 umfasst ferner eine Erfassungseinrichtung 22, mittels welcher die Bewegung des zumindest einen Getriebeelements bzw. des Zahnrads 16 erfasst werden kann. Vorliegend umfasst die Erfassungseinrichtung 22 einen Schalter 23, der zudem auf der Leiterplatte 21 angeordnet ist. Wenn das Zahnrad in Folge der
Überlastkraft in die Richtung 24 bewegt wird, wird der Schalter 23 betätigt. In Folge der Betätigung des Schalters 23 kann ein elektrisches Signal ausgegeben werden. Dieses elektrische Signal kann beispielsweise an eine Steuereinrichtung, die beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät des Kraftfahrzeugs 1 oder durch eine Elektronik der Anzeigevorrichtung 2 selbst gebildet ist, übertragen werden. In Folge des Aussenden des elektrischen Signals kann ein Warnhinweis an den Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 ausgegeben werden. Alternativ dazu kann das Anzeigeelement 7 in die
Gebrauchsstellung bewegt werden. Hierzu kann ein entsprechendes Steuersignal an den Antriebsmotor 12 übertragen werden.
Fig. 3 zeigt eine Antriebseinrichtung 8 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Hierbei ist der Antriebsmotor 12 über zwei Zahnräder 24, 25 mit einer Zahnstange 26 verbunden. Ferner weist das Getriebe 13 ein Getriebeelement 27 auf, das im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und eine Verzahnung aufweist, in welche das Gewinde der Zahnstange 26 greift. Über ein Federelement 18 ist das Getriebeelement 27, das auch als Halbmutter bezeichnet werden kann, mit einer Federkraft beaufschlagt. Bei einer Überlast bewegt sich das Getriebeelement 27 in eine Richtung 34, die der Federkraft entgegengesetzt ist, und löst hierbei den Schalter 23 der Erfassungseinrichtung 22 aus. Somit kann auch in diesem Fall die Überlast mit Hilfe der Erfassungseinrichtung 22 erfasst werden.
Fig. 4 zeigt eine Antriebseinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform in einer Perspektivansicht. Hierbei ist die elektrische Maschine 12 wiederum mit der Schnecke 14 verbunden. Ferner ist ein Übertragungselement 29 vorgesehen, welches dazu dient, das Drehmoment, das von dem Antriebsmotor 12 bereitgestellt wird, auf ein Zahnrad 32 zu übertragen, das mit einer Welle 33 verbunden ist. Das Übertragungselement 29 weist ein Zahnrad 30 auf, das in die Verzahnung der Schnecke 14 greift. Zudem umfasst das Übertragungselement 29 eine weitere Schnecke 31 , welche das Zahnrad 32 kämmt. Wenn eine Überlast vorliegt, wird das Übertragungselement 29 in eine Richtung 35 ausgelenkt und trifft auf den Schalter 23 der Erfassungseinrichtung 22. Auch in diesem Fall kann auf einfache Weise mit Hilfe der Erfassungseinrichtung 22 die Überlast erfasst werden. Auch hier kann das Übertragungselement 29 mittels einer Feder vorgespannt sein.

Claims

Patentansprüche
1 . Anzeigevorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1 ), mit einem Anzeigeelement (7) und mit einer Antriebseinrichtung (8), welche einen Antriebsmotor (12) und ein Getriebe (13) zum Übertragen einer Kraft und/oder eines Drehmoments von dem
Antriebsmotor (12) zu dem Anzeigeelement (7) umfasst, wobei das Anzeigeelement (7) mittels der Antriebseinrichtung (8) infolge der Übertragung der Kraft und/oder des Drehmoments bewegbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Getriebe (13) derart ausgebildet ist, dass sich beim Beaufschlagen des
Getriebes (13) mit einer Überlastkraft, welche einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, zum Unterbinden der Übertragung der Kraft und/oder des
Drehmoments zumindest ein Getriebeelement (16, 27, 29) des Getriebes (13) in eine vorbestimmte Richtung (24, 34, 35) bewegt und dass die Anzeigevorrichtung (2) eine Erfassungseinrichtung (22) zum Erfassen der Bewegung des zumindest einen Getriebeelements (16, 27, 29) aufweist.
2. Anzeigevorrichtung (2) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Erfassungseinrichtung (22) dazu ausgelegt ist, ein Signal beim Erfassen der Bewegung des zumindest einen Getriebeelements (16, 27, 29) auszugeben.
3. Anzeigevorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anzeigevorrichtung (2) eine Steuereinrichtung zum Steuern des Antriebsmotors (12) in Abhängigkeit von dem Signal aufweist.
4. Anzeigevorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Getriebe (13) derart ausgebildet ist, dass sich das zumindest eine
Getriebeelement (16, 27, 29) zum Unterbinden der Übertragung der Kraft und/oder des Drehmoments translatorisch bewegt und/oder ein Schwenkbewegung ausführt.
5. Anzeigevorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anzeigevorrichtung (2) ein Federelement (28) aufweist, welches eine
vorbestimmte Federkraft auf das zumindest eine Getriebeelement (16, 27, 29) ausübt.
6. Anzeigevorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Erfassungseinrichtung (22) einen Schalter (23) aufweist und das Getriebe (13) derart ausgebildet ist, dass das zumindest eine Getriebeelement (16, 27, 29) bei der Bewegung den Schalter (23) betätigt.
7. Anzeigevorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Erfassungseinrichtung (22) ein Kontaktelement aufweist und das Getriebe (13) derart ausgebildet ist, dass das zumindest eine Getriebeelement (16, 27, 29) bei der Bewegung in Kontakt mit dem Kontaktelement steht.
8. Anzeigevorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anzeigevorrichtung (2) einen Winkelsensor (20) zum Erfassen einer Stellung eines Rotors des Antriebsmotors (12) umfasst, wobei die Erfassungseinrichtung (22) und der Winkelsensor (20) auf einer gemeinsamen Leiterplatte (21 ) angeordnet sind.
9. Anzeigevorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anzeigevorrichtung (2) als Kopf-oben-Anzeigevorrichtung ausgebildet ist und das Anzeigeelement (7) eine semitransparente Spiegelfläche aufweist.
10. Anzeigevorrichtung (2) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anzeigevorrichtung (2) eine Bilderzeugungseinrichtung (3) und eine
Optikeinrichtung (3) aufweist, wobei die Bilderzeugungseinrichtung (3) zum
Abstrahlen von Licht (4) ausgelegt ist und die Optikeinrichtung (5) dazu ausgelegt ist, zum Bereitstellen einer virtuellen Anzeige (10) das von der
Bilderzeugungseinrichtung (3) abgestrahlte Licht (4) auf das Anzeigeelement (7) zu projizieren. Kraftfahrzeug (1 ) mit einer Anzeigevorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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