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Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung für ein mobiles Endgerät. Bei dem mobilen Endgerät kann es sich beispielsweise um ein Infotainmentsystem (Informations-Unterhaltungssystem) für ein Kraftfahrzeug oder um ein Smartphone handeln. Das mobile Endgerät zeichnet sich dadurch aus, dass es eine Bedienhardware aufweist, also beispielsweise einen Touchscreen für eine graphische Benutzerschnittstelle. Die Bedienhardware wird mittels einer Betriebssystemsoftware betrieben oder gesteuert, um mit einem Benutzer zu interagieren. Zu der Erfindung gehören auch ein Kraftfahrzeug mit der Bedienvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben der Bedienvorrichtung.
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In einem Kraftfahrzeug kann die besagte Bedienvorrichtung beispielsweise als sogenanntes Infotainmentsystem oder Mensch-Maschine-Interface (MMI) bereitgestellt sein. Ein Problem beim Betrieb einer solchen Bedienvorrichtung ist, dass die Betriebssystemsoftware und die darauf aufbauende Applikationssoftware, beispielsweise eine graphische Benutzerschnittstelle für die Medienwiedergabe, weiterentwickelt und/oder verbessert werden muss, während bereits eine erste Version der Bedienvorrichtung an Benutzer ausgeliefert wurde. Steht dann eine aktuellere Version der Betriebssystemsoftware und/oder einer Applikationssoftware bereit, so müssen diese aufwendig in den einzelnen Bedienvorrichtungen beim Benutzer aktualisiert werden.
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Das Übertragen von aktualisierter Software in ein mobiles Endgerät kann mittels einer Datenverbindung über das Internet erfolgen. Hierzu kann die Software beispielsweise mittels einer Mobilfunkverbindung oder mittels einer WLAN-Verbindung (WLAN - Wireless Local Area Network) in das Endgerät übertragen werden. Die Mobilfunkverbindung kann z.B. auf Grundlage eines 4G- oder 5G-Mobilfunknetzwerks gebildet sein, wobei dies nur zwei beispielhafte, erläuternde Angaben sind.
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Eine Kommunikation zwischen einem Kraftfahrzeug und einer Servereinrichtung des Internets ist beispielsweise aus der
DE 10 2014 201 948 A1 bekannt.
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Aus der
WO 2015/117982 A1 ist bekannt, dass in einem Kraftfahrzeug eine Recheneinrichtung bereitgestellt werden kann, die eine virtuelle Maschine ausführen kann, d.h. eine Simulation oder Emulation einer anderen Recheneinrichtung. Mittels der virtuellen Maschine wird eine Verbindung zu einem Datennetzwerk aufgebaut.
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Aus der
US 2012/0179325 A1 ist ein Kraftfahrzeug bekannt, bei welchem Bedienelemente auf der Grundlage eines sogenannten Webbrowsers bereitgestellt werden. Der Webbrowser kann mit zumindest einem Fahrzeugsensor gekoppelt werden, um einen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs in dem Webbrowser verfügbar zu machen.
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Aus der
DE 10 2014 202 306 A1 ist bekannt, graphische Benutzerschnittstellen in einem Kraftfahrzeug einerseits und einem Smartphone andererseits zu synchronisieren, wobei hierzu ein Webbrowser-Format verwendet wird.
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Aus der
DE 10 2016 218 560 A1 ist bekannt, dass ein Kraftfahrzeug Steuerdaten für eine graphische Benutzerschnittstelle mit einem Smartphone austauschen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betriebssoftware für eine Bedienvorrichtung eines mobilen Endgeräts aktuell zu halten.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
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Die Erfindung stellt eine Bedienvorrichtung für ein mobiles Endgerät bereit. Das mobile Endgerät kann in der beschriebenen Weise ein Infotainmentsystem eines Kraftfahrzeugs oder ein Smartphone oder ein Tablet-PC oder eine Smartwatch sein, um nur Beispiele zu nennen.
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Das mobile Endgerät weist die beschriebene Bedienhardware auf, also beispielsweise einen Touchscreen oder eine Mikrofonanordnung und eine Lautsprechereinrichtung für ein Sprachdialogsystem. In der beschriebenen Weise ist die Bedienvorrichtung dazu eingerichtet, die Bedienhardware mittels einer Betriebssystemsoftware zu steuern. Eine Betriebssystemsoftware kann beispielsweise ein Android-Betriebssystem (C) oder ein Linux-Betriebssystem (C) oder ein Windows-Betriebssystem (C) sein. Um eine solche Betriebssystemsoftware in Betrieb zu nehmen oder zu starten, weist die Bedienvorrichtung eine Recheneinrichtung mit einer sogenannten Bootloadereinrichtung auf. Eine Bootloadereinrichtung sieht gemäß dem Stand der Technik vor, dass beim Einschalten der Recheneinrichtung die Betriebssystemsoftware in einen flüchtigen Speicher der Recheneinrichtung geladen oder kopiert wird und dann von dort aus gestartet wird. Dieser Vorgang wird als „booten“ bezeichnet. Zusammengefasst weist also die Bedienvorrichtung eine Recheneinrichtung mit einer Bootloadereinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, bei einem Einschaltvorgang der Bedienvorrichtung die Betriebssystemsoftware in der Recheneinrichtung zu booten.
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Um nun die Betriebssystemsoftware aktuell zu halten und somit beim Einschalten der Bedienvorrichtung eine aktuelle Betriebssystemsoftware starten oder booten oder in Betrieb nehmen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Bootloadereinrichtung dazu eingerichtet ist, bei dem Einschaltvorgang unabhängig von der Betriebssystemsoftware eine Netzwerkverbindung zu einem geräteexternen Datennetzwerk aufzubauen und von einer Servereinrichtung des Datennetzwerks die Betriebssystemsoftware über die Netzwerkverbindung zu empfangen und die empfangene Betriebssystemsoftware zu booten, also zu laden und zu starten. Das Datennetzwerk kann beispielsweise das Internet sein oder zumindest teilweise durch das Internet gebildet sein.
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Eine Betriebssystemsoftware kann in bekannter Weise einen jeweiligen Treiber für das Steuern zumindest einer Komponente der Bedienhardware bereitstellen sowie zum Beispiel einen Scheduler zum Verwalten von Software-Prozessen, die durch die Recheneinrichtung ausgeführt werden sollen. Ein solcher Software-Prozess kann eine Applikationssoftware sein, die beispielsweise einen Anzeigeinhalt der Bedienhardware steuern soll. Eine Applikationssoftware kann Befehle für einen Treiber vorgeben, wenn sie durch den Scheduler ausgeführt wird. Der Treiber setzt dann die Befehle in Signale zum Steuern der jeweiligen Komponente der Bedienhardware um.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass die Bedienvorrichtung beim Einschalten selbstständig die aktuellste Betriebssystemsoftware über eine Netzwerkverbindung aus dem Datennetzwerk herunterlädt und erst dann in Betrieb geht oder startet. Normalerweise wird eine Netzwerkverbindung nur bei laufender oder ausgeführter Betriebssystemsoftware durch das Betriebssystem selbst ermöglicht. Die Erfindung sieht nun dagegen vor, die für das Aufbauen der Netzwerkverbindung und für die Kommunikation mit einer Servereinrichtung benötigen Software-Module in der Bootloadereinrichtung vorzusehen, sodass diese unabhängig von einer Betriebssystemsoftware die Netzwerkverbindung aufbauen und von der Servereinrichtung die aktuellste Version der Betriebssystemsoftware anfordern und empfangen kann. Somit ist es sogar möglich, dass die Bedienvorrichtung ohne eine Betriebssystemsoftware in einem mobilen Endgerät bereitgestellt wird. Die Bedienvorrichtung beschafft dann beim Einschalten selbstständig jeweils die aktuelle Betriebssystemsoftware. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Bedienvorrichtung nicht nur einmalig, sondern bei jedem Einschaltvorgang überprüft, ob eine Netzwerkverbindung aufgebaut werden kann. Kann eine Netzwerkverbindung aufgebaut werden, so überprüft die Bedienvorrichtung bevorzugt dann jedes Mal, ob eine aktuellere Betriebssystemsoftware bei der Servereinrichtung verfügbar ist. In diesem Fall wird die aktuellere Betriebssystemsoftware bevorzugt heruntergeladen und gebootet.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Bootloadereinrichtung als sogenanntes Embedded-System des Endgeräts ausgestaltet ist. Beispielsweise kann sie auf der Grundlage eines ASIC (Application Specific Integrated Circuit) oder eines FPGA (Field Programmable Gate Array) oder auf der Grundlage eines Mikroprozessors mit Flash-Speicher realisiert sein.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Bedienvorrichtung dazu eingerichtet ist, zumindest eine Bedienfunktion für die Bedienhardware mittels zumindest einer Applikationssoftware bereitzustellen und die zumindest eine Applikationssoftware aus dem Datennetzwerk zu empfangen und mittels der Betriebssystemsoftware zu betreiben. Eine solche Bedienfunktion kann eine Medienwiedergabe (Radiobedienung und/oder MP3-Wiedergabebedienung und/oder Video-Wiedergabebedienung) und/oder eine Medienverwaltung (MP3-Dateien, Videodateien verwalten) und/oder eine Navigationsassistenz umfassen. Allgemein kann durch die Bedienfunktion z.B. ein Sprachdialogsystem und/oder eine Sprachsteuerung und/oder eine graphische Benutzerschnittstelle (GUI - Graphical User Interface) realisiert sein. Eine Applikationssoftware ist ein Programmmodul oder eine Software-Ansammlung, die von der Betriebssystemsoftware als zumindest ein Software-Prozess des Betriebssystems ausgeführt werden kann. Bevorzugt ist die Applikations-software als sogenannte App oder auf dem Prinzip der Sandbox aufgebaut, d.h. von jeder anderen Applikationssoftware in Bezug auf das ihr zur Verfügung stehende Dateisystem getrennt oder isoliert. Die Applikationssoftware kann als sogenannte Web-Applikation oder Web-Client realisiert sein. Dies kann z.B. auf der Grundlage der Programmiersprache Java (C) realisiert sein. Allgemein kann die Applikationssoftware als sogenannter Container ausgestaltet sein, d.h. es kann sich um eine Betriebssystemvirtualisierung mittels OS-Container (OS - Operating System, Betriebssystem) handeln. Die Applikationssoftware kann aus dem Datennetzwerk empfangen werden, beispielsweise aus einem Applikationsserver des Datennetzwerks heruntergeladen werden. Somit kann also auch die zumindest eine Bedienfunktion stets aktuell gehalten werden, indem zum Beispiel beim Einschaltvorgang oder während des Betriebs der Bedienvorrichtung die Applikationssoftware heruntergeladen oder aktualisiert wird. Damit bleibt die Bedienvorrichtung flexibel im Betrieb nachrüstbar, indem eine entsprechende Applikationssoftware erst bei Bedarf aus dem Datennetzwerk geladen und gestartet wird.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Bedienvorrichtung dazu eingerichtet ist, mittels der Betriebssystemsoftware zumindest eine Hardwarekomponente der Bedienhardware in einer Hardware-Abstraktionsschicht (HAL - Hardware Abstraction Layer) zu repräsentieren, damit die zumindest eine Applikations-software über die Hardware-Abstraktionsschicht auf die zumindest eine Hardwarekomponente zugreifen kann. Eine solche Hardware-Abstraktionsschicht ist dazu eingerichtet, hardware-unspezifische Befehlsdaten der zumindest einen Applikationssoftware in hardware-spezifische Steuersignale für die zumindest eine Hardwarekomponente zu übersetzen. Mit anderen Worten muss die Applikationssoftware nicht auf die zumindest eine Hardwarekomponente der Bedienhardware angepasst oder für diese programmiert sein. Die Befehlsdaten können an der Hardware-Abstraktionsschicht an einer API (Application Programming Interface) übergeben werden und brauchen lediglich die von der Hardwarekomponente durchzuführende Aktion oder das zu erreichende Ergebnis angeben, also beispielsweise das Darstellen einer Grafik und/oder das Ausgeben eines Klangs befehlen. Wie dann die Hardwarekomponente mittels der Steuersignale anzusteuern ist, um dieses Ergebnis zu erreichen, wird durch die Hardware-Abstraktionsschicht umgesetzt. Es kann auch vorgesehen sein, dass durch die Hardware-Abstraktionsschicht in die andere Richtung hardware-spezifische Zustandssignale der zumindest einen Hardwarekomponente in hardware-unspezifische Beschreibungsdaten, d.h. in ein hardware-unspezifisches Format, umgewandelt werden. Dieses hardware-unspezifische Format kann dann genutzt werden, um die zumindest eine Applikationssoftware über den Zustand der jeweiligen Hardwarekomponente zu informieren. Diese Weiterbildung weist den Vorteil auf, dass die Applikationssoftware für unterschiedliche Hardwarekomponenten, beispielsweise unterschiedliche Bildschirme und/oder unterschiedliche Audiowiedergabesysteme, genutzt werden kann und nicht an diese Hardwarekomponenten angepasst sein muss. Mehrere unterschiedliche Bedienvorrichtungen für unterschiedliche mobile Endgeräte können also dieselbe Applikationssoftware betreiben. Die Hardware-Abstraktionsschicht jeder Bedienvorrichtung übersetzt dann die Befehlsdaten der Applikationssoftware in hardware-spezifische Steuersignale der lokal vorhandenen Hardwarekomponente. Die Hardware-Abstraktionsschicht kann auf der Grundlage der eingangs beschriebenen Treiber oder Treibermodule realisiert werden. Es kann eine Zuordnungsvorschrift vorgesehen sein, um hardware-unspezifische Befehlsdaten oder Befehle in die jeweiligen hardware-spezifischen Steuersignale umzuwandeln. Zudem ergibt sich eine erhöhte Sicherheit. Die Hardware-Abstraktionsschicht ist nämlich von der Applikationsschicht separiert und kann den Zugriff zu Hardware-Komponenten begrenzen bzw. verifizieren. In anderen Worten kann die Applikationssoftware nicht auf beliebige Hardware-Komponenten zugreifen. Dank der kontinuierlichen Aktualisierung der Hardware-Abstraktionsschicht ist die Ausbreitung von Schadsoftware dadurch begrenzt.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Bedienvorrichtung dazu eingerichtet ist, mittels der Betriebssystemsoftware die zumindest eine Applikationssoftware webbasiert zu betreiben. Dies bedeutet, dass die Applikationssoftware einen gerätebasierten Teil, der durch die Betriebssystemsoftware ausgeführt wird, und zusätzlich einen netzwerkbasierten Teil, der in einem Applikationsserver des Datennetzwerks ausgeführt wird, aufweist. Mit anderen Worten wird die jeweilige Bedienfunktion, die durch die Applikationssoftware bereitgestellt wird, nicht ausschließlich in der Recheneinrichtung der Bedienvorrichtung ausgeführt, sondern zumindest ein Berechnung oder ein Prozess ist außerhalb des mobilen Endgeräts in dem Applikationsserver in Betrieb oder ausgeführt. Um die beiden Teile der Applikationssoftware zu koppeln, ist die Bedienvorrichtung dazu eingerichtet, Zustandsdaten des mobilen Endgeräts mit zumindest einem Applikationsserver auszutauschen, welcher den netzwerkbasierten Teil der Applikationssoftware ausführt. Die Zustandsdaten können zum Beispiel Fahrzeugdaten sein, also z.B. eine Geoposition eines Kraftfahrzeugs angeben. Der zumindest eine Applikationsserver kann jeweils ein Server des Internets sein. Die Applikationssoftware kann beispielsweise als eine Web-Software ausgestaltet sein, die durch einen Webbrowser ausgeführt werden kann, der mittels der Betriebssystemsoftware in der Bedienvorrichtung betrieben werden kann.
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Während des Betriebs des gerätebasierten Teils und des netzwerkbasierten Teils der Applikationssoftware müssen auch von den netzwerkbasierten Teil Dienstedaten an den gerätebasierten Teil übertragen werden, damit beispielsweise eine grafische Anzeige, die durch den gerätebasierten Teil in der Bedienhardware gesteuert wird, einen Anzeigeinhalt aktualisiert oder an den Zustand des netzwerkbasierten Teils angepasst wird. Beispielsweise kann der netzwerkbasierte Teil eine Navigationssoftware umfassen und eine aktuelle Navigationsanweisung in Form von Dienstedaten an den gerätebasierten Teil übertragen, damit dieser die Navigationsanweisung an einen Benutzer des mobilen Endgeräts ausgibt.
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Um regelmäßig oder bedarfsabhängig aktuelle Dienstedaten von dem Applikationsserver aus dem Datennetz zu erhalten, kann die Bedienvorrichtung dazu eingerichtet sein, zum Übertragen von Dienstedaten von dem netzwerkbasierten Teil zu dem gerätebasierten Teil zu vorbestimmten Zeitpunkten eine Anfrage nach den Dienstedaten an den netzwerkbasierten Teil auszusenden oder sich für ein PUSH-Verfahren für die Dienstedaten bei dem Applikationsserver zu registrieren. Entweder führt also die Bedienvorrichtung ein sogenanntes Polling durch, indem sie zu vorbestimmten Zeitpunkten nach Dienstedaten fragt, oder sie registriert sich einmalig für den Empfang von Dienstedaten, die das mobile Endgerät betreffen. Ergibt sich nach der Registrierung dann eine Veränderung, sodass Dienstedaten für das Endgerät entstehen, so kann der Applikationsserver anhand der Registrierung ermitteln, dass diese Veränderung für das mobile Endgerät relevant ist, und in diesem Fall die Dienstedaten an den gerätebasierten Teil der Applikationssoftware „pushen“ oder aussenden.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass ein Cache-Datenspeicher dazu eingerichtet ist, Daten nicht-flüchtig zu speichern. Mit anderen Worten werden diese Daten in dem Festdatenspeicher auch während eines ausgeschalteten Zustands der Bedienvorrichtung gehalten oder gespeichert. Die Bedienvorrichtung ist dazu eingerichtet, zumindest bei Fehlen der Netzwerkverbindung die Bedienhardware auf der Grundlage der Daten aus dem Cache-Datenspeicher zu betreiben. Mit anderen Worten kann zum Beispiel die zuletzt heruntergeladene oder empfangene Betriebssystemsoftware in dem Cache-Datenspeicher gespeichert werden und für den Fall, dass die Netzwerkverbindung zum Beispiel aufgrund eines Funkloches nicht möglich ist, die alte Betriebssystemsoftware aus dem Cache-Datenspeicher geladen werden. Auch eine Applikationssoftware kann im Cache-Datenspeicher gespeichert werden, sodass sie beim Start der Bedienvorrichtung zumindest bei Fehlen der Netzwerkverbindung nicht erneut aus dem Datennetzwerk heruntergeladen werden muss und dennoch zur Verfügung steht.
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Um ein aus dem Datennetzwerk heruntergeladenes oder empfangenes Datenvolumen gering zu halten, sieht eine Weiterbildung vor, dass die Bootloadereinrichtung dazu eingerichtet ist, bei einem weiteren Einschaltvorgang, wenn also zumindest schon einmal die Betriebssystemsoftware heruntergeladen wurde, zunächst eine Versionsangabe der bereits in dem Cache-Datenspeicher gespeicherten Betriebssystemsoftware mit einer von der Servereinrichtung empfangenen Versionsangabe einer aktuellsten Betriebssystemsoftware zu vergleichen und bei den weiteren Einschaltvorgang nur im Falle eines Unterschieds der Versionsangabe die Betriebssystemsoftware herunterzuladen. Ist dagegen bereits die aktuellste Betriebssystemsoftware im Cache-Datenspeicher gespeichert, findet kein Herunterladen statt. Anstelle stets die gesamte Betriebssystemsoftware herunterzuladen, sieht eine Weiterbildung vor, nur einen den Unterschied zwischen den Versionen begründenden Teil der Betriebssystemsoftware von der Servervorrichtung herunterzuladen. Es wird also nur ein differenzielles Update durchgeführt.
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Wie bereits ausgeführt, kann die Bedienhardware flexibel ausgestaltet sein. Sie kann eine grafische Benutzerschnittstellekomponente (Monitor und/oder Kopf-oben-Anzeige/Head-up-Display und/oder Projektor) und/oder eine mechanische Bedienkonsole (mechanische Tasten, Dreh-drück-Steller, Schieberegler) und/oder eine Gestenerkennungseinrichtung (zum Beispiel kamerabasiert) und/oder ein Sprachdialogsystem (Mikrofonanordnung und Audiowiedergabesystem) umfassen.
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Die Bedienvorrichtung kann in der beschriebenen Weise für ein Smartphone oder ein Tablett PC oder eine Smartwatch vorgesehen sein. Besonders bevorzugt ist die Bedienvorrichtung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen, beispielsweise in Form eines Infotainmentsystems. Durch die Erfindung ist entsprechend auch ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, das sich durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung auszeichnet.
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Durch den Betrieb der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung ergibt sich das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der Bedienvorrichtung für ein mobiles Endgerät mit einer Bedienhardware, wobei die Bedienvorrichtung die Bedienhardware mittels einer Betriebssystemsoftware steuert und wobei mit Bedienvorrichtung eine Recheneinrichtung mit einer Bootloadereinrichtung aufweist, die bei einem Einschaltvorgang der Bedienvorrichtung die Betriebssystemsoftware in der Recheneinrichtung bootet. Die Recheneinrichtung kann beispielsweise zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einem Prozessoreinrichtung aufweisen. Die Recheneinrichtung kann einen Speicher, beispielsweise einen flüchtigen Speicher, insbesondere einen RAM (Random Access Memory) aufweisen, in welchen die Betriebssystemsoftware geladen und von welchem aus sie durch die Bootloadereinrichtung gestartet werden kann.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren baut die Bootloadereinrichtung bei dem Einschaltvorgang unabhängig von der Betriebssystemsoftware eine Netzwerkverbindung zu einem geräteexternen Datennetzwerk auf, beispielsweise zum Internet, und empfängt von einer Servereinrichtung des Datennetzwerks die Betriebssystemsoftware über die Netzwerkverbindung. Dann bootet sie die empfangene Betriebssystemsoftware.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Bedienvorrichtung, wie sie beispielsweise in einem Kraftfahrzeug oder einem Smartphone oder einem Tablet-PC oder einer Smartwatch bereitgestellt sein kann; und
- 2 eine schematische Darstellung eines Einschaltvorgangs ist der Bedienvorrichtung von 1.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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1 zeigt eine Bedienvorrichtung 10, die beispielsweise als ein Infotainmentsystem für ein Kraftfahrzeug 11 ausgestaltet sein kann. Die Bedienvorrichtung 10 kann mit einer Kommunikationseinrichtung 12, beispielsweise einen Mobilfunkmodul, und mit zumindest einem Gerät 13 gekoppelt sein, das ein Benutzer mittels der Bedienvorrichtung 10 bedienen kann. Das zumindest eine Gerät 13 kann z.B. eine Klimaanlage und/oder ein Radiosystem und/oder ein Medienwiedergabesystem sein. Für die Bedienung kann die Bedienvorrichtung 10 Bedienhardware 14 aufweisen, die beispielsweise einen Monitor oder und/oder Touchscreen und/oder eine mechanische Bedienen Konsole und/oder eine Gestenerkennungseinrichtung und/oder ein Sprachdialogsystem umfassen kann.
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Zum Steuern oder Betreiben der Bedienhardware kann die Bedienvorrichtung 10 eine Recheneinrichtung 15 aufweisen, die eine Betriebssystemsoftware 16 aufweisen kann, mittels welcher mindestens eine Applikationssoftware 17 ausgeführt werden kann, durch welche die Bedienhardware 14 gesteuert oder mit zumindest einer Bedienfunktion versehen wird. Die Betriebssystemsoftware 16 kann in einem sogenannten Image, d.h. ein Softwarebündel oder einer Softwaredatei zusammengestellt sein, in die auch ein Dateisystem integriert sein kann. Durch die Betriebssystemsoftware 16 kann eine Hardware-Abstraktionsschicht HAL realisiert sein, sodass die zumindest eine Applikationssoftware 17 nur hardware-unspezifische Befehlsdaten 10 erzeugen muss, die dann von der Betriebssystemsoftware 16 in hardware-spezifische Steuersignale 18 umgesetzt oder übersetzt und an die Bedienhardware 14 ausgegeben werden kann, damit zumindest eine Hardware-komponente 19 der Bedienhardware 14 durch das Steuersignal 18 gemäß den Befehlsdaten gesteuert wird.
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Zum Nutzen der Bedienvorrichtung 10 ist es nicht nötig, dass die Betriebssystemsoftware 16 und/oder die zumindest eine Applikationssoftware 17 sich bereits in der Bedienvorrichtung 10 befinden. Die Bedienvorrichtung 10 kann eine Bootloadereinrichtung 20 aufweisen, die über die Kommunikationseinrichtung 12 eine Funkverbindung 21 beispielsweise mit einem Mobilfunknetzwerk 22 aufbauen kann. Die Bootloadereinrichtung 20 kann dann insgesamt eine Netzwerkverbindung 23 zu einem Datennetzwerk 24 aufbauen, beispielsweise dem Internet. An das Datennetzwerk 24 können eine Servervorrichtung 25 und/oder ein Applikationsserver 26 angeschlossen sein. Die Servervorrichtung 25 und/oder der Applikationsserver 26 kann auf Grundlage eines einzelnen Computers oder eines Computerverbundes (Cloud-Lösung) realisiert sein.
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Von der Servereinrichtung 25 kann die Bootloadereinrichtung 20 eine aktuelle Version der Betriebssystemsoftware 16 über die Netzwerkverbindung 23 herunterladen und in einer Recheneinrichtung 27 der Bedienvorrichtung 10 booten. Dies kann beispielsweise während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs 11 oder allgemein beim Benutzen derselben geschehen, wenn der Benutzer die Bedienvorrichtung 10 einschaltet.
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Es kann ein Cache-Datenspeicher 28 bereitgestellt sein, in welchem bereits heruntergeladene Daten 29 gespeichert werden können, sodass bei einem Einschaltvorgang für den Fall, dass die Netzwerkverbindung 23 nicht bereitgestellt oder aufgebaut werden kann, dennoch ein Betrieb der Bedienvorrichtung 10 auf Grundlage der zwischen gespeicherten Daten 29 möglich ist, weil z.B. die Daten 29 eine ältere Version der Betriebssystemsoftware 16 enthalten.
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Auch die zumindest eine Applikationssoftware 17 kann von dem Applikationsserver 26 über die Netzwerkverbindung 23 heruntergeladen werden.
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Die zumindest eine Bedienfunktion 30, die durch die zumindest eine Applikationssoftware 17 bereitgestellt oder realisiert wird, kann auf der Grundlage des Applikationsserver 26 realisiert oder ergänzt werden, indem ein netzwerkseitiger Teil 31 der Applikationssoftware 17 über die Netzwerkverbindung 23 mit dem geräteseitigen Teil 32 der zumindest einen Applikationssoftware 17 gekoppelt ist, aber durch den Applikationsserver 26 ausgeführt wird. Es können Zustandsdaten 33 der Bedienvorrichtung 10 und/oder des Geräts 13 und/oder des Kraftfahrzeugs 11, beispielsweise eine aktuelle Geoposition, an den Applikationsserver 26 gesendet werden. Es können Dienstedaten 34 von dem Applikationsserver 26 hin zu der zumindest einen Applikationssoftware 17 in der Bedienvorrichtung 10 übertragen werden.
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Die Applikationssoftware 10 kann somit beispielsweise als sogenannte Web-Applikation webbasiert sein und kann beispielsweise durch einen Webbrowser aus angeführt werden, der in der Bedienvorrichtung 10 mittels der Betriebssystemsoftware 16 ausgeführt werden kann. Auch eine Ausgestaltung als der bereits beschriebene Container kann vorgesehen sein. Auf Grundlage eines Webbrowsers kann somit eine graphische Benutzerschnittstelle auf der Bedienhardware 14 instantan erzeugt oder generiert werden. Dies bedeutet, dass der Webbrowser stets den aktuellsten Programmcode über die Netzwerkverbindung 23 empfangen kann, sodass auch die graphische Benutzerschnittstelle stets auf dem aktuellsten Stand ist. Hierdurch können grafische Benutzerschnittstellen (und in vergleichbarer Weise ein Sprachdialogsystem) aktuell gehalten werden und stets an alle in Betrieb befindlichen Bedienvorrichtungen 10 übertragen werden, die sich bereits bei Benutzern befindet.
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Es kann ermöglicht werden, dass die zumindest eine Bedienfunktion 30 zentral durch einen Applikationsserver 26 bereitgestellt wird und eben nicht lokal durch die Bedienvorrichtung 10, sodass eine Bedienfunktion 30 mit aktueller Applikationssoftware realisiert werden kann und bei Bedarf in der Bedienvorrichtung 10 beispielsweise in einem Infotainmentsystem nachgeladen werden kann.
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Dienstekategorien, wie sie heute bei Infotainmentsystemen bekannt sind, können somit in Form von Web-Applikationssoftware implementiert werden, ohne dass direkter Zugriff zu einem Kraftfahrzeug nötig ist. Es ist lediglich notwendig, dass Benutzereingaben (Sprache und/oder manuelle Bedienen Vorgänge) und/oder auszugebende Klangdaten und/oder die Fahrzeugposition und/oder Anzeigeinhalte für eine Anzeigeeinrichtung und/oder Ausgabedaten eines Fahrerassistenzsystems, wie beispielsweise einer Kamera, ausgetauscht oder übertragen werden können. Dies sind die besagten Zustandsdaten 33 und als Feedback-Kanal die Dienstedaten 34. So kann die webbasierte Applikationstechnologie verwendet werden, die Programmcode beim Starten beispielsweise eines Webbrowsers herunterlädt oder in die Bedienvorrichtung 10 überträgt, wobei aber das eigentliche, rechenintensive und/oder datenintensive Rendering weiterhin in der Recheneinrichtung 27 der lokalen Bedienvorrichtung ausgeführt werden kann, um Anzeigeinhalte und/oder Sound im Client-System (d.h. dem Webbrowser allgemein in der Bedienvorrichtung 10) zu erhalten. Fahrzeuginformationen, wie dessen Position, können über ein lokales Webinterface der Hardware-Abstraktionsschicht HAL abgefragt oder ermittelt werden und an den Applikationsserver 26 im Datennetzwerk 24 gesendet werden. Dasselbe trifft auch für Sprachkommandos zu. Es kann auch eine Vorverarbeitung in der Bedienvorrichtung 10 vorgesehen sein, um unnötigen Datenverkehr über die Netzwerkverbindung 23 zu vermeiden.
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Zwei bedeutungsvolle Aspekte sind die Radiobedienung und/oder Medienwiedergabebedienung. Ein Applikationsserver kann Streaming-Mediendaten und/oder einen Radio-Stream erzeugen, um so einen netzwerkbasierten Medienservice zu realisieren, wie dies beispielsweise von dem Unternehmen Spotify (C) bereits bekannt ist. Ein Audiostream kann dann an die Bedienvorrichtung übertragen werden. Der Audiostream wird dann in der Bedienvorrichtung für beispielsweise die Ausgabe in einem Kraftfahrzeug aufbereitet oder gerendert, um beispielsweise die Anzahl der Lautsprecher berücksichtigen zu können, die in einem Gerät 13 zur Verfügung stehen. Auch Pufferstrategien zum Überbrücken von Übertragungspausen der Netzwerkverbindung 23 können vorgesehen sein. Auch Suchfunktionen für eine Internetsuche können so realisiert sein und/oder auch Nutzer-Feedback. Dies kann dann mittels der Applikationssoftware bedient oder realisiert werden.
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Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Navigation, wobei es nun möglich ist, dass ein Applikationsserver 26 eine graphische Benutzerschnittstelle für eine Navigationsassistenz über die Netzwerkverbindung 23 an einen geräteseitigen Teil 32 der Applikationssoftware überträgt. Das Kraftfahrzeug kann seine aktuelle Position und/oder seine Fahrtrichtung und/oder seine Fahrgeschwindigkeit an den Applikationsserver 26 aussenden. Ein Ausschnitt einer Straßenkarte oder digitalen Straßendatenbank kann zu der Bedienvorrichtung in einem Kraftfahrzeug übertragen werden, beispielsweise als mathematischer Graf, um eine verbesserte Position (Map-Matching) des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen. Für eine autonome Fahrfunktion (Autopilot, vollautomatisiertes oder teilautomatisiertes Führen des Kraftfahrzeugs) kann eine vergrößerte Kartenausschnitt bereitgestellt werden, wobei aber die Mechanismen dieselben bleiben können. Die gesamte Streckenberechnung oder Routenberechnung, die Routenverfolgung und die Erzeugung von Navigationshinweisen kann durch ein Backend oder eben einen Applikationsserver durchgeführt werden. Mittels der Web-Interface-Technologie (Web-Applikation) können Push-Nachrichten vom Applikationsserver ausgesendet werden. Ein Kraftfahrzeug kann diese Nachrichten entweder anfragen, wenn bestimmte Distanzkriterien oder Streckenkriterien erfüllt sind, indem es beispielsweise seine aktuelle Position, Fahrtrichtung und/oder Geschwindigkeit aussendet und die Referenz zur aktuellen Route, die es aktualisiert fährt, in eine Anfragenachricht einträgt oder sendet. Ein Kraftfahrzeug kann sich auch für den Empfang von Navigationshinweisen registrieren und lediglich seine aktuelle Position beim Applikationsserver melden. Dieser reagiert dann selbständig mit dem Navigationshinweis, wenn ein neuer Navigationshinweis vorliegt. Der Umfang einer Applikationssoftware kann von einem Preismodell und/oder Fahrzeugmodell abhängen.
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Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Fahrzeugkonfiguration und/oder Information. Diese Informationen sind vom Fahrzeugtyp abhängig, in welchen die Bedienvorrichtung eingebaut ist oder für welchen sie vorgesehen ist. Eine Web-Applikationssoftware diese Informationen nutzen, wobei durch die Hardware-Abstraktionsschicht HAL diese Informationen im selben Format dargestellt werden können wie beispielsweise Informationen aus dem Datennetzwerk 24, d.h. es kann ein hardware-unspezifisches Format realisiert oder bereitgestellt werden.
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Ein weiterer wichtiger Aspekt ist der Web-Bootloader, der durch die Bootloadereinrichtung 20 realisiert ist. Diese Bootloadereinrichtung 20 ist dazu in der Lage, die Betriebssystemsoftware 16 und/oder Applikationssoftware 17 beispielsweise in Form eines sogenannten Bootimage IMG herunterzuladen, die Betriebssystemsoftware 16 zu booten und die Hardware-Abstraktionsschicht HAL der Geräte 13 zu präsentieren. Es kann in einer anderen Ausführung auch vorgesehen sein, dass die HAL die Applikations-software 17 herunterladen kann. Auf dieser Grundlage kann Web-Infotainment vollständig unabhängig von der Fahrzeug-Hardware-Infrastruktur oder Bedienhardware 14 geplant oder implementiert werden und dann in einem Kraftfahrzeug zum Laufen gebracht werden. Zudem kann durch Austauschen des jeweils netzwerkbasierten Teils 31 die Applikationssoftware serverseitig ausgetauscht oder aktualisiert werden, ohne dass eine Veränderung in der Bedienvorrichtung 10 nötig ist.
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Um eine schwache oder fehleranfällige oder ausfallanfällige Netzwerkverbindung 23 berücksichtigen zu können, weil das Kraftfahrzeug beispielsweise in einer Garage geparktes oder durch einen Tunnel fährt, können Daten 29 in dem Cache-Datenspeicher 28 gespeichert werden.
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Somit kann also die Bedienvorrichtung 10 von einer geräteexternen Servereinrichtung 25 gebootet oder gestartet werden, wo die Betriebssystemsoftware 16 und/oder die Applikationssoftware beispielsweise auf einer Festplatte gespeichert sein kann, die zugänglich gemacht werden kann, ohne dass Zugang zum Kraftfahrzeug 10 nötig ist. Die gesamte Logik kann beim Einschaltvorgang heruntergeladen werden aus der Cloud oder Servereinrichtung. Auf diese Weise ist kein Update einer Bedienvorrichtung mehr nötig, d.h. kein „flashen“ eines Betriebssystemspeichers, da die Bedienvorrichtung stets die aktuellste Version einer Betriebssystemsoftware und/oder Applikationssoftware aus dem Datennetzwerkt nutzt. Ein weiterer Vorteil ist die Sicherheit. Dank der Updatebarkeit bleibt die Betriebssystemsoftware und/oder die Applikationssoftware immer auf dem aktuellstem Stand.
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Für einen Offline-Betrieb ohne Netzwerkverbindung kann eine Webapplikation im Offline-Modus betrieben werden, der mittels des Cache-Datenspeichers 28 realisiert werden kann, indem die dort gespeicherten Daten 29 genutzt werden, sodass selbst ohne Netzwerkverbindung eine volle Funktionalität der Bedienvorrichtung 10 möglich ist ohne Verbindung zur Servereinrichtung und/oder zum Applikationsserver. Die gesamte Software ist dann im Cache-Datenspeicher gespeichert, auch Medien-Datenströme können gecached oder gespeichert werden und sogar Navigationshinweise können gespeichert werden. Je mehr Cache-Datenspeicher 28 zum Speichern einer Straßenkarte zur Verfügung steht, desto größere Strecken kann ein Kraftfahrzeug autonom fahren, ohne die Datenverbindung oder Netzwerkverbindung zu einem Applikationsserver 26 zu benötigen. Auch die Routenberechnung kann lokal erfolgen, wobei aber die netzwerkseitige Implementierung den Vorteil aufweist, dass kein eine doppelte Implementierung von Programmcode nötig ist.
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2 veranschaulicht, wie bei einem Einschaltvorgang die Bedienvorrichtung 10 beispielsweise in einem Kraftfahrzeug 11 über die Netzwerkverbindung 23 im Datennetzwerk 24 bei der Servereinrichtung 25 ein sogenanntes Bootimage 35 (IMG), d.h. eine Datei mit den Daten für die Betriebssystemsoftware 16 und/oder die zumindest eine Applikationssoftware 17, anfordern und herunterladen kann. Es kann jeweils für ein einzelnes Kraftfahrzeug 11 oder eine einzelne Bedienvorrichtung 10 ein individuelles Bootimage 35 bereitgestellt werden. Beispielsweise kann sich die Bedienvorrichtung 10 auf Grundlage einer Fahrzeugidentifikationsnummer oder Fahrgestellnummer identifizieren. Es kann weitere web-basierte Applikationssoftware 17 heruntergeladen werden, um hierdurch die Bedienhardware 14 betreiben zu können, beispielsweise auf der Grundlage eines Webbrowsers, welcher die Applikationssoftware 17 ausführt. Auch Servicedaten oder Dienstedaten 34 können für den Betrieb der Bedienhardware heruntergeladen werden und zusätzlich im Cache-Datenspeicher 28 gespeichert werden, damit die Dienstedaten 34 auch zukünftig für weitere Bedienfunktionen zur Verfügung stehen.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein webbasiertes Infotainment mittels cloudbasiertem Ansatz bereitgestellt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014201948 A1 [0004]
- WO 2015/117982 A1 [0005]
- US 2012/0179325 A1 [0006]
- DE 102014202306 A1 [0007]
- DE 102016218560 A1 [0008]
