DE102005039760A1

DE102005039760A1 - Verfahren zum Erkennen von externen Tuning-Maßnahmen

Info

Publication number: DE102005039760A1
Application number: DE200510039760
Authority: DE
Inventors: Volker Pitzal; Wolfram Gerwing; Clemens Kutz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-08-23
Filing date: 2005-08-23
Publication date: 2007-03-01
Also published as: CN1920281A; FR2890116A1

Abstract

Bei Brennkraftmaschinen ist es bekannt, die tatsächliche Leistung gegenüber einer Auslegungsleistung zu erhöhen, indem externe Tuning-Maßnahmen außerhalb eines Steuergeräts durchgeführt werden, beispielsweise durch Einsatz zusätzlicher Geräte. Um derartige externe Tuning-Maßnahmen erkennen zu können, wird vorgeschlagen, eine Abweichung einer Ist-Leistungsgröße (32) von einer Soll-Leistungsgröße (34), die vom Steuergerät bereitgestellt wird, auszuwerten (38).

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von externen Tuning-Maßnahmen, durch die die Leistung einer Brennkraftmaschine gegenüber einer Auslegungsleistung erhöht wird.

Unter dem Stichwort "Chiptuning" werden Maßnahmen zur Leistungssteigerung von Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen immer mehr verbreitet. Eine Gefahr besteht jedoch, dass durch solche leistungssteigernden Maßnahmen die Auslegungsleistung der Brennkraftmaschine in einem solchen Umfange überschritten wird, dass es zu Schäden an der Brennkraftmaschine kommt. In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage der Gewährleistung bzw. wer für den entstandenen Schaden haftet.

Um die damit zusammenhängenden Auseinandersetzungen und schwierigen Beweisfragen zu erleichtern, sind auf dem Markt Verfahren bekannt, mit denen derartige unzulässige Tuning-Maßnahmen erkannt werden sollen. Beispielsweise beschreibt die DE 100 02 203 A1 ein Verfahren zum Schutz eines Steuergeräts einer Brennkraftmaschine vor einer Manipulation der in dem Steuergerät gespeicherten Daten. Auch sind abgestufte Zugangsberechtigungen durch kryptografische Methoden bekannt, durch die eine Änderung der im Steuergerät gespeicherten Daten erschwert wird.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem auch solche Tuning-Maßnahmen, die nicht direkt das Steuergerät der Brennkraftmaschine betreffen, zuverlässig erkannt werden können.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Lösungen sind in nebengeordneten Patentansprüchen angegeben, die ein Computerprogramm, ein elektrisches Speichermedium sowie eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung betreffen. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren ist speziell darauf gerichtet, solche Tuning-Maßnahmen zu erkennen, welche nicht durch eine Veränderung beispielsweise der entsprechenden Kennfelder im Steuergerät herbeigeführt werden, sondern die durch Manipulationen an Einrichtungen der Brennkraftmaschine außerhalb des Steuergeräts bewirkt werden. Hierzu gehört beispielsweise, bei einer Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail-System, eine Veränderung einer Kennlinie eines Drucksensors, mit dem der Druck im Rail erfasst wird. Weitere mögliche Tuning-Maßnahmen, die von dem erfindungsgemäßen Verfahren erkannt werden können, bestehen im Vorschalten eines Tuning-Geräts vor die Einspritzventile, um bei diesen eine zusätzliche Einspritzung zu bewirken.

Alle diese Tuning-Maßnahmen haben gemeinsam, dass eine Ist-Leistungsgröße, beispielsweise die Leistung, das Drehmoment oder die eingespritzte Kraftstoffmenge, von der im Steuergerät vorgegebenen bzw. von diesem bereitgestellten Soll-Leistungsgröße abweichen. Durch eine Auswertung dieser Abweichung können derartige Tuning-Maßnahmen zuverlässig erkannt werden, und es kann auch zuverlässig unterschieden werden, ob die Abweichung von einer bewussten Tuning-Maßnahme herrührt oder auf einen Defekt eines Teils der Brennkraftmaschine zurückzuführen ist. Eine auf diese Weise bereit gestellte Plausibilitätsgröße gestattet es, bei erkannter externer Tuning-Maßnahme bestimmte Maßnahmen zu ergreifen, die die Brennkraftmaschine vor Beschädigungen schützen.

Die Art bzw. das Muster der Abweichung der Ist-Leistungsgröße von der Soll-Leistungsgröße ist dabei ganz spezifisch für bestimmte Tuning-Maßnahmen. Aus in unterschiedlichen Betriebspunkten erfassten Abweichungen kann ein Abweichungsmuster erstellt werden. Ein solches Abweichungsmuster ist bei einer Veränderung der Kennlinie eines Raildrucksensors anders als bei der Generierung zusätzlicher Einspritzungen von Kraftstoff. Derartige spezifische Abweichungsmuster können beispielsweise in Labortests erfasst und im Steuergerät der Brennkraftmaschine abgespeichert werden, so dass sie für die Korrelierung mit erfassten Abweichungsmustern und somit zur Erkennung externer Tuning-Maßnahmen jederzeit zur Verfügung stehen. Hierdurch wird die Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens erhöht. Grundsätzlich denkbar und besonders einfach ist aber der Vergleich der erfassten Abweichung mit einer Mindestabweichung.

Zur Ermittlung der Ist-Leistungsgröße kann ein Schätz- oder auch ein Beobachter-Verfahren angewendet werden, bei dem bestimmte aktuelle Betriebsparameter der Brennkraftmaschine verarbeitet werden. Zu diesen Betriebsparametern gehört beispielsweise eine Drehzahl einer Kurbelwelle, ein Druck in mindestens einem Brennraum, und/oder eine eingespritzte Kraftstoffmenge. Möglich ist aber auch eine direkte Erfassung der Ist-Leistungsgröße durch einen entsprechenden Sensor, beispielsweise durch die Messung des an der Kurbelwelle anliegenden Drehmoments.

Die Ist-Leistungsgröße kann auch ein "indirekter Parameter" sein, also eine solche Größe, die mit der Leistung lediglich zusammenhängt. Hierzu gehört beispielsweise, zumindest in bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine, die in die Brennräume der Brennkraftmaschine gelangende Kraftstoffmenge, oder die Beschleunigung des Fahrzeugs, abgeleitet aus dessen Geschwindigkeit.

Die Abweichung der Ist-Leistungsgröße von der Soll-Leistungsgröße kann einfach und genau durch einen Differenzenfilter ermittelt werden. Ein Entprellglied kann genutzt werden, um eine gewünschte statistische Sicherheit bezüglich des Vorhandenseins einer externen Tuningmaßnahme durch Manipulationsgeräte zu erreichen.

Zeichnungen

Nachfolgend wird ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine; und

2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Erkennen einer externen Tuning-Maßnahme an der Brennkraftmaschine von 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In 1 trägt eine Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie dient zum Antrieb eines in der Figur nicht dargestellten Kraftfahrzeugs.

Die Brennkraftmaschine 10 umfasst mehrere Brennräume, von denen in 1 nur jene mit dem Bezugszeichen 12a und 12b gezeigt sind. Der Druck im Brennraum 12b wird von einem Drucksensor 13 erfasst, und über geeignete Modelle wird aus dessen Signal auch auf den Druck in den anderen Brennräumen geschlossen. Jedem Brennraum 12a und 12b ist ein Injektor 14a bzw. 14b zugeordnet, der wiederum ein piezzoelektrisches Stellglied 16a bzw. 16b umfasst. Durch diese wird die Schaltstellung eines in 1 nicht gezeigten Ventilelements des Injektors 14a bzw. 14b beeinflusst, durch welches letztlich die Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum 12a bzw. 12b gesteuert wird. Angeschlossen sind die Injektoren 14 an einen Kraftstoffdruckspeicher 18 ("Rail"), in dem der Kraftstoff unter hohem Druck gespeichert ist. Gefördert wird der Kraftstoff in den Kraftstoffdruckspeicher 18 durch ein Hochdruckfördersystem 20. Der im Kraftstoffdruckspeicher 18 herrschende Druck wird von einem Drucksensor 21 erfasst.

Die Stellglieder 16 der Injektoren 14 werden von einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung 22 ("Steuergerät") angesteuert. Diese beinhaltet unter anderem in 1 nicht dargestellte Leistungsendstufen zur Erzeugung der für die Ansteuerung der Stellglieder 16 erforderlichen Spannungen. Die Ansteuersignale werden in der Steuer- und Regeleinrichtung 22 abhängig von verschiedenen Eingangsgrößen bestimmt, beispielsweise einer Stellung einer Kurbelwelle 24, die von einem Sensor 26 erfasst wird. Auch die Stellung eines nicht gezeigten Gaspedals sowie andere Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 10 werden bei der Bestimmung der Ansteuersignale in der Steuer- und Regeleinrichtung 22 berücksichtigt.

Bei der gezeigten Brennkraftmaschine 10 wurde nachträglich zwischen den Injektoren 14 und der Steuer- und Regeleinrichtung 22 ein erstes Manipulationsgerät 28a angebracht, durch welches zusätzliche Ansteuerungen der Stellglieder 16 der Injektoren 14 generiert werden. Hierdurch soll die tatsächliche Leistung der Brennkraftmaschine 10 gegenüber der Auslegungs- bzw. "Serien"-Leistung erhöht werden. Darüber hinaus wurde nachträglich zwischen dem Raildrucksensor 21 und der Steuer- und Regeleinrichtung 22 ein zweites Manipulationsgerät 28b angebracht, durch welches die Kennlinie des Raildrucksensors 21 verändert wird. Durch diese veränderte Kennlinie soll zumindest in einigen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine 10 im Rail 18 ein höherer Betriebsdruck bewirkt werden als an sich bei der Auslegung der Brennkraftmaschine 10 beabsichtigt war. Durch einen solchen höheren Raildruck gelangt bei einer Einspritzung mehr Kraftstoff in die Brennräume 12, was ebenfalls zu einer Erhöhung der tatsächlichen Leistung gegenüber der Auslegungsleistung führt.

Durch die beiden Manipulationsgeräte 28a und 28b wird jedoch insgesamt der Verschleiß der Brennkraftmaschine 10 erhöht und darüber hinaus wird das Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine 10 deutlich verschlechtert. Dabei bleiben die an sich für die Steuerung und Regelung des Betriebs der Brennkraftmaschine 10 in der Steuer- und Regeleinrichtung 22 abgelegten Kennfelder und Kennlinien unverändert. Um dennoch die Installation der beiden Manipulationsgeräte 28a und 28b erkennen zu können, wird gemäß einem nun im Zusammenhang mit 2 erläuterten Verfahren vorgegangen (dieses Verfahren ist als Computerprogramm auf einem Speicher der Steuer- und Regeleinrichtung 22 abgelegt):
Nach einem Startblock 30 wird in einem Block 32 eine Ist-Leistungsgröße ermittelt. Als Basis hierfür dienen unter anderem die Signale des Sensors 26, durch den die Drehzahl der Kurbelwelle 24 erfasst wird, und des Sensors 13, durch den der Druck in den Brennräumen 12 erfasst wird. Bei der Leistungsgröße selbst kann es sich unmittelbar um das aktuelle Drehmoment, aber auch um eine mit diesem nur zusammenhängende Größe, beispielsweise die in die Brennräume 12 gelangende Kraftstoffmenge handeln. Zur Ermittlung der Ist-Leistungsgröße im Block 32 kann ein übliches Schätzverfahren, beispielsweise ein Luenberger-Beobachterverfahren, verwendet werden. Weitere Beispiele für die Ermittlung einer Ist-Leistungsgröße, beispielsweise eines tatsächlichen Drehmoments, sind in den Veröffentlichungen DE 198 34 322 A1 sowie DE 198 50 581 C1 angegeben, deren Offenbarung ausdrücklich auch zum Inhalt der vorliegenden Erfindung gemacht wird. In einem Block 34 wird eine Soll-Leistungsgröße ermittelt. Als Grundlage hierfür dient beispielsweise die Stellung eines in 1 nicht gezeigten Gaspedals, der Schaltzustand von Zusatzsystemen, wie beispielsweise einer Klimaanlage, etc. Diese für die Ermittlung der Soll-Leistungsgröße bereit gestellten Größen sind in 2 im Block 36 zusammengefasst.

In einem Block 38 wird eine Abweichung der Ist-Leistungsgröße 32 von der Soll-Leistungsgröße 34 erfasst und ausgewertet. Hierzu werden die Ist-Leistungsgröße 32 und die Soll-Leistungsgröße 34 zunächst in einen Differenzenfilter 42 eingespeist, der die Abweichung der Ist-Leistungsgröße 32 von der Soll-Leistungsgröße 34 berechnet.

Die in 42 ermittelte Abweichung wird dann in einen Block 44 eingespeist, der einen Musterabgleich enthält. Bei einem solchen wird beispielsweise die Größe der im Block 42 ermittelten Abweichung bewertet. Ein typisches Muster für einen Fehler des Steuergeräts sind 22 sind beispielsweise nur temporäre Leistungserhöhungen. Eine mögliche Ursache hierfür können durch elektromagnetische Einstrahlung veränderte Speicherzellen sein. Ein weiteres typisches Muster für einen Fehler des Steuergeräts 22 ist die Darstellung einer konstant hohen Leistung. Dies kann durch einen Defekt in Ein/Ausgabebausteinen des Steuergerätes verursacht werden.

Ein typisches Muster für eine externe Tuningmaßnahme ist eine nahezu konstante Abweichung der Ist-Leistungsgröße von der Soll-Leistungsgröße über den gesamten Arbeitsbereich der Verbrennungskraftmaschine oder aber, je nach Komplexität des Manipulationsgerätes, nur über einen Teilbereich (beispielsweise abhängig von Fahrpedalstellung oder dem Verlauf des Ansteuersignals der Stellglieder 16).

Der einfachste Ansatz für die Auswertung wäre der Vergleich mit einer Mindestabweichung. Alternativ ist jedoch auch denkbar, die Abweichung über den gesamten Arbeitsbereich zu ermitteln. Dies würde bedeuten, dass gewartet werden muss, bis sich das Fahrzeug mindestens einmal in jedem Fahrzustand befand. Anschließend würde das erhaltene Abweichungsmuster mit bekannten im Steuergerät gespeicherten Mustern korreliert werden.

In einem anschließenden Block 46 wird ein Entprellglied genutzt, um eine gewünschte statistische Sicherheit über das Vorhandensein einer externen Tuningmaßnahme durch Manipulationsgeräte zu erreichen. Erst nach Erreichen dieser Sicherheit wird mindestens eine Maßnahme ergriffen (Block 40). Diese kann darin bestehen, dass ein Eintrag in einen Fehlerspeicher erfolgt, ein maximales Drehmoment begrenzt wird, und/oder die Brennkraftmaschine in einem Sicherheitsmodus betrieben wird. Alternativ oder abhängig von der Wirksamkeit der durchgeführten Maßnahme kann die Brennkraftmaschine 10 auch stillgelegt werden. Das Verfahren endet in einem Block 42.

Claims

Verfahren zum Erkennen von externen Tuningmaßnahmen, durch die die tatsächliche Leistung einer Brennkraftmaschine (10) gegenüber einer Auslegungsleistung erhöht wird, und die eine Manipulation außerhalb eines Steuergeräts (22) der Brennkraftmaschine (10) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung einer externen Tuningmaßnahme (28) eine Abweichung einer Ist-Leistungsgröße (32) von einer Soll-Leistungsgröße (34), die vom Steuergerät (22) bereitgestellt wird, ausgewertet wird (38).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abweichung einer Ist-Leistungsgröße (32) von einer Soll-Leistungsgröße (34) durch einen Differenzenfilter (42) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auswertung (38) eine erfasste Abweichung mit mindestens einer abgespeicherten und für eine bestimmte externe Tuningmaßnahme (28) üblichen Abweichung verglichen wird (44).
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in unterschiedlichen Betriebspunkten erfasste Abweichungen mit abgespeicherten und für unterschiedliche Betriebspunkte geltenden Abweichungen verglichen werden (44).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergebnis des Vergleichs (44) einem Entprellglied (46) zugeführt wird, welches das Vorhandensein einer externen Tuningmaßnahme (28) statistisch absichert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Leistungsgröße (32) aus einer Drehzahl einer Kurbelwelle (24), einem Druck in mindestens einem Brennraum (12a, 12b), einer eingespritzten Kraftstoffmenge, und/oder einer Beschleunigung eines Kraftfahrzeugs ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn eine externe Tuningmaßnahme (28) erkannt wurde, eine Maßnahme eingeleitet wird (40), insbesondere ein Eintrag in einen Fehlerspeicher erfolgt, ein maximales Drehmoment begrenzt und/oder die Brennkraftmaschine (10) in einem Sicherheitsmodus betrieben wird, oder die Brennkraftmaschine (10) stillgelegt wird.
Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche programmiert ist.
Elektrisches Speichermedium für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (22) einer Brennkraftmaschine (10), dadurch gekennzeichnet, dass auf ihm ein Computerprogramm zur Anwendung in einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 7 abgespeichert ist.
Steuer- und/oder Regeleinrichtung (22) für eine Brennkraftmaschine (10), dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 programmiert ist.