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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diebstahlsicherung eines Steuergeräts eines Fahrzeugs und ein Steuergerät für ein Fahrzeug.
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Stand der Technik
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Steuergeräte für Fahrzeuge, insbesondere Zentralsteuergeräte zur Überwachung und Steuerung von bspw. Motorkomponenten, sind kostenintensive Bauteile, die häufig gestohlen und zum Austausch in gestohlenen oder beschädigten Fahrzeugen verwendet werden. Weiterhin werden bevorzugt Steuergeräte aus hochwertigen Fahrzeugen mit einer hohen Anzahl an freigeschalteten Funktionen gestohlen und anschließend in weiteren Fahrzeugen verbaut, um deren Funktionalität zu erhöhen.
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Da Steuergeräte in der Regel standardisiert hergestellt werden, ist ein Austausch eines Steuergeräts zwischen verschiedenen Fahrzeugen in der Regel problemlos bzw. mit geringem Aufwand möglich. Entsprechend ist ein Anreiz zum Diebstahl von Steuergeräten, insbesondere vor dem Hintergrund sehr hoher Kosten für ein Ersatzgerät oder ein entsprechend freigeschaltetes Steuergerät, sehr hoch.
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In der Druckschrift
EP 0 723 896 B1 wird ein Verfahren zur Diebstahlsicherung motorangetriebener Fahrzeuge beschrieben, bei dem bestimmte Eigenschaften von Sensoren und Stellern von einem Steuergerät erfasst und in dem Steuergerät abgelegt werden. Anschließend wird bei jedem Neustart des Steuergeräts überprüft, ob die Charakteristika der Sensoren und Steller noch passend sind.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein Steuergerät gemäß Anspruch 8 vorgestellt. Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und den abhängigen Ansprüchen.
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Das vorgestellte Verfahren dient insbesondere zur Sicherung eines Steuergeräts, wie bspw. eines Zentralsteuergeräts eines Fahrzeugs, vor Diebstahl. Dazu ist vorgesehen, dass ein Steuergerät eines Fahrzeugs vor einer Inbetriebnahme auf eine Zugehörigkeit zu einem jeweiligen Fahrzeug überprüft wird. Um die Zugehörigkeit des Steuergeräts zu dem Fahrzeug festzustellen, ist vorgesehen, dass während bzw. vor einer Inbetriebnahme des Steuergeräts mindestens ein aktuell an dem Steuergerät eingestellter bzw. hinterlegter Wert von bspw. einem von dem Steuergerät zur Ansteuerung mindestens einer Komponente des Fahrzeugs verwendeten Steuerungssignal und/oder von einem Eingangssignal einer zur Kommunikation mit dem Steuergerät konfigurierten Komponente des Fahrzeugs, aus dem Steuergerät ausgelesen und für einen Vergleich mit mindestens einem in einem Speicher, bspw. einem On-Chip-Speicher, hinterlegten Wert bereitgestellt wird.
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Zum Vergleich von in einem Steuergerät aktuell eingestellten Werten mit jeweiligen in einem Speicher hinterlegten Werten können jeweilige Werte aus dem Speicher und jeweilige Werte aus dem Steuergerät mittels eines mathematischen Verfahrens, wie bspw. einer Division oder, im Falle mehrerer über einen Zeitbereich verteilter Werte, einer mittelwertbasierten Division, miteinander in Beziehung gebracht werden. Entsprechend kann vorgesehen sein, dass, wenn der Vergleich mittels des mathematischen Verfahrens einen Unterschied zwischen jeweiligen Werten aus dem Steuergerät und jeweiligen Werten aus dem Speicher ergibt, die aktuell eingestellten Werte als nicht zu dem Speicher zugehörig identifiziert werden und das Steuergerät somit als gestohlen eingestuft wird.
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Um das vorgestellte Verfahren tolerant gegenüber bspw. reparaturbedingten Veränderungen an einem jeweiligen Fahrzeug auszugestalten, kann vorgesehen sein, dass ein Steuergerät erst dann als gestohlen eingestuft wird, wenn der Vergleich zwischen in dem Steuergerät eingestellten bzw. aus dem Steuergerät ausgelesenen Werten und in dem Speicher hinterlegten Werten einen Wert bzw. einen Vektor ergibt, der oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt. Dies bedeutet, dass bspw. ein Vergleich eines aus einem Steuergerät ausgelesenen Vektors mit vier Werten und einem entsprechenden in dem Speicher hinterlegten Vektor, bei dem drei Werte übereinstimmen und folglich ein Wert bei dem Vergleich einen Differenzbetrag ergibt, das Steuergerät nicht als gestohlen eingestuft wird, wenn der Schwellenwert entsprechend tolerant gewählt ist. Dabei kann als Schwellenwert neben einer Mindestanzahl von Übereinstimmungen jeweiliger Werte auch ein Wertebereich vorgegeben sein, innerhalb dessen ein jeweiliger Vergleichswert zu einer originären, d. h. nicht gestohlenen Einstufung führt. Ein derartiger Wertebereich eines Schwellenwerts kann sich insbesondere aus einer Standardabweichung jeweiliger zugrundeliegender Werte ergeben und bspw. während eines einem Normalbetrieb vorgeschalteten Kalibrierungsprozesses erlernt werden.
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Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Werte für den Vergleich von aus dem Steuergerät ausgelesenen bzw. in dem Steuergerät aktuell eingestellten Werten und in dem Speicher hinterlegten Werten innerhalb des Steuergeräts berechnet bzw. aus einem Speicher des Steuergeräts ausgelesen werden und dabei das Steuergerät nicht verlassen. Um ein Verhalten des Steuergeräts nachvollziehen zu können, wird ein Ergebnis des Vergleiches zwischen in dem Steuergerät eingestellten bzw. aus dem Steuergerät ausgelesenen Werten und in dem Speicher hinterlegten Werten in dem Speicher des Steuergeräts als Log-Eintrag gespeichert.
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Durch den gemäß dem vorgestellten Verfahren vorgesehenen Vergleich von aus dem Steuergerät ausgelesenen bzw. in dem Steuergerät aktuell eingestellten Werten und in dem Speicher hinterlegten Werten werden Verbindungen zwischen jeweiligen Komponenten eines Fahrzeugs und dem Steuergerät genutzt, um eine originäre Zuordnung des Steuergeräts zu dem Fahrzeug zu überprüfen. Da jeweilige Komponenten eines Fahrzeugs bei einer Deaktivierung des Fahrzeugs an charakteristischen Punkten deaktiviert werden, ergeben sich Steuerungssignale bzw. Kommunikations- oder Sensorwerte, die einer zum Zeitpunkt der Deaktivierung des Fahrzeugs vorliegenden Situation entsprechen.
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Dies bedeutet, dass ein Steuergerät des Fahrzeugs die Komponenten zum Zeitpunkt der Deaktivierung des Fahrzeugs an eine zum Zeitpunkt der Deaktivierung aktuelle Situation anpasst und entsprechende Steuersignale generiert bzw. entsprechende Sensor- und/oder Aktuatorenwerte empfängt. Entsprechend hängen jeweilige in dem Steuergerät eingestellte bzw. aus dem Steuergerät auszulesende Werte von Steuersignalen oder Eingangssignalen unmittelbar von einer aktuellen Konfiguration, d. h. einer aktuellen Einstellung, jeweiliger Komponenten des Fahrzeugs ab. Durch eine Speicherung aus dem Steuergerät ausgelesener Werte in einem Speicher ist es möglich, eine aktuelle Einstellung jeweiliger Komponenten des Fahrzeugs durch das Steuergerät zu sichern und bei einer erneuten Aktivierung des Steuergeräts bzw. der Komponenten für eine Überprüfung zu nutzen. Dies bedeutet, dass für den Fall, dass eine Komponente des Fahrzeugs ausgetauscht wird, die Komponente aufgrund ihrer aktuellen Konfiguration bzw. Einstellung bei einer Aktivierung des Steuergeräts nicht zu den in dem Speicher hinterlegten Werten passt und bspw. zu den in dem Speicher hinterlegten Werten stark abweichende Eingangssignale generiert. Sollten alle oder eine Vielzahl von Komponenten des Fahrzeugs nicht zu den in dem Speicher hinterlegten Werten passen, ist davon auszugehen, dass das Steuergerät nicht zu einem jeweiligen Fahrzeug passt und gestohlen wurde.
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Selbstverständlich ist ein Vergleich von aktuell in dem Steuergerät eingestellten Werten mit in dem Speicher hinterlegten Werten der Komponenten zu jedem beliebigen Zeitpunkt beim Betrieb eines jeweiligen Fahrzeugs denkbar. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass jeweilige Komponenten des Fahrzeugs zur Generierung von Werten für einen Vergleich von aktuell aus dem Steuergerät ausgelesenen und in dem Speicher hinterlegten Werten in einen vorgegebenen Zustand geschaltet werden. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass jeweilige Komponenten des Fahrzeugs ihre Kennung oder ein weiteres Identifikationsmerkmal an das Steuergerät übermitteln.
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Als zur Durchführung eines Vergleichs von aus dem Steuergerät ausgelesenen Werten und in dem Speicher hinterlegten Werten geeignete Komponenten haben sich insbesondere die folgenden Komponenten erwiesen: ein Analog-Digital-Wandler eines Steuergeräts, eine Kraftstoffversorgungsanlage des Fahrzeugs, ein Injektor des Fahrzeugs, eine Zündeinheit einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs, eine elektrische Maschine des Fahrzeugs, eine Batterie des Fahrzeugs, ein Sensor des Fahrzeugs und ein Aktuator des Fahrzeugs.
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Für den Fall, dass ein Steuergerät aufgrund eines Vergleichs zwischen jeweiligen in dem Speicher hinterlegten Werten und aus dem Steuergerät ausgelesenen Werten als gestohlen eingestuft wurde, ist vorgesehen, dass das Steuergerät unverzüglich deaktiviert und eine entsprechende Warnmeldung, bspw. durch Aufleuchten einer Motorkontrollleuchte, signalisiert wird.
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Es ist weiterhin möglich, dass in dem Speicher hinterlegte Werte für einen Vergleich mit den in dem jeweiligen Steuergerät aktuell eingestellten Werten während einer Kalibrierungsphase erlernt werden. Dazu können jeweilige Komponenten bspw. in einen vorgegebenen Betriebszustand gebracht werden, in dem für die Komponenten charakteristische Werte erfasst werden können. Weiterhin können während einer Kalibrierungsphase ggf. Schwellenwerte auf Grundlage von bei einem Normalbetrieb auftretenden Varianzen der Werte ermittelt werden.
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Um Werte von Steuerungssignalen und/oder Eingangssignalen des Steuergeräts in dem Speicher zu hinterlegen, kann bspw. vorgesehen sein, dass mit einer in dem Steuergerät eingestellten Abtastrate zur Erfassung von Steuersignalen, die jeweiligen den Steuersignalen und/oder Eingangssignalen entsprechenden Werte in dem Speicher, der bspw. als Flash-Speicher ausgestaltet ist, gesichert werden. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass der Speicher als Teil des Steuergeräts, d. h. on-Chip, ausgestaltet ist.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform des vorgestellten Verfahrens.
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2 zeigt ein eine weitere schematische Darstellung des vorgestellten Verfahrens.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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In 1 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das einen Ablauf einer möglichen Ausführungsform des vorgestellten Verfahrens zeigt.
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Zunächst ist eine Kalibrierungsphase 1 vorgesehen, in der in einem ersten Schritt 3 ein Steuergerät eines Fahrzeugs aktiviert wird. Während der Aktivierung des Steuergeräts wird in einem Überprüfungsschritt 5 überprüft, ob aktuelle Werte von Steuerungssignalen des Steuergeräts zur Steuerung von Komponenten des Fahrzeugs bzw. Eingangswerte von bspw. Sensoren oder Aktuatoren des Fahrzeugs, wie durch Schritt 7 angedeutet, vorliegen. Für einen Vergleich mit bei späteren Startvorgängen des Steuergeräts ermittelten Werten von Steuerungssignalen oder Eingangssignalen werden verfügbare Werte der Steuerungssignale bzw. der Eingangssignale des Steuergeräts in einem Sicherungsschritt 9 aus dem Steuergerät ausgelesen und in einem Flash-Speicher 11 hinterlegt. Um eine Varianz der Werte beim Betrieb des Fahrzeugs feststellen zu können, wird das Steuergerät, in einem Lernschritt 13 wiederholt gestartet und schließlich in Schritt 15 deaktiviert.
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Sobald die Kalibrierungsphase 1 beendet ist, kann ein Normalbetrieb 17 erfolgen. Dabei wird ausgehend von einer Startphase 19 des Steuergeräts auf Grundlage von an dem Steuergerät eingehenden bzw. hinterlegten Werten von Steuerungssignalen und/oder Eingangssignalen, wie durch Schritt 21 angedeutet, überprüft, ob aktuelle Werte von Steuerungssignalen des Steuergeräts zur Steuerung von Komponenten des Fahrzeugs bzw. Eingangswerte von bspw. Sensoren oder Aktuatoren des Fahrzeugs, wie durch Schritt 23 angedeutet, vorliegen. Für einen Vergleich aktuell ermittelter Werte von Steuerungssignalen und/oder Eingangssignalen werden in einem Ausleseschritt 25 die in der Kalibrierungsphase in dem Flash-Speicher 11 hinterlegten Werte ausgelesen. In einem Vergleichsschritt 27 wird überprüft, ob aktuell aus dem Steuergerät ausgelesene Werte der Steuerungssignale und/oder Eingangssignale mit den in dem Flash-Speicher 11 gesicherten Werten der zu einem vorangegangenen Zeitpunkt aus dem Steuergerät ausgelesenen Steuerungssignale und/oder Eingangssignale übereinstimmen. Aufgrund eines Ergebnisses des Vergleichsschritts 27, wird in einem Klassifizierungsschritt 29 beurteilt, ob alle aus dem Steuergerät ausgelesenen Werte den in dem Flash-Speicher 11 hinterlegten Werten entsprechen. Falls sich alle Werte aus dem Steuergerät und dem Flash-Speicher 11 entsprechen, kann das Steuergerät normal betrieben werden, wie durch Pfeil 31 bzw. den Betriebszustand "Normal" 33 angedeutet.
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Sollten durch den Vergleichsschritt 29 Unterschiede zwischen aus dem Steuergerät aktuell ausgelesenen und in dem Flash-Speicher 11 hinterlegten Werten ermittelt werden, wird in einem Schritt 35 überprüft, ob die Unterschiede innerhalb vorgegebener Toleranzen liegen, und bspw. auf einem Austausch lediglich einer Komponente beruhen. Sollten die Unterschiede lediglich auf dem Austausch einer Komponente beruhen, wie es bspw. für eine Reparatur erforderlich und durch Pfeil 37 angedeutet ist, wird in einem Freischaltungsschritt 39 der Betriebszustand "Normal" 33 freigegeben, wie durch Pfeil 41 angedeutet und das Steuergerät kann vollständig gestartet werden.
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Sollte sich jedoch bei der Überprüfung gemäß Schritt 35 ergeben, dass Unterschiede zwischen den aktuell aus dem Steuergerät ausgelesenen Werten und den in dem Flash-Speicher 11 hinterlegten Werten nicht innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegen und bspw. eine Vielzahl von Komponenten betreffen, wie durch Pfeil 43 angedeutet, wird das Steuergerät in einem Klassifizierungsschritt 45 als gestohlen eingestuft und ein Start des Steuergeräts in einem Schutzschritt 47 unterbunden.
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In 2 sind verschiedene Konfigurationen 51, 53 und 55 eines Fahrzeugs dargestellt, bei denen ein jeweiliges Steuergerät 59 unterschiedlich eingestuft wird.
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Die Konfiguration 51 entspricht einer originären Konfiguration des Fahrzeugs, bei dem jeweilige Sensoren 61, 63, 65, und 67 sowie Injektoren 69 und 71 originär einem Steuergerät 59 zugeordnet sind und weder die Sensoren 61, 63, 65, und 67 bzw. Injektoren 69 und 71 noch das Steuergerät 59 gestohlen sind. Um die originäre Zuordnung des Steuergeräts 59 zu den Sensoren 61, 63, 65, 67 und Injektoren 69, 71 zu überprüfen und, dadurch bedingt, einen Sicherheitsstatus des Steuergeräts 59 zu ermitteln, ist vorgesehen, dass aus dem Steuergerät 59 aktuelle Werte von Steuersignalen zur Ansteuerung der Injektoren 69 und 71 sowie Werte von Eingangssignalen der Sensoren 61, 63, 65, und 67 ausgelesen und mit in einem Speicher 73 hinterlegten Werten, die zu einem vorangegangenen Zeitpunkt ermittelt wurden, verglichen werden. Für einen validen Vergleich der aktuell aus dem Steuergerät 59 ausgelesenen Werte und der in dem Speicher 73 hinterlegten Werte kann das Steuergerät die Sensoren 61, 63, 65, und 67 sowie die Injektoren 69 und 71 in einen vorgegebenen Zustand schalten oder es können historisch aufeinander folgende Werte, d. h. in dem Speicher 73 zu einem Zeitpunkt t0 hinterlegte Werte mit aktuell aus dem Steuergerät 59 ausgelesenen Werten, verglichen werden.
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Die Konfiguration 53 entspricht der Konfiguration 51 mit dem Unterschied, dass der Sensor 63 im Rahmen einer Reparatur gegen einen anderen Sensor 75 getauscht wurde. Entsprechend stimmt ein von dem Sensor 75 an das Steuergerät 59 übermittelter Wert eines Eingangssignals nicht mit einem dem Sensor 63 entsprechenden Wert, wie er in dem Speicher 73 hinterlegt ist, überein. Da die Werte der Eingangssignale der Sensoren 61, 65 und 67 bzw. der Steuerungssignale der Injektoren 69 und 71 mit den entsprechenden in dem Speicher 73 hinterlegten Werten übereinstimmen, kann von einem Austausch des Sensors 63 durch den Sensor 75 ausgegangen werden, so dass das Steuergerät 73 als nicht gestohlen eingestuft werden kann.
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Die Konfiguration 55 entspricht einer Situation, in der das Steuergerät 59 aus einem Fahrzeug gestohlen und in ein anderes Fahrzeug mit Sensoren 77, 79, 81 und 83 sowie Injektoren 85 und 87 eingebaut wurde. Da kein einem Eingangssignal der Sensoren 77, 79, 81 und 83 bzw. einem Steuerungssignal der Injektoren 85 und 87 entsprechender Wert den in dem Speicher 73 hinterlegten Werten entspricht bzw. zugeordnet werden kann, ist das Steuergerät 59 als gestohlen einzustufen und zu deaktivieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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