DE202012003336U1 - OBD II Lese- und Schreibschutz - Google Patents
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Abstract
Kupplung zwischen dem Fahrzeug und dem originalen OBD-II-Stecker zum Schutz von Fahrzeugen vor Diebstahl durch Manipulation der Bordelektronik über die OBD-II-Schnittstelle, dadurch gekennzeichnet, dass der OBD-II-Stecker durch einen neuen Stecker (z. B. R232, 15-polig) ersetzt wird, die Kabel des OBD-II-Steckers mit derzeit bis zu 15! (1,312) Kombinationsmöglichkeiten neuverteilt werden und die Kabel des Steckers am Fahrzeug farblich vereinheitlicht werden.
Description
- 1 Zusammenfassung
- Der OBD II Protect Lese- und Schreibschutz ist eine Kupplung zwischen dem OBD-II-Stecker und dem Fahrzeug. Er verhindert Kraftfahrzeugdiebstähle mittels dem On-Board-Diagnose Steckers (OBD-II-Stecker) durch farbliche Vereinheitlichung der Kabel und individualisierte Kabelneuverteilung, inkl. Austausch des OBD-II-Steckers. Der Fahrzeughalter erhält die individuell angepasste Kupplung zwischen Fahrzeug und OBD-II-Stecker zur sicheren Verwahrung und zur Mitnahme zu Service/Werkstatt sowie zu Hauptuntersuchungen.
- 2 Technisches Gebiet der Erfindung
- Der OBD II Lese- und Schreibschutz verhindert den unbefugten Zugriff auf die Fahrzeugelektronik über die Diagnoseschnittstelle im Fahrzeuginnenraum. Es wird somit ein Schutz von Fahrzeugen vor Diebstahl durch Entsperrung der elektrischen Wegfahrsperre und Zündung des Motors über die OBD-II-Schnittstelle sowie Schutz Manipulation der Fahrzeugelektronik (Software, Steuergerät, ...) gewährleistet. Die Erfindung ist in den Bereichen Fahrzeugelektronik, Fahrzeugdiagnose und den entsprechenden Sicherungseinrichtungen gegen unbefugte Benutzung, Wegfahrsperre und Diebstahlschutz einzuordnen.
- 3 Stand der Technik
- 3.1 OBD II Technologie
- Die On-Board-Diagnose II (OBD II) dient in erster Linie dem Auslesen emissionsrelevanter Fahrzeugdaten, um die Einhaltung von Emissionsgrenzwerten zu überwachen. [1]
- Seit 1996 müssen alle Personenkraftfahrzeuge mit Benzinmotor die OBD II unterstützen und gem. § 1968 California Air Resources Board (CAIRB) eine Schnittstelle im Fahrzeuginnenraum ohne Hilfsmittel erreichbar sein. [2] Fahrzeugdaten können mittels dieser weltweit einheitlichen Schnittstelle (OBD-II-Stecker) [3] ausgelesen und Parameter des Fahrzeugcomputers geändert werden. [4] Dies erfolgt in der Regel beim Fahrzeugservice durch Werkstätten. [5] Die Schnittstelle dient der Datenübertragung mittels eines Lese- und Schreibgerätes in beide Richtungen, d. h. es werden Fahrzeugdaten ausgelesen, es können aber auch Daten in das Fahrzeug eingelesen werden. [6] Für die Datenübertragung stehen 16 Pins zur Verfügung, wobei vier Pins ein bestimmtes Protokoll zugeordnet ist und sieben Pins der freien Verwendung durch den Fahrzeughersteller verbleiben. [7]
- Die OBD II zielt dabei nicht auf eine Veränderbarkeit der Fahrzeugdaten ab, sondern dient der Überwachung abgasrelevanter Baugruppen, der Speicherung von Fehlerdaten und dem Schutz gefährdeter Komponenten. [8]
- Es gibt in den USA bereits Überlegungen eine OBD III einzuführen. [9] Diese Weiterentwicklung sendet selbstständig Fehlermeldungen sowie die Fahrzeugidentifikationsnummer an eine Behörde, um die umgehende Behebung von emissionsrelevanten Fehlern zu überwachen. [10]
- 3.2 Mängel der OBD-II-Technologie
- Die OBD-II-Technologie wird serienmäßig in modernen Fahrzeugen verwendet. Über die Schnittstelle können Fehler ausgelesen und Änderungen an der Fahrzeugelektronik vorgenommen werden. Dabei sind die Verschiedenheit der Fahrzeugvarianten [11] sowie die Anpassung an neue Motoren zu beachten. [12] Die serienmäßige Verwendung dient Economies of Scale, [13] macht die Fahrzeuge jedoch für Manipulation und Diebstahl anfällig. Bereits die Entwicklungen der Tuningbranche hängen die Schutzmaßnahmen der Hersteller ab, [14] sodass ein ausreichender Schutz vor Manipulation als nicht gewährleistet angesehen werden kann. [15]
- Flexible Datenspeicher haben den Vorteil, dass Fahrzeughersteller mit einer Steuergeräte-Hardware mehrere Motor- und Applikationsvarianten mit individuellen Steuerungsdaten abdecken. [16] Damit sind jedoch komplette Baureihen von Fahrzeugen vereinheitlicht, wodurch der Anreiz einer unberechtigten Schutzdurchbrechung zum Zwecke des Diebstahls von Fahrzeugen gegeben ist.
- 4 Technische Aufgabe und Zielsetzung
- 4.1 Diebstahl aktuell
- Zur Sicherung gegen unbefugte Benutzung sind moderne Fahrzeuge u. a. mit elektronischen Wegfahrsperren ausgerüstet. [17] Die Sicherheitsausstattung von Fahrzeugen basiert auf Serientechnologie.
- Mit Hilfe von Computerprogrammen kann über die OBD-II-Schnittstelle im Fahrzeuginneren die elektronische Wegfahrsperre von Fahrzeugen deaktiviert und der Motor gestartet werden. [18] Mit Hilfe des Programms und der Fahrzeugidentifikationsnummer wird das Fahrzeug A als Fahrzeug B neu deklariert. [19] Für Fahrzeug B ist der Logarithmus durch das Programm vorliegend und die Software öffnet das elektronische Zündschloss sowie das Lenkradschloss. Über die Software wird eine Startfreigabe erteilt und das Fahrzeug kann durch Unbefugte verbracht werden. Auch die serienmäßig verbauten Alarmanlagen bieten dabei keinen Schutz. Fahrzeuge sind somit durch die serienmäßige Sicherheitsausstattung nur unzureichend vor Diebstahl geschützt.
- In 2010 wurden bundesweit 22.204 PKW, LKW, Campingfahrzeuge und Zugmaschinen gestohlen. Mit 12.147 Diebstählen sind Volkswagen, Audi und BMW die am meisten gestohlenen PKW-Marken. Während durchschnittlich 0,6 PKW je 1.000 Einwohner gestohlen werden, sind es bei der BMW X-Serie sowie dem VW T4 Multivan weit über das 20-fache. Nordrhein-Westfalen und Berlin führen die absoluten Diebstähle nach Bundesländern an. [20]
- 4.2 Manipulation der Fahrzeugelektronik
- 4.2.1 Software
- Über die OBD-II-Schnittstelle können Abgaswerte manipuliert werden, da ein Zugriff auf die gesamte Bordelektronik möglich ist.
- 4.2.2 Steuergerät
- Das Motorsteuergerät gleicht sich mit dem Diagnoseinterface ab. Die Schnittstelle ist dabei genormt. [21]
- 4.3 Lösung des Problems
- Bei dem Kupplungsstück werden die Kabel des OBD-II-Steckers farblich vereinheitlicht, die Kabel des Steckers neu verteilt und der OBD-II-Stecker wird ausgetauscht. Der Fahrzeughalter erhält als Einziger die individuelle Kupplung zwischen Fahrzeug und OBD-II-Stecker, sodass Service sowie Hauptuntersuchung weiterhin möglich sind.
- 4.3.1 Farbliche Vereinheitlichung der Kabel des OBD-II-Steckers am Fahrzeug
- Die Kabel des Fahrzeugkabelbaums zum OBD-II-Stecker werden soweit wie möglich gekürzt und farblich einheitliche Kabel an den originalen Kabelbaum angebracht. Die Verbindungen werden isoliert. Die farblich vereinheitlichten Kabel werden nun an einen 15-poligen Stecker [22] (z. B. R232) verbunden. Dabei erfolgt eine individuelle Neuverteilung.
- 4.3.2 Individuelle Neuverteilung der Kabel am Fahrzeug
- Sämtliche Pins der Kabel zum OBD-II-Stecker werden neu verteilt. [23] Dabei stehen durch den verwendeten Stecker derzeit bis zu 15! (1,312) mögliche Kombinationen zur Verfügung, [24] die Kabel zu verteilen, wodurch es unmöglich ist, die richtige Kabelkombination in kurzer Zeit herauszufinden.
- 4.3.3 Austausch des OBD-II-Steckers
- Am Fahrzeug wird ein neuer Stecker (z. B. R232-Stecker, 15-polig) angebracht. [25] Dabei ist es unerheblich, welche Art von Stecker verwendet wird, solange dieser sich von einem OBD-II-Stecker unterscheidet. [26] Der neue Stecker kann nicht mit einem Diagnose-Tool oder einer DriveBox verbunden werden, da dieser in der Verbindungsform nicht dem OBD-II-Stecker gleicht und die Pins eine individuelle, von der Serienbelegung abweichende, Zuteilung aufweisen. Die Zuteilung ist bei jedem Fahrzeug verschieden (1,312 Kombinationsmöglichkeiten) und kann nicht ohne enormen Zeitaufwand herausgefunden oder rückgebaut werden.
- 4.3.4 Kupplung zwischen neuem Stecker und OBD-II-Stecker
- Die Kupplung zwischen neuem Stecker und OBD-II-Stecker ist einmalig bezogen auf die möglichen Zuteilungskombinationen (15! = 1,312). Reversibel ist die Kupplung nur am Originalfahrzeug, eine Nachbestellung der Kupplung ist ausgeschlossen. Für einen Nachbau der Kupplung sind das Fahrzeug sowie die OBD-II-Belegung für das Fahrzeug seitens des Herstellers erforderlich. Der Aufwand des Rückbaus beträgt ca. vier Stunden.
- 5 Durch die Erfindung erzielte Vorteile
- Durch OBD II Lese- und Schreibschutz (Kupplungsstück zwischen Fahrzeug und originalem OBD-II-Stecker) werden Fahrzeuge vor Diebstahl durch Entsperren der elektrischen Wegfahrsperre und Zündung des Motors sowie vor unberechtigter Manipulation der Software, des Steuergerätes sowie der Abgaswerte des Fahrzeugs geschützt. Mit der Kupplung sind Werkstattservice und Hauptuntersuchung weiterhin möglich.
- [1] Die Pflicht zur Einführung von OBD-Systemen basiert dabei auf verschiedenen Vorschriften zur Schadstoffminderung. Vgl. Rokosch, On-Board-Diagnose, S. 145.
- [2] Seit 1997 gilt dies ebenfalls für alle Dieselfahrzeuge und Lastkraftwagen. Für viele Schäffer, Fahrzeugdiagnose, S. 21. In Kalifornien galt die On-Board-Diagnose (OBD I) für Neufahrzeuge ab 1988.
- [3] Siehe Patente
EP 000001606503 A1 AT 000000415549 E CN 000201638377 U DE 202004000947 U1 . Siehe auch Marscholik et al. in: Wallentowitz/Reif, Handbuch Kraftfahrzeugelektronik, S. 645. - [4] So Schäffer, Fahrzeugdiagnose, S. 29.
- [5] Schnittstellenprotokoll nach Normen ISO 9141 und 14230. Vgl. Adomeit in: Braess/Seiffert, Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, S. 217.
- [6] Unter „einlesen” wird hier etwa die Änderung von Kennlinienfeldern des Motormanagements verstanden. Moderne Datenspeicher (Flash-EPROM) gestatten auch ein Überschreiben der Daten. Vgl. Adomeit in: Braess/Seiffert, Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, S. 217.
- [7] Zwei herausstehende Pins dienen der Masseverbindung. Vgl. Schäffer, Fahrzeugdiagnose, S. 23. Zum Funktionsumfang der Prüfebenen siehe Rokosch, On-Board-Diagnose, S. 164 ff. und Marscholik et al. in: Wallentowitz/Reif, Handbuch Kraftfahrzeugelektronik, S. 646.
- [8] Vgl. Rokosch, On-Board-Diagnose, S. 147 und 237.
- [9] Vgl. Rokosch, On-Board-Diagnose, S. 145.
- [10] Vgl. Fritzsch et al. in: Wallentowitz/Reif, Handbuch Kraftfahrzeugelektronik, S. 25.
- [11] Fahrzeuge werden in verschiedenen Karosserievarianten gebaut, mit unterschiedlichen Getrieben versehen und in diverse Länder mit spezifischen Anforderungen verkauft. Vgl. Rokosch, On-Board-Diagnose, S. 215.
- [12] Weiterhin können durch den fehlenden Schreibschutz im Rahmen eines Chiptunings die Applikationsdaten (Kennlinienfelder) verändert werden, was zum Erlöschen der Herstellergarantie führt. Vgl. Adomeit in: Braess/Seiffert, Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, S. 217.
- [13] Vgl. Marscholik et al. in: Wallentowitz/Reif, Handbuch Kraftfahrzeugelektronik, S. 646.
- [14] So Rokosch, On-Board-Diagnose, S. 150.
- [15] Vgl. Borgeest, Elektronik in der Fahrzeugtechnik, S. 342.
- [16] Vgl. Adomeit in: Braess/Seiffert, Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, S. 217.
- [17] Die Wegfahrsperre erfordert entweder die Außerbetriebsetzung von mindestens zwei autarken Fahrzeugstromkreisen (Anlasser, Zündung, Kraftstoffversorgung) oder die Codierung mindestens einer Steuerungseinheit. Vgl. Fritzsche in: Braess/Seiffert, Handbuch Kraftfahrzeugtechnik, S. 25. Siehe auch Borgeest, Elektronik in der Fahrzeugtechnik, S. 340.
- [18] Ausführlich zur Manipulation der Fahrzeugelektronik siehe Koscher et al., IEEE 2010, S. 447 ff.. Zur Flash-Programmierung siehe Borgeest, Elektronik in der Fahrzeugtechnik, S. 231 ff..
- [19] Die Fahrzeugidentifikationsnummer ist insbesondere bei Volkswagen immer außen sichtbar, da in den USA die Fahrzeugidentifikationsnummer sichtbar sein muss und VW in anderen Absatzmärkten keinen Unterschied hierzu macht. Das macht Fahrzeuge der Marke VW besonders anfällig für Diebstähle, was die Statistik beweist.
- [20] Vgl. GDV, Tabellen zum Autodiebstahl 2010, http://www.gdv.de/wp-content/uploads/2012/01/37_Autoklau_Tabellen_Deutschlandkarte1.pdf, zuletzt aufgerufen am 01.03.2012.
- [21] Vgl. Fn. 3.
- [22] Einen Stecker mit mehr als 15 Polen zu verwenden ist derzeit nicht notwendig, da über OBD II derzeit maximal 12 Pins belegt werden; Stand 03/2012. In Zukunft kann sich das insbesondere durch OBD III ändern.
- [23] Hierzu zählen auch die Masse-Pins.
- [24] Durch eine höhere Anzahl Pins lässt sich die Anzahl der möglichen Kombinationen bei Bedarf erhöhen.
- [25] Aktuell ist kein Fahrzeug mit Vollbelegung der 16 Pins ausgerüstet.
- [26] Auch die Verwendung eines OBD-II-Steckers ist aufgrund der individuellen Neuverteilung theoretische möglich. Jedoch könnten bei Anschluss eines originalen OBD-II-Steckers aufgrund der Neuverteilung der Pins am Stecker des Fahrzeugs Schäden nicht ausgeschlossen werden.
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- Normen:
-
- ISO 9141, ISO TC22: Road vehicles – Diagnostic systems – Requirements for interchange of digital information, 1. Ausg., ISO 9141:1989.
- ISO 14230, ICO TC22, Road vehicles – Diagnostic systems – Keyword Protocoll 2000, 1. Ausg., ISO 14230:1999.
- Patente:
- Österreich,
AT 000000415549 E - China,
CN 000201638377 U - Deutschland,
DE 202004000947 U1 , OBD-Stecker, veröffentlicht am 19.08.2004. - Europäisches Patentamt,
EP 000001606503 A1 - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- CN 000201638377 U [0019, 0023]
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- Fn. 3 [0019]
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- ISO 9141:1989 [0021]
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Claims (5)
- Kupplung zwischen dem Fahrzeug und dem originalen OBD-II-Stecker zum Schutz von Fahrzeugen vor Diebstahl durch Manipulation der Bordelektronik über die OBD-II-Schnittstelle, dadurch gekennzeichnet, dass der OBD-II-Stecker durch einen neuen Stecker (z. B. R232, 15-polig) ersetzt wird, die Kabel des OBD-II-Steckers mit derzeit bis zu 15! (1,312) Kombinationsmöglichkeiten neuverteilt werden und die Kabel des Steckers am Fahrzeug farblich vereinheitlicht werden.
- Schutz nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung zwischen Fahrzeug und OBD-II-Stecker einmalig angefertigt wird und ein Rückbau einen erheblichen Zeitaufwand verursacht.
- Schutz nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine unberechtigte Manipulation der Abgaswerte verhindert wird.
- Schutz nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine unberechtigte Manipulation des Steuergerätes und der Bordelektronik verhindert wird.
- Schutz nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein Entsperren der elektronischen Wegfahrsperre etwa durch eine DriveBox ausgeschlossen wird.
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