DE19728841C2 - Method and device for monitoring data transmission in a motor vehicle - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer Datenübertragung in einem Kraftfahrzeug gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a method and a device for monitoring a data transmission in one Motor vehicle according to the generic terms of the independent Expectations.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer Datenübertragung in einem Kraftfahrzeug sind aus der DE- OS 44 37 336 bekannt. Dort wird eine Steuereinrichtung für ein Kraftfahrzeug beschrieben, wobei die Steuereinrichtung in ein Motorsteuergerät und ein Pumpensteuergerät aufgeteilt ist. Das Motorsteuergerät verarbeitet motorspezifische Daten und berechnet ausgehend von diesen Daten die einzuspritzende Kraftstoffmenge. Diese Daten werden vom Motorsteuergerät über eine Datenleitung an das Pumpensteuergerät gesendet und dort in Ansteuerimpulse für ein Mengenstellwerk, insbesondere ein Magnetventil, das die einzuspritzende Kraftstoffmenge festlegt, umgesetzt.A method and an apparatus for monitoring a Data transmission in a motor vehicle are from DE OS 44 37 336 known. There is a control device for described a motor vehicle, the control device divided into an engine control unit and a pump control unit is. The engine control unit processes engine-specific data and uses this data to calculate the amount to be injected Amount of fuel. This data is from the engine control unit sent to the pump control unit via a data line and there in control pulses for a quantity signal box, in particular a solenoid valve that is to be injected Determines fuel quantity, implemented.
Das Motorsteuergerät überträgt ein Ansteuersignal zu dem Pumpensteuergerät. Das Pumpensteuergerät meldet das von ihm empfangene Signal bezüglich der Ansteuerdauer zurück an das Motorsteuergerät. Das Motorsteuergerät vergleicht das Signal bezüglich der einzuspritzenden Kraftstoffmenge und das rückgemeldete Signal bezüglich der Ansteuerdauer auf Plausibilität. Dies dient zur Prüfung, ob die Datenübertragung unterbrochen oder intakt ist. The engine control unit transmits a control signal to the Pump control unit. The pump control unit reports this from him received signal regarding the control duration back to the Engine control unit. The engine control unit compares the signal regarding the amount of fuel to be injected and that feedback signal regarding the control duration Plausibility. This serves to check whether the Data transmission interrupted or intact.
Dabei wird lediglich eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt. Diese ist derart ausgebildet, daß in Betriebszuständen, in denen kein Kraftstoff eingespritzt wird, überprüft wird, ob die Ansteuerdauer größer als ein vorgegebener Schwellwert ist.This is just a plausibility check carried out. This is designed such that in Operating conditions in which no fuel is injected is checked whether the activation duration is greater than a predetermined threshold value.
Es ist denkbar, daß eine Zusatzelektrik in die Datenleitung eingebunden wird, die die angeforderte Sollmenge erhöht.It is conceivable that an additional electrical system in the data line is integrated, which increases the requested target quantity.
Erfolgt bei der Einrichtung gemäß dem Stand der Technik ein Tuning-Eingriff, bei dem die einzuspritzende Kraftstoffmenge und das rückgemeldete Signal bezüglich der Ansteuerdauer plausible Werte annehmen, so erkennt dies die Einrichtung nicht, da die beiden Signale nicht verglichen sondern nur auf Plausibilität überprüft werden. Bei der Einrichtung gemäß dem Stand der Technik wird ein solcher Eingriff nur dann bemerkt, wenn unplausible Mengenwerte auftreten. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn das Pumpensteuergerät eine Nullmenge vorgibt und das Pumpensteuergerät eine Menge größer Null empfängt.Takes place at the establishment according to the state of the art Tuning intervention in which the amount of fuel to be injected and the feedback signal regarding the drive duration The facility recognizes plausible values not because the two signals are not compared but only be checked for plausibility. When setting up according to the prior art, such an intervention is only then noticed when implausible quantity values occur. This is z. B. the case when the pump control unit Specifies zero quantity and the pump control unit specifies a quantity receives greater than zero.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zur Überwachung einer Datenübertragung der eingangs genannten Art eine Manipulation der Daten sicher zu erkennen. Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.The invention is based, with one Process for monitoring a data transmission of the manipulation of the data at the beginning detect. This task is carried out by the independent Characteristics characterized claims solved.
Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise kann eine Manipulation der Daten, insbesondere eine Manipulation dahingehend, daß die einzuspritzende Kraftstoffmenge erhöht wird, sicher erkannt werden. With the procedure according to the invention, a Manipulation of the data, in particular manipulation in that the amount of fuel to be injected increases will be recognized for sure.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous and expedient configurations and Further developments of the invention are in the subclaims featured.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung und Fig. 2 ein Flußdiagramm der erfindungsgemäßen Vorgehensweise.The invention is explained below with reference to the embodiments shown in the drawing. In the drawings Fig. 1 is a block diagram of the control device and FIG. 2 is a flowchart of the procedure of the invention.
Regel zu einer erhöhten Leistung, aber auch zu einer erhöhten Abgasemission, die nicht erlaubt ist.Rule for increased performance, but also for one increased exhaust emissions, which is not allowed.
Um eine solche Manipulation der Kraftstoffmenge zu verhindern, wird nun wie folgt vorgegangen. Erhält die Schnittstelle 140 ein Mengensignal über die Datenleitung 105, so sendet sie dieses Signal zurück an das Motorsteuergerät. Dieses Motorsteuergerät vergleicht vorzugsweise in der Schnittstelle 145 dieses Signal mit dem von ihm gesendeten Signal. Stimmen die beiden Signale nicht überein, so wird eine Manipulation des Signals erkannt, und es werden entsprechende Maßnahmen eingeleitet.In order to prevent such manipulation of the fuel quantity, the procedure is now as follows. If the interface 140 receives a quantity signal via the data line 105 , it sends this signal back to the engine control unit. This engine control unit preferably compares this signal in the interface 145 with the signal sent by it. If the two signals do not match, manipulation of the signal is recognized and appropriate measures are initiated.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn lediglich ein Teil der Daten zum Motorsteuergerät zurückgesendet wird. Da dadurch der Rechenaufwand verringert wird. Vorteilhaft ist es, wenn lediglich die kritischen Daten, wie Einspritzmenge und Einspritzbeginn rückübertragen werden.It is particularly advantageous if only a part of the Data is sent back to the engine control unit. Because of that the computing effort is reduced. It is advantageous if only the critical data such as injection quantity and Retransmission of injection to be retransmitted.
Die Übertragung der Daten erfolgt verschlüsselt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Übertragung vom Pumpensteuergerät zum Motorsteuergerät verschlüsselt erfolgt. Dadurch, daß die Übertragung vom Motorsteuergerät in das Pumpensteuergerät unverschlüsselt erfolgt, wird die Übertragung der zeitkritischen Daten beschleunigt.The transmission of the data is encrypted. Especially It is advantageous if the transmission from Pump control unit encrypted to the engine control unit he follows. Because the transmission from the engine control unit into the pump control unit unencrypted Transmission of time-critical data accelerated.
Diese Vorgehensweise ist in Fig. 2 detaillierter als Flußdiagramm dargestellt. In einem ersten Schritt 200 werden die Daten F von der Schnittstelle 145 über die Datenleitung zur Schnittstelle 140 gesendet. Im Schritt 210 werden die Daten von der Schnittstelle 140 empfangen und zur Recheneinheit 130 zur Bildung der Ansteuersignale für das Steuerelement 115 weitergeleitet. Im sich anschließenden Schritt 220 werden die Daten verschlüsselt. Das so verschlüsselte Signal KS wird im Schritt 230 über die Datenleitung 105 zur Schnittstelle 145 zurückgesendet. In der Schnittstelle 145 wird im Schritt 240 das Signal entschlüsselt. Dieses Signal DS wird in der Abfrage 250 mit dem gesendeten Signal S verglichen. Sind diese Signale gleich, so endet das Programm in Schritt 270 und wird bei der nächsten Datenübertragung neu gestartet. Erkennt die Abfrage 250, daß das gesendete und das empfangene Signal in der Schnittstelle 145 voneinander abweichen, so wird in Schritt 260 auf Fehler, d. h. eine Manipulation der Datenübertragung erkannt.This procedure is shown in more detail in FIG. 2 as a flow chart. In a first step 200 , the data F are sent from the interface 145 to the interface 140 via the data line. In step 210 , the data is received by the interface 140 and forwarded to the arithmetic unit 130 for forming the control signals for the control element 115 . In the subsequent step 220 , the data is encrypted. The signal KS encrypted in this way is sent back in step 230 via the data line 105 to the interface 145 . The signal is decrypted in the interface 145 in step 240 . This signal DS is compared in query 250 with the transmitted signal S. If these signals are the same, the program ends in step 270 and is restarted with the next data transmission. If the query 250 recognizes that the transmitted and the received signal in the interface 145 differ from one another, an error, ie manipulation of the data transmission, is recognized in step 260 .
Es können übliche Verschlüßelungsverfahren verwendet werden. Die Verschlüsselung erfolgt so, daß eine Änderung der Daten während der Übertragung zwischen dem Motorsteuergerät und dem Pumpensteuergerät als auch zwischen dem Pumpensteuergerät und dem Motorsteuergerät dazu führt, daß die gesendeten und empfangenen Daten voneinander abweichen.Standard encryption methods can be used. The encryption is done so that a change in the data during the transmission between the engine control unit and the pump control unit as well as between the Pump control unit and the engine control unit causes that the data sent and received differ.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß das Signal mathematischen Verknüpfungen mit verschiedenen Werten unterzogen wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß zur Verschlüsselung das Signal mit einem festen Wert multipliziert und anschließend zu diesem Produkt ein bestimmter Wert hinzuaddiert wird. Durch eine entsprechende Subtraktion und Division wird das Signal decodiert. Als Werte werden üblicherweise Primzahlen oder sich laufend ändernde Zahlenwerte verwendet. For example, it can be provided that the signal mathematical links with different values is subjected. For example, it can be provided that the signal with a fixed value for encryption multiplied and then one for this product certain value is added. By an appropriate The signal is decoded by subtraction and division. As Values are usually prime or sequential changing numerical values used.
In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Steuereinrichtung anhand eines Blockdiagrammes dargestellt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Steuereinrichtung zur Steuerung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere der Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in eine Dieselbrennkraftmaschine.In Fig. 1, the control device according to the invention is shown using a block diagram. The exemplary embodiment shown is a control device for controlling a motor vehicle, in particular for controlling the fuel injection into a diesel internal combustion engine.
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie ist bei allen Systemen anwendbar, bei denen Daten zwischen einer ersten und einer zweiten Steuereinheit übertragen werden. Diese Datenübertragung erfolgt in Kraftfahrzeugen meistens mittels BUS-Systemen zwischen unterschiedlichen Steuergeräten. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise wird insbesondere bei der Übertragung von Daten eingesetzt, die die Leistung der Brennkraftmaschine oder die Leistung des Fahrzeugs, das von der Brennkraftmaschine angetrieben wird, bestimmen.The procedure according to the invention is not based on that illustrated embodiment limited. She is with applicable to all systems where data between one first and a second control unit are transmitted. This data transmission usually takes place in motor vehicles using BUS systems between different Control units. The procedure according to the invention is used especially in the transmission of data that the performance of the internal combustion engine or the performance of the Vehicle that is driven by the internal combustion engine, determine.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein Pumpensteuergerät mit 100 und ein Motorsteuergerät mit 110 bezeichnet. Diese beiden Steuereinheiten stehen über wenigstens eine Datenleitung 105 miteinander in Verbindung. Diese Datenleitung ist vorzugsweise als Bussystem ausgebildet. Über diese Datenleitung können Daten sowohl von der Motorsteuerung zur Pumpensteuerung als auch umgekehrt übertragen werden.In the embodiment shown, a pump control unit is designated 100 and a motor control unit 110 . These two control units are connected to one another via at least one data line 105 . This data line is preferably designed as a bus system. This data line can be used to transfer data from the motor control to the pump control and vice versa.
Von dem Pumpensteuergerät 100 wird ein Stellelement 115 mit Ansteuersignalen beaufschlagt. Bei diesem Stellelement 115 handelt es sich vorzugsweise um ein Magnetventil, das den Beginn, das Ende und damit auch die Dauer der Kraftstoffeinspritzung steuert. An actuating element 115 is acted upon by the pump control device 100 with control signals. This control element 115 is preferably a solenoid valve which controls the start, the end and thus also the duration of the fuel injection.
Das Motorsteuergerät 110 verarbeitet Daten von Sensoren 120. Bei den Sensoren 120 handelt es sich vorzugsweise um Sensoren, die Betriebskenngrößen erfassen, die den Motorzustand kennzeichnen. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um die Drehzahl der Brennkraftmaschine und die Fahrpedalstellung, die den Fahrerwunsch charakterisiert.Engine control unit 110 processes data from sensors 120 . The sensors 120 are preferably sensors that record operating parameters that characterize the engine state. This is preferably the speed of the internal combustion engine and the accelerator pedal position that characterizes the driver's request.
Das Pumpensteuergerät 100 verarbeitet Daten von Sensoren 125. Bei den Sensoren 125 handelt es sich um Sensoren, die pumpenspezifische Daten erfassen. Hierbei handelt es sich beispielsweise um die Stellung der Antriebswelle der Pumpe, die vorzugsweise mittels eines sogenannten Inkrementgebers erfaßt wird.Pump controller 100 processes data from sensors 125 . The sensors 125 are sensors that record pump-specific data. This is, for example, the position of the drive shaft of the pump, which is preferably detected by means of a so-called incremental encoder.
Die Daten der Sensoren werden im Pumpensteuergerät von einer Recheneinheit 130 und im Motorsteuergerät von einer Recheneinheit 135 verarbeitet.The data of the sensors are processed in the pump control unit by a computing unit 130 and in the motor control unit by a computing unit 135 .
Im Motorsteuergerät 110 gelangen die Daten der Recheneinheit 135 über eine Schnittstelle 145 zur Datenleitung 105. In dem Pumpensteuergerät 100 steuert die Recheneinheit 130 das Stellelement 115 an, wobei die Recheneinheit zusätzlich über eine Schnittstelle 140 Signale von der Datenleitung erhält. Die beiden Schnittstellen 140 und 145 stehen über die Datenleitung 105 miteinander in Verbindung.In the engine control unit 110 , the data of the arithmetic unit 135 reach the data line 105 via an interface 145 . In the pump control device 100 , the computing unit 130 controls the actuating element 115 , the computing unit additionally receiving signals from the data line via an interface 140 . The two interfaces 140 and 145 are connected to one another via the data line 105 .
Diese Einrichtung arbeitet nun wie folgt. Das Motorsteuergerät erfaßt motorspezifische Betriebskenngrößen, wie beispielsweise die Drehzahl sowie den Fahrerwunsch und berechnet in der Recheneinheit 135 verschiedene Signale, die die Kraftstoffeinspritzung in die Brennkraftmaschine bestimmen. This facility now works as follows. The engine control unit detects engine-specific operating parameters, such as, for example, the rotational speed and the driver's request, and calculates various signals in the computing unit 135 , which determine the fuel injection into the internal combustion engine.
Hierbei handelt es sich vorzugsweise um die einzuspritzende Kraftstoffmenge, die als Kraftstoffvolumen oder als Kraftstoffmasse vorgegeben wird. Des weiteren gibt sie den gewünschten Einspritzbeginn vor. Hierbei handelt es sich beispielsweise um eine Winkelstellung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, bei der die Einspritzung beginnen soll.This is preferably the one to be injected Amount of fuel expressed as volume of fuel or as Fuel mass is specified. Furthermore she gives the desired start of injection. This is it for example by an angular position of the crankshaft Internal combustion engine at which the injection is to begin.
Diese Daten werden von dem Motorsteuergerät 110 berechnet und über die Datenleitung 105 an das Pumpensteuergerät 100 weitergegeben. Dieses Pumpensteuergerät 100 setzt diese Daten in pumpenspezifische Daten um. Hierbei handelt es sich beispielsweise um die Ansteuersignale für das Stellelement 115. Dabei werden pumpenspezifische Signale, wie beispielsweise die Stellung der Antriebswelle berücksichtigt.This data is calculated by the engine control unit 110 and passed on to the pump control unit 100 via the data line 105 . This pump control device 100 converts this data into pump-specific data. These are, for example, the control signals for the control element 115 . Pump-specific signals such as the position of the drive shaft are taken into account.
Das Motorsteuergerät und das Pumpensteuergerät beeinflussen die selbe Größe. Das Motorsteuergerät gibt ausgehend von den Betriebsparametern des Motors und/oder des Kraftfahrzeugs ein Signal vor. Ausgehend von diesem Signal und den Betriebsparametern der Pumpe berechnet das Pumpensteuergerät Ansteuersignale für die an der Pumpe angeordneten Steller.Affect the engine control unit and the pump control unit the same size. The engine control unit outputs from the Operating parameters of the engine and / or the motor vehicle a signal ahead. Based on this signal and the The pump control unit calculates the operating parameters of the pump Control signals for the actuators arranged on the pump.
Ist das Stellelement 115 als Magnetventil ausgebildet, so legt die Recheneinheit 130 ausgehend von der gewünschten Kraftstoffmenge und dem gewünschten Einspritzbeginn sowie den pumpenspezifischen Daten den Ansteuerzeitpunkt und den Absteuerzeitpunkt fest, bei dem das Magnetventil bestromt und nicht mehr bestromt wird.If the actuating element 115 is designed as a solenoid valve, the computing unit 130 determines the activation time and the deactivation time at which the solenoid valve is energized and no longer energized, based on the desired fuel quantity and the desired start of injection as well as the pump-specific data.
Wird nun die Datenübertragung über die Datenleitung 105 manipuliert, so kann durch einen externen Eingriff bewirkt werden, daß eine erhöhte Kraftstoffmenge zugemessen wird. Eine solche Maßnahme wird üblicherweise als Tuning bezeichnet. Eine Erhöhung der Kraftstoffmenge führt in derIf the data transmission via data line 105 is manipulated, an external intervention can cause an increased amount of fuel to be metered. Such a measure is usually referred to as tuning. An increase in the amount of fuel results in
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