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Dokumentenidentifikation DE102006026816A1 27.12.2007
Titel Motorsteuergerät mit Tuningschutz
Anmelder AUDI AG, 85057 Ingolstadt, DE
Erfinder Bauder, Richard, 74172 Neckarsulm, DE
DE-Anmeldedatum 09.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006026816
Offenlegungstag 27.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.12.2007
IPC-Hauptklasse B60R 16/02(2006.01)A, F, I, 20060609, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F02D 45/00(2006.01)A, L, I, 20060609, B, H, DE   H05K 1/18(2006.01)A, L, I, 20060609, B, H, DE   F02B 77/08(2006.01)A, L, I, 20060609, B, H, DE   G05B 9/00(2006.01)A, L, I, 20060609, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Motorsteuergerät (1) für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für einen aufgeladenen Dieselmotor eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse (3, 2), einer im Inneren des Gehäuses (3, 2) angeordneten Leiterplatte (6) mit mindestens einem Speicherchip (7) für Daten, Programme und/oder Kennfelder zur Steuerung und/oder Regelung des Verbrennungsmotors sowie mehreren im Inneren des Gehäuses (3) angeordneten, zur Umprogrammierung des Speicherchips (7) geeigneten Kontaktstellen (11, 12, 13). Um eine Manipulation des Motorsteuergeräts (1) durch Chip-Tuning zu verhindern und/oder zumindest im Schadensfall für die Werkstatt erkennbar zu machen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Kontaktstellen (11, 12, 13) und/oder der Speicherchip (7) mindestens zum Teil durch mechanische Mittel (14, 17) geschützt sind, die nicht ohne Gewaltanwendung und/oder sichtbare Beschädigung entfernbar sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Motorsteuergerät für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für einen aufgeladenen Dieselmotor eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse, einer im Inneren des Gehäuses angeordneten Leiterplatte mit mindestens einem Speicherchip für Daten, Kennfelder und/oder Programme zur Steuerung und/oder Regelung des Verbrennungsmotors, sowie mit mehreren im Inneren des Gehäuses angeordneten, zur Umprogrammierung des Speicherchips geeigneten Kontaktstellen.

Die Aufgabe eines Motorsteuergeräts eines Verbrennungsmotors besteht darin, aus einer Vielzahl von Eingangssignalen von Sensoren oder Detektoren, wie Drehzahlmesser, Temperatur- oder Drucksensoren, Ausgangsgrößen für Stellglieder, wie Einspritzdüse oder Zündanlage, zu berechnen. Die für die Berechnung notwendigen Daten, Kennfelder und/oder Programme sind gewöhnlich in einem als EPROM ausgebildeten Speicherchip im Motorsteuergerät gespeichert. Durch Veränderung dieser Daten, Kennfelder und/oder Programme kann der Verbrennungsmotor optimal an bestimmte Einsatzbedingungen angepasst bzw. seine Leistung verändert werden, was umgangssprachlich als "Chip-Tuning" bezeichnet wird.

Während das vom Kraftfahrzeughersteller durchgeführte, auf Optimierung des Betriebs und des Schadstoffausstoßes des Verbrennungsmotors ausgerichtetes Chip-Tuning auf aufwändigen Versuchen beruht und häufig in Verbindung mit anderen Maßnahmen vorgenommen wird, um Schäden am Verbrennungsmotor zu vermeiden, kann das nachträgliche, allein zur Leistungssteigerung dienende Chiptuning durch Dritte, zum Beispiel spezialisierte Anbieter oder den Kraftfahrzeugbesitzer selbst, zu gravierenden Schäden am Verbrennungsmotor führen, da es häufig nicht sachgerecht ausgeführt wird. Diese Art des Chip-Tuning ist insbesondere bei Dieselmotoren mit Turbolader weit verbreitet, da dort eine nicht unbeträchtliche Leistungssteigerung möglich ist.

Im Wesentlichen sind zwei Varianten des nachträglichen Chip-Tuning üblich: Bei der ersten Variante wird ein geeignetes Zusatzmodul zwischen Kabelbaum und Steuergerät gesteckt, während bei der zweiten, etwas aufwändigeren Variante das Motorsteuergerät geöffnet und der Speicherchip ausgetauscht oder umprogrammiert wird.

Da die erste Variante in der Regel nur eine Veränderung der Einspritzmenge durch Modifikation des Einspritzsignals, nicht jedoch des Ladedrucks oder des Einspritzzeitpunkts ermöglicht, ist die Folge häufig eine Erhöhung des Schadstoffausstoßes des Verbrennungsmotors infolge der schlechteren Umsetzung des Kraftstoff-Luft-Gemischs, eine verstärkte Rußbildung in den Zylindern, sowie eine Erhöhung der Kolbentemperatur. Da die zweite Variante nicht nur eine Vergrößerung der eingespritzten Kraftstoffmenge sondern auch eine Veränderung des Turbo-Ladedrucks ermöglicht, ist bei sachgerechter Ausführung grundsätzlich eine Leistungssteigerung möglich. Beide Varianten haben allerdings den Nachteil, dass die Erhöhung der Einspritzmenge bzw. Motorleistung unter anderem zu einer erheblich höheren thermischen Belastung des Kolbens führt, was einen Abriss des Schmierfilms und damit schwere Motorschäden zur Folge haben kann. Aus diesem Grund wird von Seiten des Herstellers keine Garantie für Verbrennungsmotoren übernommen, an denen durch Chip-Tuning Veränderungen vorgenommen worden sind. Darüber hinaus erlischt auch die allgemeine Betriebserlaubnis und ggf. sogar der Versicherungsschutz.

Da jedoch im Falle eines durch Manipulationen verursachten Schadens vom Verursacher häufig versucht wird, die Ursache des Schadens zu verschleiern, indem der Einbau des Zusatzmoduls bzw. die Umprogrammierung oder der Austausch des Speicherchips rückgängig gemacht wird, ist es für eine mit der Reparatur beauftragte Werkstatt nicht immer einfach, den Schaden auf eine Manipulation durch Chip-Tuning zurückzuführen.

Aus der DE 102 38 095 A1 ist bereits ein Motorsteuergerät und ein Verfahren zum Schutz gegen Manipulationen in einem solchen Steuergerät bekannt, bei denen in einem Speicherchip auf einer Leiterplatte des Motorsteuergeräts verschlüsselte Daten abgelegt werden und der zum Verschlüsseln der Daten verwendete Schlüssel mindestens eine ursprüngliche bausteinspezifische Kennung von mindestens einem der Bausteine des Steuergeräts umfasst.

Aus der WO 99/00845 A1 ist weiter bereits ein elektronisches Steuergerät der eingangs genannten Art bekannt, bei dem jedoch kein Schutz gegen Chip-Tuning vorgesehen ist.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Manipulation eines Motorsteuergeräts der eingangs genannten Art durch Chip-Tuning zu verhindern und/oder zumindest im Schadensfall für die Werkstatt erkennbar zu machen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens eine der Kontaktstellen und/oder der Speicherchip mindestens zum Teil durch mechanische Mittel geschützt sind, die nicht ohne Gewaltanwendung und/oder sichtbare Beschädigung entfernbar sind.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die für das Chip-Tuning benötigten Kontaktstellen bzw. den Speicherchip vor einem unbefugten Zugriff zu schützen bzw. im Falle einer Beseitigung der mechanischen Mittel unter Gewaltanwendung dafür zu sorgen, dass die Folgen der Gewaltanwendung leicht erkennbar bzw. nicht mehr zu verschleiern sind.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass sämtliche Kontaktstellen und vorzugsweise auch der Speicherchip durch die mechanischen Mittel geschützt werden, wobei zweckmäßig dieselben Mittel für die Kontaktstellen und den Speicherchip verwendet werden, vor allem wenn diese nahe beieinander auf der Leiterplatte angeordnet sind.

Die mechanischen Mittel umfassen gemäß einer ersten bevorzugten Erfindungsalternative eine über mindestens einem Teil der Kontaktstellen und/oder des Speicherchips angeordnete, fest mit dem Gehäuse oder mit der Leiterplatte verbundene Schutz- oder Abdeckplatte, die eine Umprogrammierung bzw. einen Austausch des Speicherchips verhindert, indem sie mindestens eine der Kontaktstellen unzugänglich bzw. das Entfernen des Speicherchips unmöglich macht.

Wenn das Gehäuse aus Metall besteht, kann die Schutz- oder Abdeckplatte ebenfalls aus Metall bestehen und nach dem Einbau der Leiterplatte über der oder den Kontaktstellen bzw. dem Speicherchip am Gehäuse festgeschweißt oder festgelötet werden, so dass die eine oder mehreren Kontaktstellen unter der Abdeckplatte verborgen sind und diese ein Abheben des Speicherchips von der Leiterplatte verhindert.

Alternativ kann die Schutz- oder Abdeckplatte aus einem starren Kunststoff- oder Prepreg-Material bestehen, das vorzugsweise über einem mit dem Speicherchip bzw. mit der oder den Kontaktstellen bestückten Teil der Leiterplatte in das aus Metall oder ebenfalls aus Kunststoff bestehende Gehäuse eingesetzt und durch Verstemmen oder Verkleben unlösbar mit dem Gehäuse verbunden wird.

Dort, wo die Kontaktstellen auf der Leiterplatte angeordnet sind, kann die Abdeckplatte auch an der Leiterplatte selbst befestigt werden, wobei sie vorzugsweise auch den Speicherchip überdeckt.

Eine zweite bevorzugte Erfindungsalternative sieht vor, dass die mechanischen Mittel eine nicht-leitende Abdeckmasse umfassen, die mindestens einen Teil der Kontaktstellen und/oder des Speicherchips bedeckt und fest an diesen haftet, so dass sie sich selbst unter Gewaltanwendung, zum Beispiel durch Abkratzen mit einem Messer, nur schlecht entfernen lässt.

Vorzugsweise besteht die Abdeckmasse aus einem bei der Verarbeitung fließfähigen Vergussmaterial, das nach der Verarbeitung aushärtet und im Bereich der Kontaktstellen und/oder des Speicherchips fest am Untergrund bzw. an einem Teil der Oberflächen und/oder an den Lötpins des Speicherchips haftet. Die Abdeckmasse kann beispielsweise aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoff bestehen, von denen der erstere in geschmolzenem Zustand und der letztere als Paste zusammen mit einem Härter über der oder den Kontaktstellen bzw. um den Speicherchip herum auf die Leiterplatte aufgetragen wird, wo er anschließend unter Einbettung der Kontaktstellen bzw. der Lötpins des Speicherchips erhärtet.

Vorteilhaft ist die Abdeckmasse zudem eingefärbt, so dass eine eventuelle Manipulation durch Abkratzen der Abdeckmasse an den Farbunterschieden zwischen Resten der ursprünglichen Abdeckmasse und einer zur Verschleierung der Manipulation neu aufgebrachten Abdeckmasse erkennbar ist.

Darüber hinaus kann auch noch vorgesehen werden, dass das Motorsteuergerät bei einem Missbrauch stillgelegt wird, zum Beispiel wenn mindestens eine unter der Abdeckmasse angeordnete Leiterbahn beim Abkratzen der Abdeckmasse beschädigt oder unterbrochen wird, indem die durch eine solche Beschädigung oder Unterbrechung hervorgerufene Widerstandsänderung erfasst und in ein entsprechendes, die Stilllegung des Motorsteuergeräts herbeiführendes Signal umgesetzt wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

1: eine Querschnittsansicht eines Motorsteuergeräts für einen aufgeladenen Dieselmotor mit einer Schutz- oder Abdeckplatte, die über einem Speicherchip und Kontaktstellen auf einer Leiterplatte des Motorsteuergeräts angeordnet ist;

2: eine Querschnittsansicht eines Motorsteuergeräts für einen aufgeladenen Dieselmotor mit einer Abdeckmasse, die um einen Speicherchip herum und über Kontaktstellen auf einer Leiterplatte des Motorsteuergeräts angeordnet ist.

Das in der Zeichnung dargestellte Motorsteuergerät 1 für einen Dieselmotor mit Turbolader besteht im Wesentlichen aus einem durch einen Schraubdeckel 2 verschlossenen quaderförmigen Kunststoffgehäuse 3, das u.a. eine von vier Stützen 4 getragene, im Abstand vom Boden 5 und Deckel 2 des Gehäuses 3 angeordneten Leiterplatte 6 enthält.

Die Leiterplatte 6 ist auf ihrer Oberseite mit einem als EPROM ausgebildeten Speicherchip 7, einem Mikroprozessor 8 und anderen elektronischen Schaltungen und Bauelementen bestückt, wie Potentiometern 9, Kondensatoren 10, Widerständen oder dergleichen, die für den Betrieb des Motorsteuergeräts 1 benötigt werden und in den Figuren nur teilweise und in schematischer Weise dargestellt sind.

Auf der Oberseite der Leiterplatte 6 befinden sich außerdem drei Kontaktstellen 11, 12, 13, an denen werksseitig durch Anschluss eines Rechners auf den EPROM des Speicherchips 7 zugegriffen werden kann, um darin gespeicherte Daten, Kennfelder und/oder Programme zur individuellen Anpassung an den jeweiligen Motortyp, andere im Kraftfahrzeug verbaute Komponenten, wie den Turbolader, klimatische oder geographische Einsatzbedingungen des Kraftfahrzeugs oder dergleichen zu verändern.

Um zu verhindern, dass der EPROM nachträglich durch Zugriff auf die Kontaktstellen 11, 12, 13 in unerwünschter Weise umprogrammiert oder der Speicherchip 7 gegen einen anderen Speicherchip mit einem anderen Speicherinhalt im EPROM ausgetauscht wird, um durch dieses sogenannte Chip-Tuning die Leistung des Verbrennungsmotors zu steigern, sind bei dem in 1 dargestellten Motorsteuergerät 1 sowohl die Kontaktstellen 11, 12, 13 als auch der Speicherchip 7 mit einer Schutzplatte 14 abgedeckt, so dass ohne ein gewaltsames Entfernen der Schutzplatte 14 weder die Kontaktstellen 11, 12, 13 zum Umprogrammieren des EPROM noch der Speicherchip 7 zum Austausch zugänglich sind.

Die Schutzplatte 14 wird ebenfalls von den Stützen 4 getragen und ist über diese nicht lösbar mit dem Gehäuse 3 verbunden, so dass sie nicht ohne eine Beschädigung der Stützen 4 und damit der Halterung der Leiterplatte 6 entfernt werden kann. Die Schutzplatte 14 besteht aus einem starren Kunststoffmaterial oder wie die Leiterplatte 6 aus einem starren Prepreg-Material und weist ebenso wie diese vier Durchtrittsöffnungen für die Stützen 4 auf. Der Querschnitt der einstückig am Gehäuseboden 5 angeformten Stützen 4 ist unterhalb der Leiterplatte 6 erweitert, so dass eine als Auflagefläche für die Leiterplatte 6 dienende Ringschulter 15 gebildet wird. Zwischen der Leiterplatte 6 und der Schutzplatte 14 ist jeweils eine Abstandhalterhülse 15 um die Stützen 4 herum angeordnet, um die Schutzplatte 14 in einem geeigneten Abstand von der Leiterplatte 7 zu halten, der einerseits einen Austausch des Speicherchips 7 unmöglich macht, andererseits jedoch eine ausreichende Luftzirkulation gewährleistet. Dort, wo die Schutzplatte 14 nur die Kontaktstellen 11, 12, 13 überdecken soll, kann sie auch unmittelbar auf den Kontaktstellen 11, 12, 13 bzw. auf der umgebenden Oberseite der Leiterplatte 6 aufliegen.

Die durch die Durchtrittsöffnungen der Schutzplatte 14 ragenden freien oberen Enden 16 der Stützen 4 sind oberhalb der Schutzplatte 14 verstemmt, so dass die Schutzplatte 14 von oben gegen die vier Abstandhalterhülsen 15 gepresst wird. Ein gewaltsames Lösen der Verstemmung hat zum einen zur Folge, dass die Leiterplatte 6 nur noch lose noch auf den Ringschultern 15 der Stützen 4 aufliegt und somit nicht mehr sicher im Gehäuse 3 festgehalten wird, und macht zum anderen im Falle eines nach Beseitigung der Schutzplatte 14 unter Entfernen der Verstemmung durch Chip-Tuning hervorgerufenen Motorschadens die Manipulation für eine Werkstatt sofort und eindeutig erkennbar.

Im Unterschied dazu sind bei dem in 2 dargestellten Motorsteuergerät 1 die freien oberen Enden 16 der Stützen 4 direkt oberhalb der Leiterplatte 6 verstemmt, während die drei Kontaktstellen 11, 12, 13 und die Lötpins des Speicherchip 7 in eine farbige thermoplastische oder duroplastische Abdeckmasse 17 eingebettet sind, die sich zur Freilegung der Kontaktstellen 11, 12, 13 nicht oder nur mit Schwierigkeiten ohne eine Beschädigung der unter der Abdeckmasse 17 auf der Oberseite der Leiterplatte 6 angeordneten Leiterbahnen 18 entfernen lässt bzw. im Fall eines derartigen gewaltsamen Eingriffs nicht mit dem ursprünglichen Aussehen wiederherstellen lässt.

Darüber hinaus kann in diesem Fall vorgesehen werden, dass eine oder mehrere der unterhalb der Abdeckmasse 17 auf der Oberseite der Leiterplatte 6 angeordneten Leiterbahnen 18 mit einer geeigneten Schaltung auf der Leiterplatte 6 verbunden sind, die im Falle einer Unterbrechung oder einer größeren Änderung des Widerstands von einer oder mehreren der Leiterbahnen 18 eine Stillegung des Motorsteuergeräts 1 auslöst.

1
Motorsteuergerät
2
Schraubdeckel
3
Gehäuse
4
Stützen
5
Gehäuseboden
6
Leiterplatte
7
Speicherchip
8
Mikroprozessor
9
Potentiometer
10
Kondensator
11
Kontaktstelle
12
Kontaktstelle
13
Kontaktstelle
14
Schutz- oder Abdeckplatte
15
Abstandhalterhülse
16
verstemmte Enden der Stützen
17
Abdeckmasse
18
Leiterbahnen


Anspruch[de]
Motorsteuergerät für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für einen aufgeladenen Dieselmotor eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse, einer im Inneren des Gehäuses angeordneten Leiterplatte mit mindestens einem Speicherchip für Daten, Programme und/oder Kennfelder zur Steuerung und/oder Regelung des Verbrennungsmotors, sowie mehreren im Inneren des Gehäuses angeordneten, zur Umprogrammierung des Speicherchips geeigneten Kontaktstellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstellen (11, 12, 13) und/oder der Speicherchip (7) mindestens zum Teil durch mechanische Mittel (14, 17) geschützt sind, die nicht ohne Gewaltanwendung und/oder sichtbare Beschädigung entfernbar sind. Motorsteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Kontaktstellen (11, 12, 13) durch die mechanischen Mittel (14, 17) geschützt sind. Motorsteuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Kontaktstellen (11, 12, 13) und der Speicherchip (7) durch die mechanischen Mittel (14, 17) geschützt sind. Motorsteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Mittel (14, 17) eine über mindestens einem Teil der Kontaktstellen (11, 12, 13) angeordnete, fest mit dem Gehäuse (3) oder mit der Leiterplatte (6) verbundene Schutz- oder Abdeckplatte (14) umfassen. Motorsteuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutz- oder Abdeckplatte aus Metall besteht und an dem metallischen Gehäuse festgeschweißt oder festgelötet ist. Motorsteuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutz- oder Abdeckplatte (14) aus einem starren Kunststoff- oder Prepreg-Material besteht. Motorsteuergerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutz- oder Abdeckplatte (14) durch Verstemmen oder Verkleben mit einem Teil (4) des Gehäuses (3) oder mit der Leiterplatte (6) verbunden ist. Motorsteuergerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutz- oder Abdeckplatte (14) auf den Kontaktstellen (11, 12, 13) aufliegt. Motorsteuergerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutz- oder Abdeckplatte (14) in einem geringen Abstand über dem Speicherchip (7) und/oder mindestens einer der Kontaktstellen (11, 12, 13) angeordnet ist. Motorsteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Mittel (14, 17) eine nicht-leitende Abdeckmasse (17) umfassen, die mindestens einen Teil der Kontaktstellen (11, 12, 13) bedeckt und/oder mindestens einen Teil des Speicherchips (7) umgibt. Motorsteuergerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckmasse (17) aus einem bei seiner Verarbeitung fließfähigen und nach seiner Verarbeitung aushärtenden Material besteht. Motorsteuergerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckmasse (17) aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoff besteht. Motorsteuergerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckmasse (17) eingefärbt ist. Motorsteuergerät nach einem der Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch mindestens eine unter der Abdeckmasse (17) angeordnete Leiterbahn (18), deren Unterbrechung oder Widerstandsänderung zu einer Stillegung des Motorsteuergeräts (1) führt.






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