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Donnerstag, 13. Juli 2017, Ausgabe Nr. 28

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Dieselskandal

Dieselautos auf dem virtuellen Prüfstand

Von Christiane Schulzki-Haddouti | 1. Juni 2017 | Ausgabe 22

Statt aufwendiger Prüfstandtests und akribischer Suche können Manipulationen und Abschaltvorrichtungen per Software enttarnt werden.

Diesel B
Foto: panthermedia.net/Corepics

Langwierige Untersuchungen: Bisherige Verfahren, um Herstellern Abgasmanipulationen nachzuweisen, dauerten oft Monate.

Bisher mussten Dieselfahrzeuge auf den Teststand, um Abgaswerte zu prüfen und Unregelmäßigkeiten identifizieren zu können. Informatiker aus Bochum sowie in San Diego entwickelten jetzt eine Software, die 926 Motorsteuerungsprogramme von Volkswagen und Fiat binnen zwei Minuten analysieren kann. Davon enthielten 406 potenzielle Abschaltvorrichtungen.

Die Abgasaffäre ist noch lange nicht vorbei: Vergangene Woche durchsuchten über 230 Polizeibeamte und 23 Staatsanwälte die Büros von Daimler. Sie suchten nach Hinweisen, ob Daimler die Abgaswerte seiner Dieselfahrzeuge manipuliert oder die gesetzlich zulässigen Spielräume lediglich ausgenutzt hat. Die Abweichungen zwischen den Labor- und den Straßenwerten war bei verschiedenen Modellen auffallend groß.

Foto: panthermedia.net/anaken2012

„Detektiv Software“: Erstmals ist es per Analysesoftware möglich verdächtige Steuerungsprogramme zu identifizieren.

Das Abschalten der Abgasnachbehandlungen ist in der Europäischen Union zulässig, wenn der Motor bei zu kalten Außentemperaturen Schaden nehmen könnte. Möglich ist das bereits unter zehn bzw. sieben Grad Celsius. Dieses „Thermofenster“ nutzen die Autohersteller großzügig aus. Die Frage bei Daimler ist nun, ob zu großzügig.

Ebenfalls vergangene Woche erhoben die US-Behörden Klage gegen Fiat Chrysler. Der Konzern soll eine Software eingesetzt haben, die die Abgasreinigung ausschaltet, um – nach eigenen Angaben – den Motor zu schonen. Die US-Umweltbehörde moniert, dass der Konzern mindestens acht Softwareprogramme bei der Zulassung von SUV vom Typ Jeep Grand Cherokee und Pick-up-Trucks der Chrysler-Marke Ram der Modelljahre 2014 bis 2016 nicht offengelegt hat.

Fiat Chrysler drohen harte Sanktionen. In den USA zahlte Volkswagen bereits 22,6 Mrd. $ Strafen und Entschädigungen für Kunden. Wie schon bei VW soll auch bei Fiat Chrysler Zulieferer Bosch an der Entwicklung der Steuerungssoftware beteiligt gewesen sein.

Bislang mussten die verschiedenen Fahrzeugmodelle auf die Prüfstände geholt und mit Real-Drive-Emission-Messgeräten auf der Straße getestet werden. Das dauerte mitunter Monate. Es gab nämlich keine Möglichkeit, die Software in den Geräten gezielt nach Abschaltcodes zu durchsuchen. Eineinhalb Jahre nach dem Bekanntwerden des Abgasbetrugs durch Volkswagen gibt es jetzt aber erstmals eine Möglichkeit, den Code der Abschaltvorrichtung in diesen „Blackboxen“ digital zu überprüfen.

Wissenschaftler des Bochumer Horst-Görtz-Instituts der Ruhr-Universität Bochum sowie der University of California in San Diego entwickelten im Laufe eines Jahres eine Prüfsoftware, um den Programmcode der Motorsteuerungen zu kontrollieren. Die Forscher bezogen von Autoherstellern und Tuningfirmen über 926 verschiedene Versionen der Motorsteuerungssoftware von Volkswagen und Fiat Chrysler aus den letzten acht Jahren.

Das Ergebnis ihrer Prüfung: 406 Codes enthielten eine Abschaltvorrichtung. Mit ihr kann die Abgasreinigung auf dem Prüfstand aktiviert und unter normalen Fahrbedingungen wieder abgeschaltet werden. „Wir konnten den rauchenden Colt finden“, sagt Kirill Levchenko von der University of California. Damit meint er den aktiven Automatismus der Prüfstanderkennung, der bei vielen Modellen wie dem Jetta, dem Golf, dem Passat aber auch in der A- und Q-Serie von Audi zum Einsatz kam.

Neu ist aber wohl auch der Nachweis für einen passiven Automatismus für das System des Fiat 500 X. Die EU-Kommission leitete erst Mitte Mai 2017 ein Verfahren gegen die italienische Regierung ein, da sie Fiat nicht genug auf die Finger schaute. Die Forscher zeigten erstmals auf, dass hier eine Art Zeitschaltuhr als „Defeat Device“ fungiert: Nach genau 1600 s bzw. 26 min und 40 s nach dem Motorstart wird die Abgasreinigung ausgeschaltet – ein Prüfstandlauf dauert etwa 20 min. „Fiat geht besonders plump vor“, stellt Thorsten Holz vom Horst-Görtz-Institut fest.

Volkswagen ging mit seiner „aktiven“ Abschaltvorrichtung etwas raffinierter zu Werke: Die Prüfstanderkennung wertete unter anderem Beschleunigungsphasen und Lenkwinkel aus. Systemintern wurde sie in einem Funktionsblock für „kundenspezifische Akustikbedingung“ untergebracht – der „Kunde“ bezieht sich auf den Automobilhersteller, also Volkswagen.

Der Funktionsblock sollte offenbar den Motorsound kontrollieren, steuerte aber auch die Bedingungen während eines Abgastests. Die Software berücksichtigte zehn verschiedene Testprofile, um die Abgaswerte in Testsituationen nach unten zu drücken. „Die Abschaltvorrichtung von Volkswagen ist wohl die komplexeste in der Geschichte des Automobils“, stellt Levchenko trocken fest.

Die Wissenschaftler weisen darauf hin, „dass wir einen starken Beweis dafür finden konnten, dass beide Abschaltvorrichtungen von Bosch kreiert und dann durch Volkswagen und Fiat für ihre jeweiligen Fahrzeuge aktiviert wurden“. Beide Hersteller nutzen die EDC17-Diesel-Motorsteuerungseinheit von Bosch. Die Forscher kombinierten Reverse-Engineering-Techniken von binärer Firmware und technische Dokumentationen der Hersteller, die in der Tuning-Community gehandelt werden, um die Abschaltvorrichtungen zu identifizieren.

Beteiligt an der Forschungsgruppe ist im Übrigen auch Felix Domke vom Chaos Computer Club, dem bereits einen Nachweis für eine Abschaltvorrichtung im Opel Zafira gelang. Jürgen Resch, Geschäftsführer der Deutschen Umwelthilfe, kritisierte im Deutschlandfunk, dass die deutschen Behörden aber trotz des Nachweises nicht mit eigenen Nachmessungen tätig werden: „Man nimmt einfach Rücksicht darauf, dass dann ein ehemaliger Regierungschef, Roland Koch, als Rechtsanwalt von Opel mit zum Gespräch mit dem Verkehrsminister erscheint und man dort einen Weg findet, auch einen solchen eindeutigen Verstoß nicht entsprechend umzusetzen.“

Die Abschaltvorrichtungen können variieren, wie die zwei untersuchten Beispiele zeigen. General Motors ließ in den 1990er-Jahren in seinen Cadillacs mehr Brennstoff in den Motor einspritzen, wenn die Klimaanlage lief – im Bewusstsein, dass Emissionstests damals immer mit abgeschalteter Klimaanlage durchgeführt wurden. Weil General Motors die Prüfbehörde darüber nicht informiert hatte, wurde eine Strafe von 11 Mio. $ fällig und eine halbe Million Fahrzeuge musste zurückgerufen werden.

Ziel der Wissenschaftler ist es, die Motorsteuerungssoftware beliebiger Hersteller automatisch prüfen zu können. Eine zeitgemäße Softwareüberprüfung wird jedoch immer wichtiger, wenn Zulassungsbehörden und andere Prüfeinrichtungen die zunehmend komplexer werdenden Fahrzeugsysteme überwachen und überprüfen müssen.

Dass die Veröffentlichung der Forscher mit der Razzia der Stuttgarter Staatsanwaltschaft bei Mercedes zusammenfällt, ist jedoch reiner Zufall. Denn die Vorwürfe gegen Daimler unterscheiden sich von denen gegen Volkswagen. Hier geht es um eine mangelhafte Nachbehandlung der Partikelemissionen. Die Konsequenzen könnten jedoch für Daimler ähnlich gravierend sein.

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