Resistenz gegen Manipulationen an Umweltschutzsystemen
In den letzten 20 Jahren haben Umweltschutzsysteme wesentlich zur Verringerung der Schadstoffemissionen von Fahrzeugen beigetragen. Es mehren sich jedoch die Hinweise darauf, dass diese Systeme von Besitzerinnen und Besitzern der Fahrzeuge illegal manipuliert werden, vor allem um dadurch finanzielle Vorteile zu erzielen. Derzeit wird davon ausgegangen, dass etwa 10 % der Fahrzeuge, die unter die Abgasnormen Euro 5 und 6 fallen, über derart „optimierte“ Umweltschutzsysteme verfügen. Die derzeitigen Diagnosesysteme an Bord sind leider nur begrenzt in der Lage, ausgedehnte mutwillige Eingriffe in Fahrzeugsysteme zu erkennen.
Wie sich Manipulationen auf die Luftqualität auswirken
Eingriffe in das Emissionskontrollsystem eines Fahrzeugs sind illegal und verursachen einen übermäßigen Ausstoß von Stickoxiden, Feinstaub und anderen Luftschadstoffen. Jüngste Untersuchungen haben gezeigt, dass bereits ein kleiner Prozentsatz manipulierter Fahrzeuge (1 %) zu einem enormen Anstieg der künftigen Stickoxid-Flottenemissionen führen kann (und zwar 60 % bis zum Jahr 2040). Im Zeitraum 2022-2050 könnten im Fall einer vollständigen Verhinderung von Manipulationen etwa 3,7 Mio. Tonnen Stickoxid-Emissionen und 41 Kilotonnen Feinstaub-Emissionen eingespart werden. Das EU-finanzierte Projekt DIAS brachte Interessengruppen aus Wissenschaft und Industrie zusammen, um konkrete Lösungen zur Bekämpfung solcher Operationen zu bewerten und zu finden.
Tiefer Einblick in den Markt für Manipulationen
Die von DIAS durchgeführte Marktanalyse zeigt, dass die Zahl der Manipulationsvorrichtungen und -dienste zunimmt. „Weltweit bieten mindestens 100 Unternehmen Abschalteinrichtungen an, wie etwa Löschkits zur Abschaltung der selektiven katalytischen Reduktion in Dieselfahrzeugen. Die Preise dafür liegen zwischen 10 und 500 EUR“, erklärt Zissis Samaras, Projektkoordinator und Professor an der Fakultät für Maschinenbau der Aristoteles-Universität in Thessaloniki, Griechenland. Die wichtigste Form der Manipulation besteht im Austausch oder der Änderung der Software oder der Kalibrierungen, die den Motorbetrieb steuern. Diese Einstellungen können die Motoremissionen erhöhen oder den Betrieb eines Motors ohne Emissionskontrollsystem ermöglichen. „Wir konnten feststellen, dass die in modernen Fahrzeugen am häufigsten verwendete Manipulationsmethode auf Chiptuning basiert, bei der das elektronische Steuergerät (electronic control unit, ECU) des Fahrzeugs verändert wird (ECU-Flashing). Die Nachfrage nach dieser Technologie wird durch den Wunsch angetrieben, die Kosten für Reparaturen, Wartung und Verbrauchsmaterial von Umweltschutzsystemen zu vermeiden“, fügt Samaras hinzu.
Gegenmaßnahmen zur Erkennung von und zum Schutz vor Manipulationen
Die bei der Markt- und Bedrohungsanalyse ermittelten Schwachstellen wurden durch die Erarbeitung geeigneter technischer Lösungen behoben. Um manipulative Veränderungen zu erkennen und zu verhindern, entwickelten die Forschenden verbesserte Diagnose- und Überwachungssysteme an Bord sowie resistente bordeigene Kommunikationssysteme. Außerdem wurde eine Infrastruktur aufgebaut, um Manipulationsereignisse und relevante Daten an die zuständigen Behörden zu melden. Die meisten entwickelten Lösungen zum Schutz vor Modifizierungsaktionen erwiesen sich als neutral und stützten sich auf gängige Automobiltechnologien, veröffentlichte wissenschaftliche Erkenntnisse, weltweit anerkannte Normen und Protokolle sowie (Nicht-)EU-Rechtsrahmen. Mehrere davon wurden zudem als einfach, kostengünstig und kurzfristig verfügbar eingeschätzt. Der Erfolg der DIAS-Lösungen wurde durch traditionelle Penetrationstests und zwei von unabhängigen Sachverständigen begleitete Hacking-Events nachgewiesen. „DIAS ist rundum marktorientiert. Während der gesamten Entwicklungsphase der Gegenmaßnahmen versuchte das Ingenieurteam von DIAS, bewährte Technologien zu nutzen. Die Projektbeteiligten verfügten nicht nur über ausgezeichnete Fachkenntnisse, sondern standen auch in sehr engem Kontakt mit anderen Industriepartnern, um den bestmöglichen Kompromiss zwischen dem Wünschenswerten und dem Machbaren zu finden. Kurz gesagt, die Industrie muss das Rad nicht neu erfinden. Viele Lösungen können schnell eingeführt werden, und die Verbrauchenden müssen dafür keine hohe Rechnung bezahlen“, so Samaras abschließend. Zum Schluss wurde ein Rahmen vorgeschlagen, der viele Leitlinien für künftige Rechtsvorschriften zur Bekämpfung von Manipulationen enthält. Dazu zählt die Überprüfung bestehender emissionsrelevanter Vorschriften und Normen, die Berücksichtigung ermittelter Lösungen zur Manipulationsbekämpfung sowie die Einbeziehung mehrerer Einrichtungen und Interessengruppen.
Schlüsselbegriffe
DIAS, Manipulation, Stickstoff, Emissionskontrollsystem, Umweltschutzsystem, Abschalteinrichtungen, selektive katalytische Reaktion, ECU-Flashing, Feinstaub