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폭스바겐이 까다로운 환경규제를 통과한 비법(?) VW 사태, 어떻게 폭스바겐은 우리를 속여 왔나?

[폭스바겐 오너들이 알아야 할 폭스바겐의 속임수 기능]

– ECU 코드 몇 개로 환경규제 통과해

– 차량 검사때 외에는 주행에는 지장 없어

– 환경에는 치명적

글 | 김동연 월간조선 기자/ 자동차 칼럼니스트

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폭스바겐 그룹의 마틴 빈터콘 최고경영자는 이번 사태로 사퇴했다.  /wikimedia commons image
현재 시중에 유통되는 폭스바겐 그룹의 차량들 대다수가 환경규제를 속여 온 사실이 드러났다. 폭스바겐 그룹에 따르면 2009년부터 2015년까지 제조된 디젤차량 대다수가 해당된다고 한다. 이번 폭스바겐 사태에 해당되는 차량의 수는 아직도 조사가 진행 중이며 점차 확대되고 있는 실정이다. 현재까지 추정되는 수는 약 1100만대이다. 이번 사태가 폭스바겐 그룹의 최대주주인 포르쉐(Porsche)에도 불똥이 튈 것인지는 지켜볼 일이다. 그동안 유럽산 디젤 차량들은 기술적으로 성능이 뛰어나 찬사를 받아왔다. 많은 사람들이 한국을 비롯한 다른 국가의 제조사들이 넘어설 수 없는 연비와 친환경을 실현시켜왔다고 굳게 믿었다.
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블룸버그 뉴스에 폭스바겐 2.0 TDI 엔진이 워드紙의 세계 10대 엔진에 선정되었다는 기사/블룸버그 기사 캡처
세계 10대 엔진에서 속임수 엔진으로
특히 폭스바겐의 자동차들은 유럽의 강력한 환경 규제(유로6 등)가 나올 때마다 이 규제를 항상 충족시켜왔다. 심지어 이번 폭스바겐 사태의 중심에 선 폭스바겐의 2.0리터 4기통 터보디젤(TDI)엔진은 2011년 워드紙(Ward’s)의 10대 엔진에도 당당히 이름을 올릴 만큼 뛰어난 엔진으로 정평이 나 있다. 그런데 이번 사태로 이 엔진을 10대 엔진으로 뽑은 전문가들도 욕을 먹을 판이다. 그럼 어떻게 폭스바겐은 전문가들마저 속일 수 있었을까?
속임수의 비밀은 자동차의 뇌라고 불리는 ECU(Electronic Comtrol Unit) 컴퓨터 코딩(coding, 컴퓨터의 명령 언어체계)에 숨겨져 있다. 최근 출시되는 차에는 약 2천만 개의 코딩이 들어간다. 그만큼 자동차는 날로 진화해 추가되는 기능이 많아진 탓이다.
과거에는 필요 없었던, 자동주차, 차선이탈 경고, 졸음 감지, 사각지대 경고 등 다양한 기능이 차에 들어간 이유 때문이다. 이렇게 많은 ECU 코딩을 국가기관에서 검토할 수는 없는 노릇이다. 또 이런 코딩은 제조사 고유의 노하우이기도해 공개할 의무도 이유도 없다. 즉 제조사가 스스로 제작한 코딩을 입력해 차량에 장착하면 그만이다. 이 때문에 이 ECU에 들어간 코드 소스를 해당 제조사 외에는 알기 어렵다.
다만 코드를 만든 소프트웨어 제작자들과 ECU 제작사에서는 알 수 있다. 보통 이 ECU는 자동차 회사 내부적으로 제작하기 보다는 외주 자동차부품 업체의 것을 사용한다. 개중에는 지멘스(Siemens), 보쉬(Bosche), 콘티넨탈(Continental) 등이 포함되어 있다. 이 ECU를 납품한 회사에서부터 이런 코드소스를 심어온 것인지 아니면 폭스바겐에서 별도로 코드를 추가한 것인지는 확실치 않다. 자동차 부품업체와 폭스바겐 간의 조직적인 계획이 있었는지 등은 아직 수사가 진행 중이라 알 수 없다.
 만약 ECU 납품업체에서부터 시작된 것이라면, 이번 폭스바겐 사태는 단순히 폭스바겐 뿐 아니라 독일 자동차 업계 전반에 큰 타격을 줄 가능성이 있다. 공교롭게도 위에 나열된 자동차 부품회사들은 모두 독일계 회사들이기 때문이다. 일부 외신에서는 폭스바겐이 단독으로 별도의 공정라인을 추가해 코드를 제작했다는 분석이 나오고 있어 현재로서는 조사를 지켜봐야 한다.
이번 폭스바겐 사태에 해당되는 아우디 A3 차량의 배출가스를 재 검사하고 있다./조선DB

ECU 코드 몇 개로 배기가스 통과해

수천만개의 코드 중 몇 개의 코드를 추가하는 것만으로 폭스바겐은 간단하게 환경규제를 통과할 수 있었다. 여기에 추가된 코드들은 차량의 센서 등을 통해 감지된 상황이 “테스트 상황”임을 분석하는 내용이다. 즉 차량이 자동차 검사소에 들어가 배출가스 테스트에 들어가는 상황을 인지한다는 말이다. 추가된 코드들은 스티어링 휠, 엔진 운영시간, 대기압(Barometric pressure), 속도, 구동계 등을 감지하는 역할을 한다. 이것들을 종합적으로 분석해 차량이 지금 배출가스 테스트에 돌입했음을 파악하는 것이다.
그럼 어떻게 파악한다는 말인가?
보통 자동차 검사장에 가면 구동하는 바퀴를 다이나모미터(Dynamometer)에 올려놓는다. 즉 자동차가 가속함과 동시에 바퀴가 돌 수 있게 하는 것이다. 그런데 보통 이 장치에 구동축만을 올려놓는다. 즉 항시 4륜구동 차량이 아니라면 전륜구동차량은 앞 바퀴를 올려놓고, 후륜구동 차량은 뒷바퀴만을 올려둔다.
예를 들어 지금 전륜구동인 폭스바겐 골프TDI 를 자동차 검사장에 가져왔다고 치자. 그럼 차량의 앞바퀴를 다이나모 위에 올려놓는다. 그리고 검사감독관이 시동을 걸고 차량을 가속한다. 그러면 당연히 자동차의 앞바퀴는 회전하는 다이나모 위에서 돌아갈 것이고, 뒷바퀴는 돌지 않는다. 지금부터가 핵심이다.
배출가스 검사 중에는 순한 양?
자동차에는 이미 여러 상황을 감지하는 센서들이 있는데 그 중에서도 노면의 상황을 분석하는 센서가 있다. 보통 제조사마다 명칭이 다르지만, ESC, ESP, VDC, ASR, ASC, PSM 등으로 불린다. 이것은 노면이 미끄러워 차량이 미끄러지면, 차량이 더 이상 미끄러지지 않게 하는 기능을 한다. 보통 “차체자세제어장치”라고 부른다. 차가 더 이상 미끄러지지 않는 이유는 자동차의 ESC 등이 엔진, 브레이크 등에 신호를 보내 엔진 가속을 일시적으로 중단하고, 미끄러지지 않는 바퀴에 제동을 걸기 때문이다. 이와 동시에 ABS 등이 개입해 브레이크를 나눠 밟아주면서 멈추게 한다.
그런데 자동차 검사소의 배출가스 검출상황은 ESC의 입장에서 보자면 차가 미끄러지는 상황으로 인지한다. 왜냐하면 차량의 4개의 바퀴 중 앞바퀴는 돌고 있고, 뒷바퀴는 돌지 않기때문이다. 폭스바겐은 이점을 노렸다. 4개 바퀴가 균일하지 않는 노면 상황에 반응하는 ESC의 신호 수치를 데이터화해 차량에 입력시켰다. 이것을 통해 차량이 현재 배출가스 테스트를 받는다는 것을 알 수 있는 것이다. 여기에 앞서 언급한 스티어링 휠, 대기압, 엔진 운영시간, 속도 등이 추가적인 자료를 ECU에 제공한다. 검사소에서는 항상 동일한 패턴으로 가속을 하고 멈춘다. 또 검사에 들어가는 검차 시간이 정해져 있다. 검사 중에는 자동차의 스티어링 휠(핸들)을 틀지 않는다. 이런 종합적인 특징을 ECU 코드로 만들어 입력한 것이다.
  
이렇게 자동차가 검사 중이라는 사실을 인지하면, ECU는 엔진 성능을 일시적으로 떨어트린다. 실제 미국의 자동차 전문기관에서 4기통 2.0 디젤엔진(TDI)을 장착한 폭스바겐 제타 차량으로 검사장 상황을 연출해 실험해본 결과 검사 상황이 아닐 경우 대비 마력이 최대 15 hp마력, 토크는 최대 14kg.m 가량 차이가 발생했다. 이정도 수치가 별로 크지 않은 것 같지만, 최고출력이 140마력인 2.0 TDI 엔진의 약 10%가량의 출력을 줄인 것으로 배기가스 배출양을 줄이기에는 충분한 양이다. 특히 차량의 실질적인 파워를 담당하는 토크를 10 kg.m 이상 떨어트렸다는 것은 상당한 조작이다.
아무래도 엔진이 가진 최대 기량을 발휘하지 않는다면, 연료분사량과 타이밍에도 영향을 미치게 된다. 한마디로 연료분사량이 적고 분사횟수가 줄어들면 당연히 배기가스의 양도 줄어드는 셈이다. 이런 속임수로 폭스바겐은 환경규제를 통과한 것이다.
일부전문가들은 4바퀴를 모두 굴리는 4륜구동 다이나모 방식으로 배기가스를 검사한다면, 기존에 입력된 코드의 상황과 달라져 배기가스가 더 나올 것으로 보고 있다.
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후륜구동 차량이 다이나모미터 위에서 테스트 중이다./wikimedia commons image
일반 주행에는 이상 없으나 환경에는 치명적
그런데 소비자 입장에서는 다행(?)스럽게도 검사장을 나오는 순간 차량은 제기량을 찾는다. 앞서 언급한 코드가 검사장이 아닌 일상적인 주행상황이라고 판단하면, 엔진은 본래 최대기량을 뿜어내기 때문이다. 이 때문에 소비자 입장에서는 일상적인 주행에서 체감하는 변화는 없다. 다만 환경에는 악영향을 미친다.
전문가들의 분석은 폭스바겐이 해당 속임수 없이 환경규제를 적용한다면 아마도 유로6를 비롯한 최근 환경규제를 통과하지 못할 것으로 보고 있다. 그동안 환경기준을 충족하면서도 ‘연비의 신(神)’으로 추앙받던 폭스바겐의 진실규명이 다른 제조사들에게는 기술적 노력을 보상받을 기회로 작용할 가능성도 있다. 한마디로 이번 폭스바겐 사태가 국내 자동차 제작사는 물론 다른 제작사들에게는 독일산 자동차 업계를 추월할 기회인 셈이다.
폭스바겐의 이번 사태는 한마디로 표현하자면 자동차에 ‘자동차 검사 속임기능’이 추가되어 있던 셈이다. 자동차의 대명사로 ‘Das Auto’ (the car)를 슬로건으로 내걸었던 폭스바겐을 바라보는 세계의 눈은 지금, 사기꾼(Das Defraudant)을 대하는듯하다.
 등록일 : 2015-10-05 08:18   |  수정일 : 2015-10-05 12:58

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