Bagaimana Volkswagen bisa mengelabui tes polusi lab?

Skandal kecurangan tes kecurangan Volkswagen baru-baru ini telah mengejutkan banyak orang dengan tingkat penyebarannya yang luas serta bagaimana hal itu disembunyikan selama bertahun-tahun.

Tahun lalu, Dewan Internasional tentang Transportasi Bersih (ICCT) di Washington DC mengontrak para ilmuwan dari Pusat Mesin Bahan Bakar Alternatif dan Emisi di Universitas Virginia Barat di Morgantown untuk menguji emisi dari tiga kendaraan diesel tugas ringan dalam kondisi yang lebih realistis daripada yang dimungkinkan di lab. Untuk melakukannya, para ilmuwan melengkapi mobil dengan sistem pengukuran emisi portabel untuk mengumpulkan aliran data yang berkelanjutan melalui berbagai jenis jalan AS.

Tes menemukan bahwa kadar NOx yang dipancarkan oleh Volkswagen Jetta adalah 15-35 kali lebih besar dari yang ditentukan oleh standar AS (31 miligram per kilometer), tergantung pada kondisi jalan dan mengemudi.

Bagaimana program kecurangan ini dilakukan, dan mengapa tes lab tidak dapat mendeteksi keberadaan program kecurangan ini?

Setelah laporan ICCT 2014 mengungkapkan bahwa kendaraan diesel penumpang tugas ringan ini mengeluarkan terlalu banyak NOx dan regulator AS menghadapi VW tentang hasilnya, VW melakukan beberapa pengujian dan mengusulkan penarikan perangkat lunak sukarela untuk mengkalibrasi ulang berbagai perangkat kontrol emisi pada kendaraan yang terkena dampak. Dari surat kepatuhan penggunaan udara Dewan Air California (CARB) ke Volkwagen AG, 2015-09-18 , mengikuti penarikan itu:

Untuk mendapatkan evaluasi yang lebih terkontrol dari NOx tinggi yang diamati di jalan, CARB mengembangkan siklus dinamometer khusus yang terdiri dari menggerakkan bagian Fase 2 dari FTP berulang kali. Siklus khusus ini mengungkapkan bahwa kalibrasi recall VW benar-benar meningkatkan dosis Diesel Exhaust Fluid (DEF) pada permulaan awal; Namun, dosis tidak cukup untuk menjaga agar tingkat emisi NOx tidak naik sepanjang siklus. Ini menghasilkan emisi NOx yang tidak terkendali meskipun SCR mencapai suhu operasi yang cukup.

Yang penting di sini adalah bahwa CARB mengubah siklus pengujian untuk pengujian tambahan ini. Siklus tes standar EPA tersedia untuk umum dan terdiri dari pola percepatan dan pengereman, masing-masing dimaksudkan untuk mensimulasikan perjalanan nyata * yang ditandai oleh jenis mengemudi tertentu (jalan raya perkotaan, naik turun pedesaan, dan menurun, dan sebagainya). Berikut visualisasi Prosedur Tes Federal 75 (FTP-75):

Pabrikan biasanya mengetahui parameter siklus uji yang akan dikenakan kendaraan mereka di pasar tertentu. Mereka kemudian merancang kendaraan mereka untuk lulus tes. Merupakan tanggung jawab regulator untuk memastikan pengujian memberikan gambaran yang cukup akurat tentang kinerja kendaraan selama masa pakainya. Transparansi ini akan menguntungkan semua orang yang terlibat oleh:

• memberi produsen jalan yang jelas untuk kepatuhan dan membantu mereka merencanakan R&D dan mengendalikan biaya;
• meyakinkan legislator dan publik bahwa regulator secara efektif menegakkan hukum yang melindungi kesehatan masyarakat dan lingkungan;
• memungkinkan regulator untuk melakukan pengujian terkontrol pada sejumlah kendaraan dan memperkirakan itu untuk armada yang digunakan, daripada menguji setiap kendaraan (tidak layak secara ekonomi).

Namun, membuat rincian siklus pengujian diketahui juga memiliki potensi untuk memungkinkan produsen menghindari pengujian dengan cara yang memberi mereka keuntungan bisnis tanpa benar-benar memberikan pengurangan emisi yang diamanatkan. Ini kadang-kadang disebut "pemukulan siklus" dan itu bukan hal baru di industri otomotif. ** Apa yang mungkin baru di sini adalah bagaimana VW mengalahkan siklus itu. Dilanjutkan dari surat kepatuhan, beri penekanan pada saya:

CARB membagikan hasil pengujiannya dengan VW pada 7 Juli 2015. CARB juga membagikan hasilnya dengan EPA. Beberapa pertemuan teknis dengan VW mengikuti di mana VW mengungkapkan bahwa Gen1, Gen2, dan kendaraan model SCR tahun 2015 yang diperbaiki (dikenal sebagai Gen3) memiliki kalibrasi kedua yang dimaksudkan untuk berjalan hanya selama pengujian sertifikasi. Selama pertemuan pada tanggal 3 September 2015, VW mengakui kepada staf CARB dan EPA bahwa kendaraan ini dirancang dan diproduksi dengan perangkat pengalah untuk memintas, mengalahkan, atau membuat elemen yang tidak beroperasi dari sistem kontrol emisi kendaraan.

Itu jauh melampaui kegagalan uji tuntas. Anda dapat membayangkan situasi di mana pembuat mobil "mengajar untuk ujian," yaitu, merancang sistem emisi mereka dengan fokus ketat pada apa yang harus mereka lakukan untuk lulus pengujian, dan hanya gagal untuk menyadari atau menemukan beberapa kelemahan yang akan menghasilkan Tingkat emisi yang sesuai rata-rata. Anda mungkin menyebut pekerjaan itu jelek atau tidak kompeten; Anda bahkan bisa mengatakan kesalahan regulator di sana, karena tidak memiliki rangkaian pengujian yang lebih baik.

Dalam hal ini, VW merancang perangkat lunak yang mengontrol sistem emisi kendaraan untuk menipu tes. Ini sangat mirip dengan mempekerjakan seseorang untuk menulis esai atau mengikuti ujian untuk Anda, saat Anda mengambil kredit; sistem kendaraan yang diuji EPA dan CARB secara harfiah bukan sistem yang sama dengan yang dibeli dan dikendarai oleh konsumen, membuat pengujian menjadi tidak berarti.

The International Business Times, merujuk sumber Senior ICCT John German sebagai sumber, melaporkan awal minggu ini bahwa:

Belum diketahui persis apa yang diukur Volkswagen. German mengatakan bahwa mungkin akan berbulan-bulan sebelum kita mengetahui apa yang sebenarnya dilakukan perusahaan. EPA menjelaskan bahwa "perangkat" tidak dapat dimatikan oleh pengguna, dan Volkswagen sekarang akan diminta untuk memperbaiki masalah tanpa pemiliknya dikenai biaya.

Sementara kita tidak tahu persis bagaimana VW melakukannya, jelas bahwa perangkat lunak yang mereka tulis untuk kendaraan ini mengandung semacam algoritma untuk dideteksi, berdasarkan data dari rangkaian sensor komprehensif yang termasuk dalam sistem OBD kendaraan modern dan pengetahuan mereka tentang parameter siklus uji regulasi AS, saat kendaraan sedang dan tidak dijalankan melalui salah satu siklus uji ini. Artikel Washington Post ini adalah ringkasan awam terbaik yang pernah saya baca sejauh ini.

Beberapa laporan menunjukkan bahwa semua yang mereka lakukan adalah mendeteksi apakah roda kemudi bergerak , karena ketika dihubungkan di lab tidak ada putaran - tetapi karena surat CARB menunjukkan bahwa "siklus dinamometer khusus" bisa membuat unit kontrol beralih keluar dari mode "test" khusus, saya berharap algoritma yang sebenarnya sedikit lebih canggih dari itu. Pemberitahuan EPA tentang Pelanggaran terhadap VW membuat dugaan spesifik ini:

"Sakelar" merasakan apakah kendaraan sedang diuji atau tidak berdasarkan berbagai input termasuk posisi setir, kecepatan kendaraan, durasi operasi mesin, dan tekanan udara. Input ini secara tepat melacak parameter prosedur uji federal yang digunakan untuk pengujian emisi untuk keperluan sertifikasi EPA.

Adapun mengapa tes lab tidak mendeteksi keberadaan program kecurangan ini, mereka hanya tidak dirancang untuk menangkap penipuan yang disengaja dan canggih. Program-program ini mahal, mereka didanai oleh dolar pembayar pajak dan peraturan yang mereka terapkan membuat mobil lebih mahal, yang berarti pembayar pajak yang memiliki kendaraan terkena biaya dari berbagai arah. Pabrikan mobil besar dan memiliki banyak kerugian dengan menipu sistemnya — dampak finansial dari skandal ini pada VW sudah mencapai miliaran dolar bahkan sebelum berita itu pecah dan mengirim saham mereka turun 40% (puluhan miliar dalam kapitalisasi pasar) dan sebelum denda diumumkan (juga berpotensi mencapai puluhan miliar).

Biaya adalah masalah besar, besar, tidak bisa dilebih-lebihkan dalam dunia regulasi lingkungan (dan kesehatan masyarakat). Biaya, bukan sains, hampir selalu membunuh kemajuan di bidang ini. Jadi kami percaya bahwa pembuat mobil akan melakukan upaya yang wajar untuk mematuhi dan kami membayar untuk pengujian yang pada dasarnya berarti: Pasang mobil; "drive" itu melalui siklus uji dengan tas di sekitar knalpotnya; lihat apa yang ada di dalam tas.

Pengujian semacam ini, selama siklus pengujian diketahui sebelumnya, tidak hanya mampu mendeteksi kecurangan dalam perangkat lunak kontrol. Bahkan, mempertimbangkan tingkat kecanggihan yang dimungkinkan dalam algoritma perangkat lunak modern, bahkan menyembunyikan beberapa atau semua detail dari siklus pengujian mungkin tidak cukup untuk mengalahkan pendekatan ini sepenuhnya, selama pabrikan cukup ditentukan dan pengujian berlangsung di kondisi lab yang dikontrol secara artifisial.

Apa yang dilakukan kelompok ICCT adalah menggunakan *** PEMS untuk mengukur emisi pipa knalpot di bawah kondisi dunia nyata, saat mengemudi di jalan yang sebenarnya dengan pola lalu lintas aktual yang tidak dikenal oleh perangkat lunak VW yang sesuai dengan pengujian emisi. Ini memungkinkan mereka untuk mengumpulkan data yang lebih akurat tentang kinerja sebenarnya dari sistem emisi kendaraan — tetapi dengan biaya $ 50.000 hanya untuk tiga kendaraan dan dengan cakupan yang sangat terbatas dari apa yang mereka cari.

Lebih Banyak Membaca

• NPR Edisi Pagi: Bagaimana Lab Kecil di Virginia Barat menangkap Big Cheat Volkswagen (termasuk wawancara singkat dengan beberapa ilmuwan yang terlibat)
• Wired: Pemilik VW Tidak Akan Suka Perbaikan untuk Diesel mereka (mengapa curang?)
• Jelaskan Barang-barang itu: Bagaimana cara kerja dinamometer? (lihat "sasis dynamometer" di bagian bawah)
• Pernyataan Dewan Pengawas Volkswagen AG, 25 Sep 2015
• US EPA: Pemberitahuan Pelanggaran, Mobil Ringan & Truk

* Catatan Penelitian 96-11: Pola dan Emisi Mengemudi: Siklus Pengujian Baru (CARB 1996) memberikan deskripsi singkat tentang bagaimana siklus pengujian dikembangkan.

** Sebagai contoh, lihat Pemukulan Siklus dan Siklus Uji UE untuk Mobil (Kågeson 1998) .

*** Katakan itu seperti kedengarannya— "pems" —atau sebut itu lab-in-a-box, tapi jangan bingung dengan PeMS , PEMS , PM CEMS ...

Rincian telah muncul dalam pers Jerman yang mengindikasikan bahwa ini diketahui pada tahun 2007 ( dari surat kabar Jerman Bild am Sonntag, sebagaimana diterjemahkan oleh Automotive News ):

Menurut laporan itu, Bosch mengklaim telah memasok perangkat lunak manajemen mesin diesel ke Volkswagen dengan kesan bahwa itu akan digunakan hanya dalam pengujian kendaraan. Perangkat lunak itu, yang mampu mengaktifkan perangkat kontrol emisi ketika lingkungan pengujian terdeteksi dan menonaktifkannya selama mengemudi normal, entah bagaimana berakhir di kendaraan produksi. Menurut Bild am Sonntag, Bosch menulis kepada Volkswagen pada 2007 untuk memperingatkan pembuat mobil bahwa menggunakan perangkat lunak ini dalam kendaraan yang dijual untuk umum adalah ilegal.

...

Dalam sebuah pernyataan yang dirilis minggu lalu, Bosch mengungkapkan bahwa mereka memasok sistem injeksi bahan bakar common-rail, serta modul suplai dan dosis untuk perawatan gas buang, pada model Volkswagen dan Audi di pusat skandal kecurangan emisi yang berkembang. "Seperti biasa dalam industri pasokan otomotif, Bosch memasok komponen ini dengan spesifikasi pembuat mobil," pernyataan itu berbunyi. "Bagaimana komponen-komponen ini dikalibrasi dan diintegrasikan ke dalam sistem kendaraan yang lengkap adalah tanggung jawab setiap pembuat mobil."

...

Berita Otomotif melaporkan bahwa krisis dimulai ketika saat itu - kepala merek VW Wolfgang Bernhard dan insinyur Rudolf Krebs mulai mengembangkan mesin diesel baru untuk pasar AS pada tahun 2005. Bernhard dan Krebs menyadari bahwa sistem pengolahan knalpot urea AdBlue akan diperlukan untuk memenuhi AS standar emisi, dengan perkiraan biaya $ 335 per kendaraan. Kabarnya, kepala keuangan VW menentukan biaya ini terlalu tinggi, karena latihan pemotongan biaya seluruh perusahaan sedang berlangsung.

Saya mengerti sebagian besar, jika tidak semua, kendaraan ini memiliki sistem pengereman anti selip elektronik dan / atau kontrol stabilitas elektronik untuk roll, pitch dan yaw. Karena pengujian dilakukan pada "jalan bergulir," yang hanya menggunakan gandar yang digerakkan, sensor untuk ini harus dinonaktifkan, karena roda yang tidak diremasi stasioner.