Display mit EcoRoll Schalter

EcoRoll – ein Freilauf mit Fragezeichen

Ein LKW mit Freilauf? Was soll das bringen?

Und überhaupt, ist doch alles Mummenschanz, sinnlos, Spielerei, bringt ganz und gar nichts, geht bestimmt kaputt ….. so, damit hätte ich mal ein paar Vorurteile ausgesprochen.

Weißt du wie EcoRoll genau funktioniert? Wann und warum es Kraftstoff spart?

Ich will ehrlich sein. Es hat mich schon eine ganze Zeit beschäftigt, bis ich es verstanden hatte und dabei ist es doch mein Beruf sowas zu wissen!

Du kannst dir die Mühe ersparen es selbst herauszufinden.

Nachdem du diesen Artikel gelesen hast, weißt du wann und warum EcoRoll Kraftstoff spart.

Du wirst aber auch lesen, wann EcoRoll keinen Vorteil bietet und von welchen Einflussfaktoren seine Wirksamkeit abhängt. EcoRoll spart eben nicht immer und nicht in jeder Situation Kraftstoff.

Mit dem Verständnis der Hintergründe kannst du diese Fahrzeugfunktion besser einschätzen und einsetzen. Du kannst dann nachvollziehen, warum Fahrerassistenzsysteme manchmal EcoRoll einschalten, manchmal aber auch nicht.

Was ist ein Freilauf?

Ein Freilauf überträgt Drehmoment nur in einer Richtung. Vom Antrieb (Motor) –> zu den Rädern. Übersteigt die Drehzahl der Räder die Drehzahl des Antriebes, dann trennt der Freilauf automatisch die Kraftübertragung.

Der Freilauf verhindert, dass der Antrieb von den Rädern angeschoben wird.

Du kennst den Freilauf vom Fahrrad.

Hältst du während der Fahrt die Füße auf den Pedalen still, dann trennt der Freilauf sofort die Kraftübertragung zwischen Hinterrad und Kette.

Du kannst ganz gemütlich die Füße auf den Pedalen ruhen lassen und genießen, wie das Fahrrad ungebremst weiter rollt. Bei manchen Modellen hörst du den Freilauf arbeiten, er erzeugt ein sirrendes Geräusch.

Ohne Freilauf würde das Fahrrad sofort anhalten, wenn du deine Beine nicht bewegst. Ich sage nur:

Vollbremsung – sofortige Bewegungsenergievernichtung!

Wenn die Fahrt weitergehen soll, dann müßtest du schön weiterstrampeln.

EcoRoll ist ein Freilauf und erzeugt den gleichen Effekt wie der Freilauf am Fahrrad, ist aber ganz anders aufgebaut. Er ist kein mechanisches Bauteil, sondern ein Softwareprogramm in der Fahrzeugelektronik.

…. und es bist nicht du, der nicht strampeln muss, sondern der Motor.

Was ist der EcoRoll Modus?

Der EcoRoll Modus ist eine Softwarefunktion bei automatisierten Schaltgetrieben.

Wenn über das Fahrpedal bzw. durch den Tempomat kein Antriebsmoment angefordert wird und keine Bremse betätigt ist, legt die EcoRoll Funktion automatisch den Getriebeleerlauf ein.

Die Kraftübertragung zwischen Motor und Antriebsachse ist in der EcoRoll Phase getrennt und der Motor läuft im Leerlauf.

Den Motor im Leerlauf tuckern lassen soll den Kraftstoffverbrauch verringern?

Ist es nicht sparsamer den Motor bei eingelegtem Gang und abgestellter Dieseleinspritzung von den Rädern anschieben zu lassen? So funktionierte das doch die vielen Jahre, in denen es noch kein EcoRoll gab.

Inzwischen hat jeder LKW Hersteller eine EcoRoll Funktion im Angebot. Also muss da ja was dran sein.

Schauen wir uns das Thema also mal genauer an.

Warum spart der EcoRoll Modus Diesel?

Im EcoRoll Modus wird überschüssige Bewegungs- oder Lageenergie des Fahrzeuges zur Überwindung der Fahrwiderstände genutzt, anstatt sie durch Motorbremswirkung in Wärme umzuwandeln.

In den Artikeln: „Willst du wissen, warum weniger Arbeit Kraftstoff spart?“ und „Mit vorausschauendem Fahren Kraftstoff sparen – Wie gehts?“ erkläre ich ausführlich, dass der Einsatz von Lage- oder Bewegungsenergie zum Erzeugen von mechanische Arbeit deutlich effizienter als der Antrieb durch den Verbrennungsmotor ist.

Diesen Sachverhalt nutzt die EcoRoll Funktion zur Verbrauchsverbesserung.

Energieüberschuss erkennst du daran, dass du vom Gas gehst. Das ist während der Fahrt immer ein Anzeichen für überschüssige Lage- oder Bewegungsenergie.

EcoRoll trennt also die Kraftübertragung zum Motor, sobald überschüssige Lage- oder Bewegungsenergie im Fahrzeug ist. Damit wird diese überschüssige Energie automatisch mit sehr gutem Wirkungsgrad als mechanische Arbeit in Strecke umgesetzt.

In der Folge rollt das Fahrzeug eine weitere Strecke ohne Antrieb. Aus dieser zusätzlichen Rollstrecke resultiert der Verbrauchsvorteil.

Wie groß ist der Verbrauchsvorteil durch EcoRoll?

Der Verbrauchsvorteil entspricht dem Kraftstoffverbrauch, der auf der EcoRollstrecke ohne die EcoRoll Funktion auftreten würde, vermindert um den Leerlaufverbrauch des Motors während der EcoRoll Zeit.

Ich will die Antwort an einem Diagramm erklären, dann ist es verständlicher.

Diagramm mit verfügbarer, überschüssiger Energie, verfügbarer Fahrwiderstandsarbeit mit und ohne EcoRoll

In der linken Säule ist das volle Energiepotential dargestellt.

In der linken Säule ist die frei werdende Energiemenge dargestellt. Diese Energie wird frei, wenn du ein Gefälle runterfährst oder wenn du die Fahrgeschwindigkeit reduzieren musst.

Sie ist also überschüssige Lageenergie bei der Bergabfahrt oder Bewegungsenergie bei Geschwindigkeitsverringerung.

Idealerweise möchten wir diese Energie komplett fürs Fahren nutzen.

In der mittleren Säule ist die Fahrt ohne EcoRoll dargestellt.

Hier verheizt der Motor, durch seine Bremswirkung, einen Teil der überschüssigen Energie (schwarz dargestellte Motorbremsarbeit).

Der übrige Teil der Energie wird im Schubbetrieb zu Fahrwiderstandsarbeit (grüner Balken).

In dem Moment, in dem die überschüssige Energie verbraucht ist, muss der Motor wieder Antriebskraft liefern, damit es weiter vorangeht.

Da die  Rollstrecke durch die Motorbremswirkung verkürzt ist, muss der Motor eher wieder ans Werk gehen und die Arbeit, die er vorher weggebremst hat, erneut bereitstellen.

Auf Grund seines schlechten Wirkungsgrades verbraucht er in dieser Zeit deutlich mehr Energie, als er an Fahrwiderstandsarbeit abliefert.

Der Kraftstoffverbrauch entspricht in diesem Fall der weggebremsten und wieder nachgelieferten Arbeit plus der Abwärme, die der Motor produziert.

Der schwarze und der rote Balken zusammen machen den zusätzlichen Dieselverbrauch aus.

In der rechten Säule siehst du die Fahrt mit EcoRoll.

Wenn EcoRoll aktiviert ist, dann tritt keine Bremsarbeit auf.

Die überschüssige Energie wird vollständig in Fahrwiderstandsarbeit verwandelt. Es muss also nichts mehr vom Motor nachgeliefert werden. Damit entfällt nicht nur dieser Energieverbrauch, sondern es fällt auch keine Abwärme durch den schlechten Motorwirkungsgrad an.

Allerdings schaltet EcoRoll den Motor nicht ab, sondern läßt ihn im Leerlauf laufen. Der Leerlaufverbrauch tritt über die ganze Rollzeit auf und vermindert damit den Einspareffekt.

Ich kann dir an dieser Stelle natürlich keinen konkreten Wert für die Einsparung nennen. Dafür sind viel zu viele Einflussfaktoren im Spiel.

Wenn ich für einige Konstellationen den Verbrauchsvorteil rechnerisch abschätze, dann komme auf ich Größenordnungen von rund um 20 Kubikzentimeter Dieseleinsparung pro Rollvorgang. (Achtung, der Streuungsbereich ist riesig! Ich finde 0 bis dreistellig.)

Hätten wir eine Strecke mit 100 Rollphasen auf 100 km, dann würden 2 l/100 km Kraftstoffeinsparung zusammenkommen. Nun wird man nicht auf jedem Kilometer einen EcoRoll-fähigen Rollvorgang haben, auf der anderen Seite wird es aber auch Rollphasen geben, bei denen EcoRoll deutlich mehr als 20 Kubikzentimeter Diesel einspart.

Die realen Einsparungen schwanken in einem sehr großen Bereich, nimm den Wert als ganz grobe Orientierung für die Größenordnung möglicher Einsparungen.

Ich werde noch im Detail darauf eingehen, wie die unterschiedlichen Einflussfaktoren sich auf die Verbrauchseinsparung auswirken. Hier kann ich schon mal vorwegschicken, dass das Höhenprofil der Fahrstrecke einen ganz entscheidenden Einfluss hat.

In welchen Fahrsituationen spart der EcoRoll Modus Kraftstoff?

Zum Verständnis der folgenden Erklärung ist es vorteilhaft, die Energieumwandlungsprozesse während der Fahrt zu kennen.

Ich werde dazu noch einen eigenen Artikel schreiben.

Ich sehe zwei grundsätzliche Fahrsituationen, in denen EcoRoll leicht unterschiedlich wirkt.

  • Das Fahrzeug wird während der EcoRoll Phase langsamer.
  • Das Fahrzeug wird während der EcoRoll Phase schneller.

Was passiert, wenn das Fahrzeug während EcoRoll langsamer wird?

In dieser Fahrsituation ist die Straße eben, es geht leicht bergauf oder ganz leicht bergab.

Am Ende der EcoRoll-Phase steht eine verringerte Fahrgeschwindigkeit.

Entweder weil ein Verkehrshindernis (z.B. eine Geschwindigkeitsbegrenzung, eine Kurve, eine Bodenwelle oder ähnliches) eine Verlangsamung der Fahrt erzwingt oder weil angehalten werden soll.

Displayanzeige Ausrollen zu Streckenereignis
Einstellung des Tempomaten für maximal Ausnutzung von EcoRoll

Beim vorausschauenden Fahren wirst du, oder dein Tempomat, das Gas so rechtzeitig wegnehmen, dass das Fahrzeug genau an der richtigen Stelle die Zielgeschwindigkeit erreicht hat.

Bei aktiviertem EcoRoll Modus wird in dem Moment, in dem du den Fuß vom Gas nimmst, der Getriebeleerlauf eingelegt. Das Fahrzeug rollt im Freilauf.

Am Ende der Rollphase steht hier eine feste Zielgeschwindigkeit, die an einem festen Ort erreicht sein muss.

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Die zusätzliche Rollstrecke, die EcoRoll ermöglicht, muss schon am Anfang der Rollphase realisiert werden. 

Du musst also genau um die Länge der zusätzlichen Rollstrecke eher vom Gas gehen.

Wenn ich „du“ schreibe, dann verstehe bitte darunter auch den vorausschauenden Tempomaten deines LKW, dem du diese Arbeit übertragen kannst!

Ich will realistisch sein. Im manuellen Fahrmodus wirst du das Potential vermutlich nicht komplett ausschöpfen.

Du müßtest:

  1. wissen, wie groß die Fahrwiderstände sind
  2. ausrechnen, wieviel Energie übrig ist
  3. diese in zusätzliche Strecke umrechnen
  4. diese Strecke ausmessen
  5. den Punkt identifizieren, wo der Fuß vom Gas muss.

Das bekommt kein Mensch genau hin.

Eine Maschine schon. Hier zeigt sich die Güte des vorausschauenden Tempomaten. Gute Hersteller bringend das dem LKW bei.

Ein guter Fahrer kann schon auch ein Gefühl entwickeln, wann mit eingeschalteter EcoRoll Funktion das Gas weggenommen werden muss. Besonders, wenn er die Strecke kennt und antrainiert hat.

Um das Potenzial zu nutzen, solltest du vermeiden am Ende der Rollphase bremsen zu müssen. Diese Bremsung ist verlorene Rollstrecke. 

Weil es in der Regel nicht gelingen wird, genau den richtigen Punkt zu treffen, ist die beste Alternative lieber etwas zu früh vom Gas zu gehen und beim Erreichen der Zielgeschwindigkeit mit dieser konstant weiter zu fahren. Das verliert nur einige Sekunden Fahrzeit, spart aber Diesel.

Du solltest am Ende der Rollphase auf keinen Fall wieder beschleunigen, falls du zu früh vom Gas gegangen bist.

Was passiert, wenn das Fahrzeug während EcoRoll schneller wird?

In dieser Fahrsituation fährst du in hügeligem Gelände. Die Straße verläuft wellenförmig auf und ab.

Die Geschwindigkeit ist hier am Anfang und am Ende annähernd gleich. Im ersten Teil der Rollphase baut sich ein Geschwindigkeitsüberschuss auf, der in der zweiten Rollphase in zusätzliche Rollstrecke umgewandelt wird.

Damit das funktionieren kann, musst du eine Geschwindigkeitsreserve haben. Am Anfang der Rollphase muss die Geschwindigkeit deutlich unter der möglichen Maximalgeschwindigkeit liegen.

Bei vorausschauenden Tempomaten ist der untere und obere Wert der einstellbaren Geschwindigkeitstoleranz ausschlaggebend. Ohne Tempomat musst du manuell langsamer in die Rollphase hineinfahren.

Ein guter Tempomat wird mit einer Geschwindigkeit an der unteren Geschwindigkeitstoleranz in das Gefälle rein rollen und im Gefälle die obere Geschwindigkeitstoleranz ausnutzen.

In dieser Fahrsituation liegt die zusätzliche Rollstrecke am Ende der Rollphase.
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Das Fahrzeug rollt das Gefälle hinab und baut Geschwindigkeit auf, weil es von der Hangabtriebskraft beschleunigt wird.

Mit EcoRoll erreicht das Fahrzeug eine höhere Geschwindigkeit als ohne EcoRoll, weil der Motor nicht bremst. Es baut mehr Bewegungsenergie auf. Höhere Geschwindigkeit bedeutet mehr Bewegungsenergie und ermöglicht eine längere Rollstrecke.

Es wird also Lageenergie erstmal in Bewegungsenergie verwandelt. (Du kannst auch Schwung dazu sagen)

Am Ende des Gefälles wird die Straßenneigung flacher und die Hangabtriebskraft reicht für eine weitere Beschleunigung nicht aus.

Ab jetzt wird das Fahrzeug wieder langsamer.

Da das Fahrzeug mehr Geschwindigkeit hat als ohne EcoRoll, kann es die zusätzliche Bewegungsenergie in Fahrwiderstandsarbeit verwandeln und damit eine längere Strecke rollen, bevor der Motor wieder den Antrieb übernehmen muss.

Der Motor muss ja wieder ran, wenn die untere Geschwindigkeitstoleranz erreicht ist.

Für eine optimale Verbrauchseinsparung müssen die Neigung und die Länge des Gefälles, sowie die Geschwindigkeitsreserve so bemessen sein, dass nicht gebremst werden muss.

Auch hier ist bremsen am Ende der Rollphase verschenkter Rollweg und damit verschenkte Energie.

Bei EcoRoll ist das besonders unschädlich.

Da ja der Motor vorher im Leerlauf gelaufen ist, hast du in zusätzliche Bewegungsenergie investiert, die du jetzt vernichtest. So kann Mehrverbrauch entstehen!

EcoRoll mag eine Topografie mit vielen leichten Hügeln. Sie sollen nicht zu steil und nicht zu lang sein.

Was passiert, wenn der Berg zu steil ist?

Sind die Berge so steil, dass die Maximalgeschwindigkeit auf jeden Fall überschritten würde, darf EcoRoll bergab nicht aktiviert werden.

In so ein Gefällt mußt du mit betätigter Dauerbremse und ohne EcoRoll hinein fahren und im Motorschubbetrieb die mögliche Maximalgeschwindigkeit fahren. Der vorausschauende Tempomat sollte das erkennen und entsprechend handeln.

Wird dann am Ende der Steigung das Gefälle flach, dann hilft EcoRoll den Schwung in maximale Strecke umzusetzen. Hier die Bremse raus und rollen lassen.

Die Einsparung hängt hier vom Verlauf der Steigung in der Senke ab.

Auch hier gilt wieder, dass ein guter vorausschauender Tempomat das perfekt beherrschen muss.

Wie werden Schwungspitzen genutzt?

Bei einigen Fahrzeugen verfügen die Tempomaten über eine Schwungspitze. Die Geschwindigkeit kann für eine kleine Zeitspanne um wenige km/h über die eingestellte Maximalgeschwindigkeit steigen.

Displayanzeige Senkenschwungspitze
Displayanzeige Senkenschwungspitze

Diese Schwungspitze ist das Sahnehäubchen für die EcoRoll Funktion. Sie ermöglicht es in kurzer Zeit viel Einsparung bei kleinem Leerlaufverbrauch umzusetzen.

Wer etwas für die Umwelt und für das Portemonnaie übrig hat, sollt diese Funktion nutzen. Vielleicht erbarmt sich irgendwann auch mal die Politik nicht nur auf die anderen zu schimpfen, sondern sich selber mal mit solchen sinnvollen Funktionen zu beschäftigen.

Welche Faktoren beeinflussen die Kraftstoffersparnis von EcoRoll?

Das Höhenprofil der Fahrstrecke

Ist die Straße topfeben, dann ist die Wirksamkeit von EcoRoll in der Regel nicht gegeben. Genauso, wenn du in sehr bergigem Gelände unterwegs bist.

Ich sage deshalb „in der Regel“, weil es einige Kunstgriffe gibt, doch den einen oder andere Tropfen auch in diesen Fahrsituationen einzusparen.

Auf diese Feinheiten will ich hier aber nicht weiter eingehen. Einer dieser Kunstgriffe ist „Pulse and Glide“. Die Funktion habe ich in einem eigenen Artikel erklären.

Die Gesamtwirksamkeit von EcoRoll hängt von der Anzahl der EcoRoll Events auf der Strecke und der Verbrauchseinsparung pro EcoRoll Vorgang ab.

Lass uns also mal schauen, welche Geländebeschaffenheit sich vorteilhaft auf die Wirksamkeit von EcoRoll auswirkt.

Die Anzahl der EcoRoll Events auf der Strecke ist ein wichtiger Faktor.

Eine große Anzahl von aufeinanderfolgenden, moderaten Hügeln ist eine wichtige Voraussetzung für ein wirksames EcoRoll. Jede einzelne EcoRoll Phase trägt zur Gesamteinsparung bei. Um so mehr EcoRoll Ereignisse, um so größer die Einsparung.

Der LKW muss eine gewisse Strecke rollen, damit sich während der Rollphase ein Geschwindigkeitsunterschied im Vergleich zur Fahrt ohne EcoRoll auf- und wieder abbauen kann.

Realistischerweise hast du nur eine begrenzte Geschwindigkeitsspanne zur Verfügung.

Die untere Geschwindigkeit kann nur soweit abgesenkt werden, dass du nicht zum Verkehrshindernis wirst.

Die obere Geschwindigkeit ist vorgegeben und darf nicht signifikant überschritten werden.

Deshalb hängt die optimale Hügelanzahl von der Neigung der Straße bzw. der Länge des Gefälles ab.

Idealerweise fängt die nächste Steigung immer genau dann an, wenn das Fahrzeug die maximale Geschwindigkeit erreicht hat.

Bei leichtem Gefälle wollen wir lange und damit weniger Hügel haben, bei größerem Gefälle entsprechend mehr kürzere Hügel, um den maximalen Effekt von EcoRoll zu bekommen.

Wir können an der Straßentopografie nichts ändern. Es ist aber wichtig zu verstehen, was von der Funktion EcoRoll auf der jeweiligen Strecke zu erwarten ist.

  • Auf welcher Strecke sind die Voraussetzungen gut und die Funktion muss eine messbare Einsparung liefern?
  • Auf welcher Strecke hat sie auf Grund des Geländes gar keine Chance?

Wenn du Lust hast, kannst du ja mal darauf achten und mir schreiben, wieviel EcoRoll Phasen du beobachtest.

Bei welchem Gefälle rollt ein LKW ohne Antrieb mit konstanter Geschwindigkeit?

Diese Frage müssen wir uns stellen, dann wenn der LKW selbst im Leerlauf keine Geschwindigkeit aufbaut, dann funktioniert das EcoRoll nicht wie oben beschrieben.

Ein voll beladener Vierzigtonner rollt im EcoRoll Modus auf einem Gefälle von ca. 1% mit konstanter Geschwindigkeit (bei 80 bis 90 km/h).

Welchen Einfluss hat die Neigung des Gefälles auf die Einsparung?

Die Neigung und Länge vom Gefälle und der darauffolgenden Steigung haben einen bedeutsamen Einfluss auf die Wirksamkeit von EcoRoll.

Um den Einfluss der Straßenneigung zu erkennen, habe ich in meiner Abschätzung einige Annahmen getroffen, die in der Realität so nicht gegeben sind. Deshalb darfst du die Kurve nicht verallgemeinern. Sie dient nur dazu, den Effekt eines einzelnen Parameters deutlich zu machen.

Ich habe angenommen, dass jedes Gefälle genau die Länge hat, bei der EcoRoll die komplette Geschwindigkeitstoleranz ausnutzten kann. Das Gelände ist also perfekt für EcoRoll ausgesucht. Der LKW ist voll ausgeladen.

Der LKW ohne EcoRoll, der zum Vergleich herangezogen wird, hat sinnvollerweise die gleiche Länge des Gefälles zur Verfügung. Er fährt ja den gleichen Hügel hinab.

Diagramm Einsparung bei unterschiedlichem Gefälle

Gefälle um und leicht über 1 % sind für EcoRoll besonders vorteilhaft.

Der LKW mit EcoRoll hält die Geschwindigkeit konstant bzw. hat ganz leicht steigende Geschwindigkeit. Beim LKW ohne EcoRoll verlangsamt sich die Fahrt.

Es gibt verschiedenen Strategien, wie der LKW ohne EcoRoll das Gefälle angehen kann:

  • mit hoher Geschwindigkeit einfahren und dann langsamer werden, danach wieder beschleunigen.
  • die Geschwindigkeit mit niedrigem Motormoment konstant halten
  • mit niedriger Geschwindigkeit über die Kuppe fahren und dann bergab mit höherer Motorlast beschleunigen.

EcoRoll ist immer im Vorteil.

Dieses ist eine häufige und ergibige Fahrsituation für EcoRoll.

Einerseits sind diese Gefälle und Steigungen häufig auf der Autobahn vorhanden, andererseits sind die Rollphasen hier so lang, dass selten die Gefahr besteht, dass die obere Geschwindigkeitstoleranz überschritten wird.

Die Gefälle können also lang sein, ohne dass die Gefahr besteht bremsen zu müssen.

Für ein wirksames EcoRoll ist hier Geduld gefragt.

Du muss trotz des geringen Gefälles mit niedriger Geschwindigkeit in das Gefälle reinfahren. Dann geduldig rollen lassen, bis das Gefälle in die nächste Steigung übergeht und die Geschwindigkeit wieder auf den unteren Wert abgesunken ist.

Ich habe für meine Abschätzungen eine Geschwindigkeitsspanne zwischen 80 und 90km/h verwendet.

Ein guter, vorausschauender Tempomat berechnet die optimale Startgeschwindigkeit für den EcoRoll Event aus der Kenntnis von Länge und Gefälle. Damit verlierst du nicht unnötig Zeit und erzielst trotzdem den maximalen Einspareffekt.

Die volle mögliche Geschwindigkeitsspanne wird hier selten ausgenutzt, weil so lange Gefälle in der Realität eher nicht zu finden sind.

Im Bereich bis 2% Gefälle sind die Effekte gut.

In diesem Bereich ist die perfekte EcoRoll Strecke immer noch sehr lang. Es besteht aber eine reale Chance sie anzutreffen und dann den vollen Geschwindigkeitsbereich auszunutzen.

Auch wenn du in der Realität Gefälle hinabfährst, die kürzer als die optimale Länge sind, kannst du spürbare Verbrauchseffekte erwarten.

Hier baut sich der größte Geschwindigkeitsunterschied zwischen den beiden Szenarien (mit und ohne EcoRoll) auf. Deshalb ist der relative Vorteil von EcoRoll hier groß.

Im Bereich 2 bis 3% Gefälle sinkt das Potenzial.

Hier liegt die Länge des optimalen Gefälles in einem sehr realistischen Bereich.

Das birgt die Gefahr in sich, dass diese Hügel sogar länger sind.

Ist das der Fall, dann würde die obere Geschwindigkeitsschwelle überschritten.

Der vorausschauende Tempomat muss bei Gefällen in dieser Größenordnung richtig vorausberechnen, welche Gefälle ohne EcoRoll befahren werden müssen, weil sie zu lang sind.

Auch bei den kurzen Hügeln sinkt hier schon das Potential, weil auch das Fahrzeug ohne EcoRoll stark beschleunigt und damit eine hohe Endgeschwindigkeit erreicht.

Von Vorteil ist, dass die Rollphasen kurz sind und damit wenig Leerlaufverbrauch auftritt.

Im Bereich über 3% Gefälle ist nicht viel zu holen.

Bei über 3% Gefälle baut ein Vierzigtonner auch im Schubbetrieb mit eingelegtem Gang sehr schnell Geschwindigkeit auf.

Die Gefahr ist groß, dass die Maximalgeschwindigkeit überschritten wird.

Die Wahrscheinlichkeit, dass dieses Hügel zu lang sind, steigt mit größer werdendem Gefälle immer weiter an.

Deshalb wird häufig auf diesen Hügeln EcoRoll nicht aktiviert werden.

Auch wenn die Länge des Gefälles passt, verändert sich das Verhältnis von Motorbremskraft und Hangabtriebskraft zuungunsten von EcoRoll.

Die Maximalgeschwindigkeitsdifferenz zwischen EcoRoll und ohne EcoRoll wird immer kleiner und damit auch die Einsparung.

Zu lange Gefälle sind schlecht für EcoRoll

Ist das Gefälle so lang, dass die Maximalgeschwindigkeit überschritten wird, darf EcoRoll nicht aktiviert werden.

Auf diesen Streckenabschnitten ist der Schubbetrieb mit abgestellter Dieseleinspritzung effizienter!

Bei falschem EcoRoll- Einsatz kann Mehrverbrauch entstehen.

Zu kurze Gefälle sind kein Problem

Ist das Gefälle so kurz, dass die Maximalgeschwindigkeit nicht erreicht wird, dann reduziert sich nur die Höhe der Einsparung.

Das Fahrzeuggewicht

Die Masse ist ein bestimmender Faktor für die Bewegungs- und Lageenergie, die im Fahrzeug gespeichert ist.

Aus diesem Grund hat sie natürlich einen Einfluss auf die realisierbare Verbrauchseinsparung. Da wo weniger ist, kannst du auch weniger holen.

Auf gleicher Neigung und bei gleicher Gefällelänge reduziert sich der Geschwindigkeitsunterschied zwischen EcoRoll und ohne EcoRoll und damit die zusätzliche Rollstrecke.

Diagramm Verbrauchseinsparung bei unterschiedlichem Fahrzeuggewicht.

Allerding darfst du auch dieses Bild nicht verallgemeinern.

Was du auf diesem Bild nicht erkennen kannst, ist die Tatsache, dass mit geringerem Fahrzeuggesamtgewicht die optimale Länge der Gefälle zunimmt.

Das bedeutet, Gefälle, die mit höherem Zuggewicht zu lang sind (EcoRoll muss abgeschaltet werden), werden mit geringerem Lastzuggewicht EcoRoll-fähig.

Wie groß die Einsparung in der Realität wirklich ist, kommt auch hier wieder auf die konkrete Strecke an.

Allerdings wird auch die Neigung für eine konstante Bergabgeschwindigkeit größer. (Bei 25t mit 80 bis 90 km/h und EcoRoll sind das dann ca. 0,4% steiler)

Damit fallen leider einige lukrative flache Hügel weg.

Mit sinkendem Fahrzeuggesamtgewicht verringert sich das Verbrauchseinsparpotential von EcoRoll. Die zusätzliche Rollstrecke wird kleiner und die Anzahl der nutzbaren Gefälle reduziert sich in der Regel auch.

Roll- und Luftwiderstand

Roll- und Luftwiderstand sind die beiden Fahrwiderstände, die kontinuierlich Energie aus dem Fahrzeug ziehen. Deshalb ist es immer das Bestreben, sie zu verringern.

Daran ändert sich auch mit EcoRoll nichts.

Diese Fahrwiderstände stehen im Gleichgewicht mit der Hangabtriebskraft.

Bei geringerem Roll- und Luftwiderstand wird deshalb die optimale Länge des Gefälles kleiner.

Das Fahrzeug baut, mit oder ohne EcoRoll, schneller Geschwindigkeit auf.

Flache Neigungen werden EcoRollfähig, große bzw. lange Gefälle verlieren ihr Potenzial.

Bei gleicher Neigung bzw. Länge reduziert sich die zusätzliche Rollstrecke und damit das Verbrauchspotential.

Die Reduzierung von Roll- und Luftwiderstand verbessern der Kraftstoffverbrauch, führen aber zu einer Abnahme der Wirksamkeit von EcoRoll.

Ich möchte an der Stelle noch darauf aufmerksam machen, dass Rollwiderstand und Fahrzeuggewicht voneinander abhängig sind.

Ist das Fahrzeug leichter beladen, sind die Radlasten geringer.

Da der Rollwiderstand vom Rollwiderstandsbeiwert und der Radlast abhängt, bedeutet weniger Beladung gleichzeitig weniger Rollwiderstand.

Aus diesem Grund ist im oben diskutieren Gewichtszusammenhang auch unvermeidbar ein reduzierter Rollwiderstand mit im Spiel.

Ein besserer Rollwiderstandsbeiwert der Reifen verbessert den Kraftstoffverbrauch generell, aber reduziert die Wirksamkeit von EcoRoll.

Eine geringere Radlast kompensiert dagegen einen Teil der negativen Auswirkungen von geringerem Fahrzeuggewicht.

Das war zu kompliziert?

Dann lass es mich so sagen:

Ohne den gegenläufigen Effekt der geringeren Radlasten (weniger Rollwiderstand) wäre die Wirksamkeit von EcoRoll bei geringerem Fahrzeuggewicht noch schlechter.

Leerlaufverbrauch

Der Leerlaufverbrauch des Motors hat einen großen Einfluss auf das Einsparpotential.

Er tritt über die gesamte Zeit der EcoRoll Phase auf, während ohne EcoRoll der Motor bergab abgestellt ist.

Idealerweise sollte der Motor während der gesamten EcoRoll Phase ausgeschaltet sein.

Warum das schwierig ist und bisher noch nicht gemacht wird, erkläre ich in einem eigenen Artikel.

Der Leerlaufverbrauch muss während der Rollphase so klein wie möglich sein.

Dieses zu realisieren ist die Aufgabe der Motorenentwickler und -produzenten.

Aber auch die Fahrzeugingenieure können mit einer klugen Betriebsstrategie ihren Beitrag zu einem kleinen Leerlaufverbrauch leisten.

Einfluss reduzierter Reibung

Die Reduzierung der Reibung aller bewegten Teile im Motor ist ein bewährtes Mittel, um den Motorwirkungsgrad zu optimieren. Es hilft nicht nur beim Leerlaufverbrauch, sondern beim Kraftstoffverbrauch im Allgemeinen.

Ein gut reibungsoptimierter Motor spart also in beiden Betriebssituationen, während der befeuerten Fahrt und während der EcoRoll Phase durch kleineren Leerlaufverbrauch.

Allerdings wird auch die Motorbremsarbeit im Schubbetrieb kleiner, was gegen den EcoRollvorteil wirkt.

Ich denke, das nehmen wir in Kauf, denn es wird in beiden Fällen weniger Kraftstoff verbraucht.

Einfluss der Nebenverbraucher

Nebenverbraucher versorgen die Fahrzeugsysteme mit Energie.

Diese Systeme sind entweder für den Betrieb des Motors selbst erforderlich oder werden für das Fahren gebraucht.

Für den Motor sind notwendig:

  • die Ölpumpe,
  • die Kühlmittelpumpe,
  • der Lüfter für die Motorkühlung,
  • die Einspritzpumpe.

Zum Fahren erforderlich:

  • der Druckluftkompressor für die Bremse,
  • die Lenkhelfpumpe,
  • der Generator
  • der Klimakompressor.

Alle diese Bauteile beziehen Energie vom Motor und beeinflussen damit den Leerlaufverbrauch.

Um den Leerlaufverbrauch gering zu halten, sollten Nebenaggregate während der EcoRoll Phase möglichst abgeschaltet werden.

Einige Nebenverbraucher sind ungeregelt, laufen also immer.

Andere besitzen eine Regelung und werden nur bei Bedarf zugeschaltet.

Um den Verbrauch zu senken, sollten auch die Nebenverbraucher mit einer Regelung ausgestattet werden, für die das in der Vergangenheit nicht üblich war.

Du hast vielleicht schon von einer geregelten Wasserpumpe oder einer geregelten Lenkhelfpumpe gelesen. In der Regel wird hier zwischen Motorantrieb und Nebenaggregat eine zusätzliche Kupplung eingebaut, die ein schlauer Algorithmus auskuppeln kann.

Diese Teile sind teuer und deshalb stellen die Hersteller natürlich eine Aufwand / Nutzenbewertung auf, bevor sie sich für oder gegen eine solche Komponente entscheiden.

Für EcoRoll ist interessant, dass einige Fahrzeugsysteme über eine Speicherfähigkeit verfügen. Diese Systeme können aufgeladen werden, wenn es gerade Energie umsonst oder billig gibt. 
Sind sie ausreichend aufgeladen, kann der Nebenverbraucher während EcoRoll ausgeschaltet sein.

Was bedeutet das konkret?

Wenn du ein starkes Gefälle hinab fährst, wo du eh bremsen musst, sollen Druckluftkompressor, Klimakompressor und Generator voll zugeschaltet werden.

Sie helfen das Fahrzeug zu bremsen und speichern die überschüssige Lageenergie in den Druckluftkesseln, der Batterie oder in einer niedrigen Fahrerhaustemperatur.

Damit bleibt die überschüssige Energie im Fahrzeug und nutzbar.

Während der EcoRoll Phase sollen diese Verbraucher auf keinen Fall einschalten, denn das vergrößert den Leerlaufverbrauch.

Dafür ist Voraussetzung, dass vor Beginn der EcoRoll Phase diese Systeme aufgeladen, sprich: ausreichend voll, sind.

Da nicht immer steile Berge zur Verfügung stehen, müssen diese Systeme auch während der befeuerten Fahrt geladen werden.

Für den Kraftstoffverbrauch optimal, sollen die Nebenverbraucher dann eingeschaltet werden, wenn dadurch der Motorwirkungsgrad im Motorkennfeld besser wird. Man nennt das Lastpunktanhebung.

Du siehst, das ist nicht einfach und bedarf einer Vorausschau auf das Geschehen der nächsten Kilometer. Da kann der Hersteller zeigen, was er drauf hat.

So eine Regelung sowohl in Bezug auf Bedarf, als auch in Bezug auf Kraftstoffverbrauch zu optimieren, erfordert Fleiß, Können und Aufwand.

In der Regel wirst du davon nichts bemerken, du kannst aber das Resultat im Kraftstoffverbrauch messen.

Einfluss vom thermischen Motorwirkungsgrad

Der Motorwirkungsgrad ist die Quelle der Einsparung, die durch die EcoRoll Funktion angezapft wird. Du erinnerst dich an den roten Balken, oben im Diagramm?

Um so schlechter der Motorwirkungsgrad ist, um so größer ist der EcoRoll Effekt.

Der Motorwirkungsgrad ist nicht immer gleich groß!

Er verändert sich in Abhängigkeit von Motordrehmoment und Motordrehzahl.

Bei einem Dieselmotor ist der Bereich des besten Wirkungsgrades bei hohem Motormoment. Landläufig gesagt: Bei Volllast.

Im Umkehrschluss bedeutet es, dass bei niedrigem Motormoment ein schlechter Wirkungsgrad auftritt.

Es wird also relativ viel vom verbrannten Diesel in Abwärme verwandelt, relativ wenig kommt im Antrieb an.

Auch aus diesem Grund ist die EcoRoll-Einsparung auf ganz leicht abschüssiger Strecke am höchsten.

Hier hilft ja die Hangabtriebskraft bei der Bergabfahrt. Der Motor muss also sehr wenig Arbeit leisten und läuft mit kleiner Last. Das sind Betriebszustände mit schlechtem Motorwirkungsgrad.

Auch bei EcoRoll Events auf größerem Gefälle treten unterschiedliche Wirkungsgrade auf.

Wenn das Fahrzeug nach dem Gefälle in einen flachen Einstieg hinein läuft, dann wirkt lange ein schlechter Wirkungsgrad.

Läuft das Fahrzeug in einen steilen Anstieg, dann wirkt eine kurze Zeit ein besserer Wirkungsgrad. Es entsteht also weniger Abwärme.

Um so flacher die Fahrbahnneigung ist, um so schlechter ist der Motorwirkungsgrad ohne EcoRoll und um so größer ist der EcoRoll Vorteil.

Bei der Fahrt mit EcoRoll tauscht du den schlechten Motorwirkungsgrad bei geringer Last gegen den nicht ganz so schlechten Leerlaufverbrauch ein. Damit sind wir an einer ganz wichtigen Balance:

Hoher Leerlaufverbrauch auf der einen Seite und besserer Motorwirkungsgrad auf der anderen Seite verringern den EcoRoll Effekt.

Ersteres ist schlecht, mit dem Zweiten können wir gut leben, weil es ja den Verbrauch absolut verbessert.

Fazit

  • Mit EcoRoll können messbare Kraftstoffverbrauchseinsparungen erreicht werden, wenn die befahrene Strecke viele aufeinanderfolgende, moderate Gefälle und Steigungen aufweist.
  • Die Regelung der EcoRoll-Funktion muss sehr präzise erfolgen, um das Potenzial zu realisieren und erfordert einen qualitativ hochwertigen, vorausschauenden Tempomaten.
  • Bremsen am Ende der EcoRoll Phase muss auf jeden Fall vermieden werden, weil dadurch ein Mehrverbrauch entstehen kann.
  • Im manuelle Fahrmodus stellt der richtige Einsatz der EcoRoll Funktion einen sehr hohen Anspruch an den Fahrer.
  • Abschalten des Motors während der Rollphase (EcoSail) würde die Regelung deutlich vereinfachen und das Einsparpotential vergrößern.

So, jetzt hast du erfahren, wie du EcoRoll optimal einsetzt, unter welchen Bedingungen EcoRoll einspart und unter welchen Bedingungen nichts zu holen ist. Außerdem weißt du, welche Optimierungsmöglichkeiten die Fahrzeughersteller haben.

Schreibe mir doch bitte deine Erfahrungen mit EcoRoll in den Kommentar! Kannst du die Einsparung nachvollziehen?

Schau dir auch die Artikel über Pulse&Glide und EcoSail an. Das sind Erweiterungsfunktionen von EcoSail.

Vorausschauendes Fahren und die Nutzung von prädiktiven Tempomaten sind Themen, die in engem Zusammenhang mit EcoRoll stehen, also bitte auch diese Artikel lesen.

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