ZF legt vor

Flüsterfahrwerk: Revolution des Noise Cancelling

(Bild: ZF)

Aktuelle Noise-Cancelling-Technik arbeitet in der Regel mit Gegenschall per Lautsprecher. ZF bekämpft Lärm stattdessen direkt an der Quelle - und bettet den Ansatz in seine Software-Strategie fürs „digitale Fahrwerk“ ein.

Per Software will ZF störende Reifengeräusche aus dem Fahrzeuginnenraum fernhalten. Die nun auf der Elektronikmesse CES vorgestellte „Active Noise Reduction“ richtet sich gegen die Geräusche, die entstehen, wenn die Luftsäule im Reifen in Schwingung gerät und sich diese über Fahrwerksbauteile ins Auto übertragen. „Cavity Noise“ heißt das ungewollte Phänomen im Fachjargon.

Keine zusätzlichen Bauteile notwendig
Anders als bisherige Akustiklösungen kommt die Technik ohne zusätzliche Hardware wie Lautsprecher oder Mikrofone aus. ZF setzt stattdessen auf die Sensorik und Aktuatorik, die im Fahrwerk ohnehin vorhanden ist – den sogenannten „Smart Chassis Sensor“ mit integriertem Beschleunigungssensor. Er erfasst die vom Reifen ins Fahrwerk eingeleiteten Schwingungen. 

In einer Steuereinheit werden die Daten analysiert, ein Algorithmus erkennt die typischen Muster des „Cavity Noise“ und erzeugt ein phaseninvertiertes Gegensignal. Dieses wird in die semiaktiven Dämpfer eingespielt, die dann mit Mikrobewegungen das Störgeräusch reduzieren. Dadurch kann sich die Geräuschminderung direkt dort entfalten, wo die Schwingung ins Fahrzeug eingeleitet wird, statt erst im Innenraum akustisch „gegenzurechnen“. 

Halb so laut wie bisher
In der aktuellen Auslegung seien Pegelreduktionen von mehr als drei Dezibel erreichbar, perspektivisch nennt ZF bis zu zehn Dezibel. Drei Dezibel gelten in der Akustik grob als hörbarer Unterschied, zehn Dezibel entsprächen bereits einer subjektiven Halbierung des Lärmeindrucks. Der Zulieferer sieht die Funktion deshalb auch nicht nur als Komfortdetail für Luxusfahrzeuge: Weil zusätzliche Lautsprecher oder Dämmmodule entfallen, könne der Ansatz grundsätzlich auch für volumenstarke Baureihen interessant sein – etwa, wenn Hersteller in der Kompaktklasse Gewicht, Bauraum und Kosten streng begrenzen.

Aus Sicht von ZF passt die Lösung in den Trend zum softwaredefinierten Fahrzeug. Unter dem Begriff „Chassis 2.0“ bündelt der Konzern die Idee, seine Fahrwerksaktuatoren stärker über Software zu vernetzen und so neue Funktionen freizuschalten. „Active Noise Reduction“ ist dafür ein Beispiel, weil der Dämpfer nicht mehr nur Federungskomfort und Fahrsicherheit beeinflusst, sondern zusätzlich als akustisches Stellglied genutzt wird. 

Nächster Gegner: Bremsenquietschen
Der Serienstart der Akustikfunktion ist für 2028 geplant. Perspektivisch will ZF den Ansatz auf weitere Fahrwerk-Aktuatoren ausweiten. Genannt wird etwa die Reduzierung anderer Geräuschquellen wie Bremsenquietschen. Die Idee dahinter: Mechatronische Systeme sollen mithilfe intelligenter Algorithmen nicht nur ihre klassischen Aufgaben erfüllen, sondern darüber hinaus auch „Nebenwirkungen“ wie Vibrationen und Geräusche aktiv mindern. 

Zweite Innovation: KI-basiertes Fahrwerk
Neben der Geräuschfunktion zeigt ZF auf der CES noch eine zweite Software-Neuheit rund ums Fahrwerk: „AI Road Sense“. Dahinter steckt eine KI-basierte Lösung, die Straßenzustände erkennen und das Fahrwerk in Echtzeit an wechselnde Bedingungen anpassen soll – vom Belagswechsel bis zu winterlichen Straßen oder Offroad-Passagen. Auch hier verarbeitet eine Software Sensordaten und koordiniert Aktuatoren an den Dämpfern. Außer beim semiaktiven CDC-Fahrwerk soll das auch bei der vollaktiven Variante „sMotion“ funktionieren. Dort sogar besonders schnell: die Dämpfer werden innerhalb von Millisekunden angepasst. 

Das System ist laut ZF in drei Ausbaustufen geplant: In der Basisversion werden Signale aus dem Fahrzeugnetz genutzt, in der nächsten Stufe kommen Kameradaten für vorausschauende Oberflächenerkennung hinzu. Eine Premium-Variante soll zusätzlich Lidar-Sensoren verwenden, um das Straßenprofil bis zu 25 Meter voraus als 3D-Modell zu erfassen. Durch die Kombination der Daten kann die Software laut ZF etwa unterscheiden, ob es sich um flachen oder tiefen Schnee handelt – und entsprechend regeln. 

Beide CES-Premieren zeigen, wohin ZF das Fahrwerk entwickeln will: weg vom rein mechanischen Bauteil, hin zu einem vernetzten, softwaregetriebenen System, das Komfortfunktionen wie Geräuschminderung ebenso abdecken kann wie eine adaptive Abstimmung auf wechselnde Straßenbedingungen.