So stellt sich der Autozulieferer ZF die Zukunft vor: Fahrwerke, die aktiv Geräusche mindern und vorausschauend Fahrbahnbeläge scannen.
Noise Cancelling kennt ihr von In-Ear-Kopfhörern. Wenn ihr ungestört von Umfeld und Umwelt Musik hören wollt, erzeugen die Mini-Lautsprecher gezielt Gegenschallwellen und können die Umgebung akustisch quasi ausblenden. Im Innenraum eures Autos ist das Ausblenden von unerwünschtem Schall komplizierter, weil sich viele Geräuschquellen summieren: aus dem Motorraum, aus den Abrollgeräuschen auf der Fahrbahn und aus dem Verkehrslärm von außen.
Schallminderung ohne Schallwellen
In E-Autos werden die Antriebsgeräusche zunehmend leiser, spielen also keine große Rolle mehr. Damir rücken andere Geräuschquellen in den Fokus: Je nachdem, wie viel Aufwand die Hersteller bei der Schallisolation betreiben, kann man die Insassen auch gegen Außengeräusche gut in Watte packen. Bleiben noch das diffuse Rauschen der Reifen und das Poltern oder Rumpeln des Fahrwerks auf Bodenunebenheiten. Dem will ZF mit seiner Neuentwicklung „Active Noise Reduction“ entgegenwirken. Anders als Noise Cancelling mit Gegenschallwellen aus Lautsprechern arbeitet das ZF-System mit Sensoren und Aktuatoren, die ohnehin in den neuesten Fahrwerken des Autozulieferers vorhanden sind.
Algorithmus erkennt Muster von Fahrgeräuschen
Physikalisch betrachtet entstehen Abrollgeräusche, wenn die Luftsäule in den Reifen von der Fahrbahn zum Schwingen gebracht wird und diese Bewegungen sich über die Fahrwerksbauteile in die Karosserie übertragen. Der „Smart Chassis Sensor“ von ZF registriert diese Schwingungen, die ins Fahrwerk eingeleitet werden. Ein Algorithmus erkennt die typischen Muster von Fahrgeräuschen und erzeugt in den Stoßdämpfern kleinste Gegenbewegungen, die das Störgeräusch reduzieren. Damit erfolgt der Schwingungsausgleich bereits im Fahrwerk und erreicht akustisch nicht den Innenraum.
Kein Luxus, sondern nützlich für alle Fahrzeugklassen
Im gegenwärtigen Entwicklungsstadium erreicht „Active Noise Reduction“ Geräuschminderungen von etwa drei Dezibel, was für das menschliche Gehör einen merklichen Unterschied macht. Perspektivisch nennt ZF Reduzierungen bis zu zehn Dezibel, das wäre eine Halbierung der hörbaren Fahrgeräusche. Was zunächst nach der Lösung eines Luxusproblems klingt, könnte in Zukunft aber auch für Klein- und Kompaktwagen relevant sein. Wo Budget, Bauraum und Gewicht begrenzt sind, könnte ein elektronisch aktiv geräuschminderndes Fahrwerk die Materialkosten für die Schalldämmung reduzieren und weniger aufwändig konstruierte Federn und Dämpfer ermöglichen. Den Serienstart der Akustik-Funktion plant ZF für das Jahr 2028.
KI-gestützt auf Fahrbahnbeschaffenheit reagieren
Der Hersteller betrachtet seine Lösung als Teilkomponente künftiger softwaredefinierter Fahrzeuge und bündelt seine Entwicklungen unter dem Begriff „Chassis 2.0“. Fahrwerksaktuatoren sollen stärker per Software vernetzt werden und dadurch neue Funktionen erschließen. Als weiteren Teil dieses Entwicklungspfads stellt ZF Fahrwerke in Aussicht, die proaktiv die Fahrbahnbeschaffenheit erkennen und sich darauf einstellen. „AI Road Sense“ ist eine KI-basierte Lösung, die das Fahrwerk an wechselnde Bedingungen anpasst – vom Belagswechsel bis zu unterschiedlichen winterlichen Straßenverhältnissen oder Offroad-Passagen. Auch bei diesem System verarbeitet eine Software Sensordaten und steuert Aktuatoren an den Dämpfern.
ZF hat drei Varianten vorgestellt: Die Basisversion nutzt wie „Active Noise Reduction“ die Sensordaten aus dem Fahrwerk und errechnet daraus in Millisekunden das angepasste Fahrwerksverhalten. Die zweite Variante integriert Kameradaten zur vorausschauenden Oberflächenerkennung und -prognose. Die Premium-Version nutzt zusätzliche Lidar-Sensoren, die speziell bei diffusen Lichtverhältnissen oder bei Dunkelheit besser in der Lage sind, das Straßenprofil bis zu 25 Meter weit im Voraus zu erfassen. Laut ZF erlaubt die Fusion der diversen Sensordaten beispielsweise die Unterscheidung zwischen nur oberflächlichem Schnee oder einer dickeren Schneedecke. Sollte das alles in den kommenden Jahren Realität werden, entwickeln sich Pkw-Fahrwerke zu proaktiven Systemen für mehr Komfort und mehr Sicherheit.
