Die steigenden Anforderungen an die Effizienz und die Dynamik des Antriebs bedingen die Erhöhung der Zünddrücke und der Aufladung von Verbrennungsmotoren. Das Spitzenmoment und das mittlere Drehmoment des Motors steigen hierdurch an. Indes erfährt der Antriebsstrang eine drehzahlabhängige Anregung entsprechend der Zahl der Zündungen pro Kurbelwellenumdrehung. Ziel dieser Arbeit ist der Entwurf eines Systems, welches unabhängig von der Motorordnung arbeitet und die Drehschwingungen im Antriebsstrang bei verschiedenen Betriebsweisen reduziert. Ausgehend vom Stand der Technik werden Simulationsmodelle entworfen, welche die dynamischen Effekte der Drehschwingungen im Fahrzeugantriebsstrang abbilden. Der Abgleich erfolgt mit Hilfe von Messungen für definierte Betriebszustände. Das neuentwickelte System des aktiven Drehschwingungsdämpfers (aDSD) wird vorgestellt und der prinzipielle Aufbau erläutert. Die mathematischen Zusammenhänge der Kinematik des Systems beschreiben die Funktionsweise und die Möglichkeiten der Einbindung in den Antriebsstrang. Auf Grundlage dieser Charakteristik wird das DSD-System in die validierten Antriebsstrangmodelle integriert und untersucht. Im Rahmen des Funktionsprinzips der kontinuierlichen Regelung werden durch den geregelten Eingriff die Drehschwingungen semiaktiv bedämpft. Hierfür ist die Auslegung eines modellbasierten Reglers notwendig. Die notwendigen Grundlagen zum Reglerdesign sowie die Regelungsaufgaben und -ziele werden dargestellt. Schnittstellen zwischen den verwendeten Simulations- und Berechnungsumgebungen ermöglichen den effizienten Entwurf und die Applikation der Regelalgorithmen. Die Auslegung des Systems mit Hilfe der Simulationswerkzeuge erlaubt den konstruktiven Entwurf. Damit kann der Aufbau eines Demonstrators auf einem Motorenprüfstand umgesetzt werden. Experimentelle Untersuchungen zeigen die Eigenschaften des aDSDSystems auf dem Prüfstand, welcher den Betrieb im Fahrzeug unter Prüfstandsbedingungen nachbildet. Die gezielte Beeinflussung von Betriebspunkten des Motors wird untersucht und das Potential des Systems hervorgehoben. Es werden Funktionen wie der Bauteilschutz und eine variable Steifigkeitskennlinie eines Zweimassenschwungrades (ZMS) realisiert. Im Vergleich zu einem herkömmlichen ZMS ergibt sich der Vorteil der veränderten Parametrierung und der Neuauslegung des Gesamtsystems. Die Aktorik und die Dynamik des Demonstrators werden betrachtet und die Ergebnisse der Messungen dargelegt. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen leiten sich Möglichkeiten der Weiterentwicklung des aDSD-Systems ab.

To satisfy the increasing demand for efficiency and dynamics of passenger car drivetrains, the cylinder pressure and supercharging of the engine have to be enhanced. This causes a rise of torque peaks and average loading torque. According to the number of cylinders, the crankshaft revolution and the engine speed, the drivetrain is excited by torsional vibrations. The intention of this thesis is to develop a system which is independent of engine orders and operates at different working points to reduce torsional vibrations of the drivetrain. Considering the state of the technology simulation models are designed to represent the dynamic behavior of torsional vibrations in passenger car drivetrains. The computed results are validated with the help of measurements. The developed system of an active torsional damper (aktiver Drehschwingungsdämpfer - aDSD) is introduced and the layout of the concept is explained. The specification and the integration of the damper into the drivetrain model are based on the kinematic description of the system operation modes. The implementation and the analysis of the aDSD-system in valid drivetrain models are realized. Due to controlled intervention of the actor torsional vibrations are reduced semi-actively by the operation mode continuous closed loop control. For this purpose a model-based controller has to be designed. Necessary basics of the controller design are explained. The tasks and objectives of the controller design define the requirements for the simulation models. An interface (within a toolbox) for various CAE-software tools helps to design and apply controller algorithms efficiently. The engineering design of the developed system is possible with the help of the described simulation tools. The construction of a prototype is rendered possible on an engine test bench. The effectiveness and properties of the aDSD-system are demonstrated under test bench conditions. The impact of the system on defined operation modes of the engine is analyzed. Based on the results the capabilities are described. Functions like component protection and variable torsional stiffness of a dual mass damper are realized. As a result of those methods the system itself or the parameters can be redesigned. The experimental results are analyzed regarding the actuator and its dynamic response. Considering the insights of the aDSD-system based on the prototype, possible steps in the development process are pointed out.