Die gegenständliche Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Parametrieren eines Sensors, der auf einem Prüfling in einem Prüfstand angebracht ist.

In Prüfständen für Prüflinge, wie z.B. Verbrennungsmotoren, Antriebsstränge, Fahrzeuge, etc., werden in der Regel eine Fülle von Sensoren verbaut, um die für die aktuelle Prüfaufgabe notwendigen Daten erfassen zu können. Die Sensoren werden dazu an bestimmten Stellen des Prüflings angebracht und müssen vor einer Messung parametriert werden, um eine korrekte Messung sicherzustellen. Die Parametrierung umfasst dabei die Zuordnung der Sensorart zum Sensor, also die Zuordnung des Sensors zu dessen gemessenen physikali- sehen Größe und die Bestimmung der Position des Sensors am Prüfling, also die Messstelle, z.B. Öldruck Zylinderkopf links, oder Abgastemperatur vor Katalysator. Weiters kann die Parametrierung auch die Zuordnung des Sensortyps umfassen, z.B. Drucksensor Typ xyz oder Temperatursensor Typ xyz, um es dem Messsystem zu ermöglichen, die entsprechenden Übertragungsfunktion des Sensors anzuwenden und damit aus dem Messwert auf den am Sensor anliegenden physikalischen Wert rückschließen zu können. Ebenso kann die Parametrierung die Zuordnung der Sensor-Seriennummer oder einer Sensor-Identifikation oder notwendiger Kalibrierdaten umfassen. Diese Daten sind meistens in der Prüfstandsum- gebung, z.B. am Prüfstandsrechner oder im Automatisierungssystem, abgelegt. Die Parametrierung erfolgt dabei manuell, d.h. dass ein Prüfstandsingenieur die Parametrierung der verschiedenen Sensoren einzeln vornehmen muss, also die erforderliche Information zuordnen muss, was aufgrund der Vielzahl von Sensoren und der Fülle von zuzuordnender Information eine aufwendige und fehleranfällige Aufgabe ist.

Dazu sind schon Verfahren bekannt geworden, die die Kalibrierung von Sensoren erleichtern. Die EP 1 300 657 A1 beschreibt z.B. ein Verfahren, bei dem die Kalibrierdaten eines Sensors mit diesem verknüpft sind, sodass die Kalibrierung semiautomatisch oder automatisch erfolgen kann. Dazu ist im Sensor eine Sensorkennung hinterlegt, mittels der Kalibrierdaten von einem externen Speicher aufgerufen werden können. Damit kann der Sensor zwar automatisch kalibriert werden, also für die Messung vorbereitet werden, nur ist damit noch nicht festgelegt, was dieser Sensor misst. Z.B. können an einem Verbrennungsmotor mehre- re Drucksensoren, in der Regel auch vom gleichen Typ, verbaut sein. Die Drucksensoren können sich nun automatisch kalibrieren und liefern nun Messdaten an das Prüfstandsoftware. Nur ist damit noch nicht festgelegt, von welcher Stelle am Verbrennungsmotor die Messwerte kommen. Diese Zuordnung muss nachwievor manuell durch den Prüfstandsingenieur erfolgen. Es ist daher eine Aufgabe der gegenständlichen Erfindung die Parametrierung eines Sensors gegenüber dem Stand der Technik zumindest zu erleichtern und zumindest eine teilweise automatische Parametrierung zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren und einer Vorrichtung gelöst, bei dem der Sensor Information überträgt, die von einer Erfassungseinrichtung erfasst wird und daraus durch ein Lokalisierungsverfahren die Position des Sensors im Raum ermittelt wird, die ermittelte Sensorposition mit Geometriedaten des Prüflings verglichen wird und durch diesen Vergleich die Position des Sensors am Prüfling bestimmt wird und der Sensor anschließend parametriert wird, indem dem lokalisierten Sensor aufgrund der ermittelten Position am Prüfling die vom Sensor physikalisch gemessene Größe zugeordnet wird. Durch die selbsttätige Bestimmung der Sensorposition am Prüfling und der vom Sensor gemessenen physikalischen Größe, kann die Parametrierung bereits erheblich erleichtert werden. Dem Prüfstandsingenieur wird bereits ein parametrierter Sensor, in Form der Zuordnung der gemessenen physikalischen Größe zu einem Messort, vorgegeben, was die Zuordnung von Sensortyp und konkretem Sensor erheblich erleichtert, da nur mehr eine kleine Menge zur Auswahl übrig bleibt.

Falls eine automatische Zuordnung von Sensorposition und Sensorart wegen einer Mehrdeutigkeit in der ermittelten Position oder der ermittelten physikalischen Größe nicht möglich ist, wird vorteilhaft ein Vorschlag für eine manuelle Auswahl der richtigen Position oder physikalischen Größe angeboten. Damit kann der Prüfstandsingenieur sehr rasch die richtige Sensorart oder Sensorposition zuordnen, was die Parametrierung zumindest erleichtert.

Bevorzugt überträgt der Sensor als Information seine Sensorart, was es ermöglicht, die dem Sensor zugeordnete physikalische Größe der Sensorart zu entnehmen. Damit reicht es aus, die Position des Sensors am Prüfling zu bestimmen, da die Sensorart vom Sensor vorgegeben wird. Trotzdem könnte die Sensorart auch aus der Sensorposition ermittelt werden, die dann mit der übermittelten Sensorart verglichen werden könnte, was helfen kann mögliche Parametrierfehler zu vermeiden.

Wenn der Sensor als Information seinen Sensortyp überträgt und die Parametrierung die Zuordnung der physikalisch gemessenen Größe und/oder des Sensortyps zum lokalisierten Sensor umfasst, kann die Parametrierung großteils automatisiert ablaufen, was den Aufwand für die Parametrierung wesentlich verringert.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der Sensor als Information eine eindeutige Sensor- kennung überträgt und dem lokalisierten Sensor aufgrund der Sensorkennung die physikalisch gemessene Größe und/oder der Sensortyp und/oder Kalibrierdaten zugeordnet werden. Damit ist eine gänzlich automatisierte Parametrierung möglich, womit der Aufwand für die Parametrierung minimiert werden kann.

Die gegenständliche Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 , die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung zeigt, beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Anordnung zur erfindungsgemäßen Parametrierung.

In Fig. 1 ist ein Prüfling 1 , hier ein Verbrennungsmotor mit Abgasstrang 4 und Katalysator 5, in einem nur angedeuteten Prüfstand 2 angeordnet. Solche Prüfstandsanordnungen sind hinlänglich bekannt, weshalb hier nicht auf die näheren Details dazu eingegangen wird. Ne- ben einem Verbrennungsmotor kommen natürlich auch noch andere Prüflinge 1 , wie z.B. ein Antriebsstrang, ein Getriebe, ein Fahrzeug, etc., in Frage. Am Prüfling 1 sind, wie in einem Prüfstand 2 üblich, eine Reihe von Sensoren 51 , 52, 53, 54, 55, 56 verbaut. Die Sensoren 51 , 52, 53, 54, 55, 56 liefern ihre Messwerte, über ein Kabel oder kabellos, an ein Automatisierungssystem 6, das den Prüfstand 2, den Prüfling 1 und den Prüflauf überwacht und steu- ert, sowie das Prüflaufergebnis auswertet. Für den Einsatz der Sensoren 51 , 52, 53, 54, 55, 56 müssen diese vorab parametriert werden, damit die Messwerte der Sensoren 51 , 52, 53, 54, 55, 56 in korrekte physikalische Größen umgesetzt werden können. Dem Automatisierungssystem 6 muss somit zumindest bekannt sein, von wo am Prüfling ein Messwert herrührt und was der dort befindliche Sensor 51 , 52, 53, 54, 55, 56 misst. Das muss dem Auto- matisierungssystem 6 vor dem Start des Prüflaufes bekannt gegeben werden.

Dazu ist eine Lokalisierungseinheit 10 vorgesehen, das mit einem geeigneten Lokalisierungsverfahren zuerst die Position eines Sensors 51 , 52, 53, 54, 55, 56 bestimmt. Solche Lokalisierungsverfahren sind an sich hinlänglich bekannt und es kann ein für die Erfindung beliebiges geeignetes Verfahren verwendet werden, wie z.B. Triangulation, Trilateration, Distanzmessung mit elektromagnetischen Wellen (z.B. Mikrowellen) oder Schallwellen (z.B. Ultraschall), auf Dopplereffekt basierten Methoden, Lasermessung, Bilderkennung, etc. Diese Lokalisierungsverfahren nutzen von Sensoren (aktiv oder passiv) übermittelte Information, um daraus gemäß dem angewandten Verfahren eine Position zu bestimmen. Die Information wird dabei von einer Erfassungseinrichtung erfasst und ausgewertet. Die Übertragung von Information vom Sensor 51 , 52, 53, 54, 55, 56 kann dabei aktiv, z.B. durch eine codierte

Übermittlung einer Nachricht, oder passiv, z.B. ein Tag am Sensor, dass durch optische Methoden gelesen oder anvisiert werden kann, erfolgen. Z.B. werden bei der Triangulation die Winkel eines Referenzpunktes zum Messort ermittelt und daraus die Position des Messortes im Raum. Bei der Trilateration werden die Entfernungen einer Referenzposition zum Messort ermittelt. Dabei kann eine passive, z.B. optische, oder eine aktive, z.B. funktechnisch, Win- kel- oder Entfernungsmessung zum Einsatz kommen. Bei einer Lasermessung wird ein Messort durch einen Laserstrahl anvisiert und der reflektierte Laserstrahl erfasst und ausgewertet, z.B. hinsichtlich der Phase oder der Laufzeit.

Das wird in Fig. 1 am Beispiel eines auf Ultraschall basierenden Lokalisierungsverfahren dargestellt. Dazu sind hier als Erfassungseinrichtung drei Ultraschall-Wandler 1 1 , 12, 13 angeordnet, wobei auch mehr Wandler vorgesehen sein können. Die einzelnen Sensoren 51 , 52, 53, 54, 55, 56 senden nun nacheinander ein Ultraschallsignal aus, z.B. eine codierte festgelegte Nachricht. Zur Datenübertragung kann grundsätzlich jedes beliebige Übertragungsprotokoll und jedes beliebige geeignete Datenformat verwendet werden. Aufgrund ei- ner Laufzeitmessung kann die Distanz zwischen Sensor 54 und den einzelnen Ultraschall- Wandlern 1 1 , 12, 13 und damit die Lage des Sensors 54 im Raum bezogen auf die Ultraschall-Wandler 1 1 , 12, 13 oder einer anderen beliebigen Referenzposition ermittelt werden. Die Lokalisierungseinheit 10 sendet die ermittelte Sensorposition 54(x,y,z) an eine Parametriereinheit 3. Die Parametriereinheit 3 kann z.B. wie hier eine eigenständige Einheit in der Prüfstandsumgebung sein, kann aber auch im Automatisierungssystem 6 des Prüfstandes 2 oder in der Lokalisierungseinheit 10 integriert sein.

In einer Geometriedatenbank 20 sind Geometriedaten für den Prüfling 1 abgelegt, auf die die Parametriereinheit 3 zugreifen kann. Als Geometriedaten kommen dabei alle Daten in Frage, die den Prüfling 1 in Form von Raumpunkten oder Bauteilen mit deren Lage im Raum be- schreiben, z.B. 3D-CAD-Daten aus einer Konstruktionsumgebung. Jeder Bauteil des Prüflings 2 ist dabei durch seine dreidimensionale Ausdehnung bestimmt und bekannt. Durch Vergleich der ermittelten Sensorposition 54(x,y,z) mit den Geometriedaten in der Parametriereinheit 3 kann die Lage des Sensors 54 am Prüfling 1 bzw. die Anordnung des Sensors 54 an einem bestimmten Bauteil des Prüflings 1 ermittelt werden, wodurch der Kontext zwischen Position und Sensor hergestellt werden kann.

Dazu können bereits bei der Konstruktion des Prüflings mögliche Einbauorte für Sensoren definiert und in den Konstruktionsdaten (z.B. CAD Daten) hinterlegt werden. Das könnte natürlich auch im Nachhinein zu bereits bestehenden Konstruktionsdaten gemacht werden. Zum Beispiel könnte bei Position (x,y,z) eine Bohrung definiert sein, zusammen mit be- schreibenden Daten wie„Messstelle Temperatursensor" oder noch konkreter gleich mit einem zugehörige Normnamen, z.B. Messstelle„T_EX_C01 ". Damit ist die Zuordnung der Position zur Messaufgabe (also zur gemessenen physikalischen Größe) klar und einfach. Allerdings müssen dabei die Konstruktionsdaten entsprechend aufbereitet und angereichert werden, was jedoch nur einmal erfolgen müsste. Alternativ könnten die Konstruktionsdaten (z.B. CAD Daten) eine Bauteilliste beinhalten. Aus der Bauteilliste selbst oder aus zusätzlichen beschreibenden Text oder zusätzlichen Tags zu jedem Bauteil kann dann z.B. mit Hilfe einer vorgegebenen Wortliste, die die möglichen Bauteile beinhaltet, durch Wortvergleich der Bauteil ermittelt werden. Weiters könnten auch ganz allgemein Heuristiken definiert werden, woraus dann die wahrscheinlichste Lage des Sensors bestimmt werden kann. Dazu könnten auch zusätzlich analog zur Lokalisierung der Sensoren zusätzliche Referenzpunkte am Prüfling vermessen werden, um die Lokalisierung des Sensors zu unterstützen. Die zusätzlichen Referenzpunkte können Messort-Positionen (z.B. Ölwanne, Abgasstrang, Zylinderkopf, etc.) für typische Prüf- lingskonfigurationen relativ zu diesen Referenzpunkten beschreiben. Solche auf Heuristiken basierten Regeln könnten z.B. etwa der Art„Ölwanne ist unten",„Abgasstrang ist seitlich", „Zylinderkopf ist oberhalb von Ölwanne", etc. definiert sein. Natürlich könnten auch Methoden der künstlichen Intelligenz, wie z.B. neuronale Netzwerk, oder Expertensysteme zur Anwendung kommen. Selbstverständlich kann dieser Vergleich auch im Lokalisierungssystem 10 durchgeführt werden. Auf diese Weise kann jeder Sensor 51 , 52, 53, 54, 55, 56 zumindest einem Bauteil bzw. einer räumlichen Position zugeordnet werden. Aus der zugeordneten Position kann dann ein Rückschluss auf die Sensorart gemacht werden. In vielen Fällen ist dadurch eine eindeutige Ermittlung der Sensorart möglich. Z.B. kann bei der Ermittlung der Sensorposition „Abgas-Auslass; Zylinder 1 " geschlossen werden, dass es sich um einen Temperatursensor handeln muss, da an diesem Bauteil kein anderer Sensor sinnvoll einsetzbar ist. In weiterer Folge kann auch die Messgröße„Temperatur Port Zylinder 1 " und sogar der zuzuordnende Normname dafür automatisch vergeben werden, hier z.B. T_EX_C01 .Diese Information, also welche Sensoren für welchen Bauteil bzw. für welche räumliche Position möglich sind, kann in der Parametriereinheit 3 oder in einer Sensordatenbank 21 oder an einem anderen geeigneten Speicherort hinterlegt sein.

An anderen Bauteilen des Prüflings wird nur eine mehrdeutige Zuordnung der Sensorposition zur Sensorart möglich sein. Z.B. können im Ölkanal eines Motors Temperatursensoren und Drucksensoren direkt nebeneinander angeordnet sein. Bei der Ermittlung der Position „im Ölkanal" kann zumindest eine eingeschränkte Auswahl (hier Temperatur und Druck) angeboten werden, die dann manuell vom Prüfstandsingenieur richtig zugeordnet werden kann, womit die Parametrierung zumindest erheblich erleichtert wird.

Falls keine eindeutige Ermittlung eines Bauteils oder einer Position des Sensors 54 am Prüfling möglich ist, kann dem Prüfstandsingenieur auch eine Auswahl von möglichen Bauteilen oder Positionen zur manuellen Wahl angeboten werden, was die Parametrierung zumindest erleichtert.

Somit können die Sensoren 51 , 52, 53, 54, 55, 56 alleine aus der automatisch ermittelten Position zumindest teilweise automatisch parametriert werden. In diesem Fall umfasst die automatische Parametrierung nur die Bestimmung der Position des Sensors 51 , 52, 53, 54, 55, 56 und daraus dessen gemessener physikalischer Größe (also die Sensorart). Die weiterführende Zuordnung des konkret verbauten Sensors, also z.B. Sensortyp und Kalibrierdaten, zur ermittelten Position kann dann manuell erfolgen.

In einer verbesserten Ausgestaltung sendet ein Sensor 51 , 52, 53, 54, 55, 56 nicht nur eine neutrale codierte Nachricht, sondern auch die Art des Sensors 51 , 52, 53, 54, 55, 56, also die Art der gemessenen physikalischen Größe, wie z.B. Druck, Temperatur, Sauerstoffkonzentration, etc. Die Sensorart kann dabei z.B. einfach in Form einer Zusatzinformation, wie z.B.„1 " für Temperatur,„2" für Druck, etc. übertragen werden. Damit kann automatisiert eine eindeutige Zuordnung von Sensorart zur ermittelten Position durchgeführt werden, auch in Fällen, in denen die Position eine Mehrdeutigkeit hinsichtlich des verbauten Sensors zulässt. Dadurch kann mittels der automatisierten Parametrierung jeder Sensor durch seine Position und der übermittelten Sensorart charakterisiert werden, also z.B. Temperatursensor an der Ölwanne, Sauerstoffsensor vor Katalysator, Temperatursensor nach Katalysator, Drucksensor am x-ten Zylinder, etc. Die Sensorart muss dabei nicht mehr aus der ermittelten Position des Sensors 54 am Prüfling abgeleitet werden, sondern kann der vom Sensor 54 übertragenen Information direkt entnommen werden. Trotzdem kann die Sensorart auch aus der Sensorposition ermittelt werden, z.B. um durch Redundanz einen Plausibilitätsvergleich vornehmen zu können, um Fehler in der Parametrierung zu vermeiden, oder um eine Parametrierung auch dann zu er- möglichen, wenn die Sensorart aus irgendeinem Grund nicht oder nicht korrekt ausgewertet werden kann.

In einer weiterführenden Ausgestaltung übermittelt der Sensor 51 , 52, 53, 54, 55, 56 noch Sensortyp, z.B. Temperatursensor PT100, Drucksensor 0..1000mBar, etc., womit der Sensor 51 , 52, 53, 54, 55, 56 nach der automatischen Parametrierung grundsätzlich schon einsatz- bereit ist, also der Messwert in einen korrekten physikalischen Wert umgewandelt werden kann. Der Sensortyp kann codiert z.B. in Form eines Zusatzfeldes in der vom Sensor ausgesandten Nachricht übermittelt werden. Der Sensortyp kann dabei zusätzlich zur Sensorart übertragen werden. Die Sensorart kann aber auch aus dem Sensortyp abgeleitet werden, womit die Übertragung der Sensorart auch entfallen kann. In einer bevorzugten Ausführung liefert ein Sensor 51 , 52, 53, 54, 55, 56 aber seine eindeutige Identifikation, sodass die Parametrierung auch die Zuordnung von für jeden Sensor vorhandenen Kalibrierdaten umfassen kann. Dazu kann eine Sensordatenbank 21 vorgesehen sein, in der für jeden Sensor 51 , 52, 53, 54, 55, 56 entsprechende Daten, wie z.B. Kalibrier- daten, hinterlegt und über die Sensorkennung abrufbar sind. Für eine fehlerfreie und zuverlässige Messung ist die Kalibrierung des Sensors 51 , 52, 53, 54, 55, 56 vorteilhaft. Dazu gibt es auch entsprechende Standards für die Spezifizierung der Sensorkennung, wie z.B. den TEDS-Standard (gemäß IEEE 1451 .4 Transducer Electronic Data Sheet). Die Sensorkennung ermöglicht bevorzugt eine eindeutige Identifizierung des Sensors 54, z.B. über eine Sensorseriennummer. In diesem Fall kann die Sensorart und der Sensortyp auch durch die übermittelte Sensorkennung aus der Sensordatenbank 21 abgefragt werden und muss nicht eigens von Sensor 54 mit übertragen werden.

Die Lokalisierung des Sensors 51 , 52, 53, 54, 55, 56 kann auch mit Methoden der digitalen Bilderkennung erfolgen. Dazu können die Sensoren z.B. mit geeigneten Bildmarken, wie z.B. einer Kennzeichnung für die Art des Sensors oder einer eindeutigen Sensorkennung, versehen sein, die durch die Bilderkennung ausgewertet werden können. Damit kann wieder zumindest die Position des Sensors 51 , 52, 53, 54, 55, 56 und (zumindest teilweise automatisch) die Sensorart ermittelt werden. Wenn am Sensor zusätzlich auch noch der Sensortyp oder gar eine eindeutige Sensorkennung, die eine eindeutige Identifikation ermöglicht, ange- bracht ist, die von der Bilderkennung ausgewertet werden kann, kann die Parametrierung wie oben beschrieben automatisiert auch weiterführende Information zuordnen.

Eine weitere Alternative ist die Verwendung bewegter Antennen, die die Anwendung des Dopplereffekts ermöglichen. Damit kann die Positionsbestimmung des Sensors 51 , 52, 53, 54, 55, 56 genauer gemacht werden und es können unter Umständen auch Sensoren erfasst werden, die durch feststehende Antennen oder Wandler nicht erreichbar wären.

Ebenso kann vorgesehen sein eine redundante Anzahl von Antennen, Wandlern, Bildaufnahmeeinrichtungen, Lasern, etc. zu verwenden. Damit kann die Position eines Sensors 51 , 52, 53, 54, 55, 56 anhand unterschiedlicher Antennen, Wandlern, Bildaufnahmeeinrichtungen, Lasern, etc. ermittelt werden, also mehrfach ermittelt werden. Eine Durch- schnittsbestimmung oder die Anwendung von Wahrscheinlichkeitsüberlegungen (Ermittlung der höchsten Wahrscheinlichkeit für die Position eines Sensors) kann wiederum zu einer erhöhten Genauigkeit führen. Das kann auch in den Fällen helfen, in denen ein Sensor 51 , 52, 53, 54, 55, 56 so angeordnet ist, dass die ausgestrahlten Wellen nicht von allen Antennen, Wandlern, Bildaufnahmeeinrichtungen, etc. erfasst werden können, z.B. aufgrund der geometrischen Gegebenheiten des Prüflings 1.