DE102020102851A1

DE102020102851A1 - Prüfvorrichtung zum Test eines mit Ultraschallwellen arbeitenden Abstandssensors

Info

Publication number: DE102020102851A1
Application number: DE102020102851.2A
Authority: DE
Inventors: Thomas Michalsky; Haitz Aguirre Urizar
Original assignee: Dspace GmbH; Dspace Digital Signal Processing and Control Engineering GmbH
Current assignee: Dspace GmbH
Priority date: 2020-02-05
Filing date: 2020-02-05
Publication date: 2021-08-05
Also published as: JP2021124498A; US20210239816A1

Abstract

Beschrieben und dargestellt ist eine Prüfvorrichtung (1) zum Test eines mit Ultraschallwellen arbeitenden Abstandssensors (2), wobei der zu testende Abstandssensor (2) wenigstens ein Sensor-Abstrahlelement (4) zum Abstrahlen eines Sendesignals (5) und ein Sensor-Empfangselement (6) zum Empfangen eines Reflexionssignals (7) umfasst.Zur effektiven und genauen Überprüfung und Stimulation des Abstandssensors (2) weist die Prüfvorrichtung (1) ein Prüf-Empfangselement (10) zum Empfangen der von dem zu testenden Abstandssensor (2) ausgesendeten Ultraschallwellen (5) und wenigstens ein Prüf-Abstrahlelement (11) zum Abstrahlen von Prüf-Ultraschallwellen (12), und eine Signalverarbeitungseinheit (13) auf, wobei von dem Prüf-Empfangselement (10) empfangene Ultraschallwellen (5) als Empfangssignal (SRX) zu der Signalverarbeitungseinheit (13) übertragen werden und die Signalverarbeitungseinheit (13) in Abhängigkeit von dem Empfangssignal (SRX) und einer Simulations-Abstandsinformation (dsim) betreffend einen zu simulierenden Abstand ein der Simulations-Abstandsinformation (dsim) entsprechend verzögertes Anregungssignal (STX) für das Prüf-Abstrahlelement (11) ermittelt und zu dem Prüf-Abstrahlelement (11) überträgt und das Prüf-Abstrahlelement (11) entsprechende Prüf-Ultraschallwellen (12) erzeugt und auf den zu testenden Abstandssensor (2) abstrahlt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung zum Test eines mit Ultraschallwellen arbeitenden Abstandssensor, wobei der zu testende Abstandssensor wenigstens ein Sensor-Abstrahlelement zum Abstrahlen eines Sendesignals und ein Sensor-Empfangselement zum Empfangen eines Reflexionssignals umfasst.
Der zuvor beschriebene mit Ultraschallwellen arbeitende Abstandssensor ist selbst nicht Bestandteil der hier betrachteten Prüfvorrichtung, sondern das zu testende Objekt. Derartige Abstandssensoren werden in vielfältigen technischen Anwendung eingesetzt, beispielsweise in der Prozessindustrie, der Automatisierungstechnik, vor allem aber auch im automotiven Bereich. Hier ist es bekannt, dass derartige Abstandssensoren vor allem den Nahbereich eines Kraftfahrzeuges überwachen, im Gegensatz beispielsweise zu Radar-Abstandssensoren, die auch und vor allem die dazu geeignet sind, die Umgebung eines Fahrzeuges auch in weit größeren Abständen zu überwachen.
Die von dem zu testenden Abstandssensor durchgeführte Messung eines Abstandes zwischen dem Abstandssensor und einem Objekt beruht auf dem Prinzip der Laufzeitmessung, indem also die Zeit gemessen wird, die ein abgestrahltes Sendesignal in Form einer Ultraschallwelle benötigt, um von dem Abstandssensor zu einem zu erkennenden Objekt zu laufen und von diesem Objekt reflektiert als Reflexionssignal zu dem Abstandssensor zurückzulaufen. Unter Kenntnis der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallwelle im Freiraum (Bestimmung der Ausbreitungsgeschwindigkeit gegebenenfalls unter Berücksichtigung des Ausbreitungsmediums, der Umgebungstemperatur, der Luftfeuchtigkeit usw.) ergibt sich so unmittelbar der Abstand zwischen dem Abstandssensor und dem zu erfassenden Objekt, das sich natürlich im Abstrahlbereich des Ultraschall-Abstandssensors befinden muss.
Es gibt verschiedene Situationen, in denen die Funktionsfähigkeit eines mit Ultraschallwellen arbeitenden Abstandssensors überprüft werden soll. Es kann sich hier um einen ganz normalen Funktionstest im Rahmen einer Anlagen- oder Fahrzeugrevision handeln, um die Abnahme eines Geräts, in dem der Abstandssensor verbaut ist, nach der Fertigstellung des Gerätes, eine Funktionsüberprüfung nach einem Austausch eines Abstandssensors oder eines Bauteils, in dem der Abstandssensor verbaut ist. Letztlich kann es sich auch um ein komplexes Testszenario handeln, bei dem die Funktionalität des Abstandssensors und des mit ihm in Verbindung stehenden Steuergerätes mittels einer simulierten Umwelt getestet wird.
Zur Überprüfung der Funktionalität eines Abstandssensors sind aus dem Stand der Technik Prüfvorrichtungen bekannt, die in einem physikalischen Objekt bestehen, das in einem bestimmten Abstand im Abstrahlbereich des zu testenden Abstandssensors positioniert wird, sodass überprüft werden kann, ob der Abstandssensor - und die mit ihm verbundene Auswerteselektronik - den Abstand zu dem Objekt richtig erkennt. Diese Prüfmethode mit einem - automatisch oder manuell - platzierbaren Objekt ist aus verschiedenen Gründen umständlich und ggf. auch unpräzise. Ein Nachteil besteht beispielsweise darin, dass in der Testumgebung auch die zur überprüfenden Objektabständen realisierbar sein müssen, dass die Positionierung des realen physikalischen Objektes zeitaufwendig ist und vergleichsweise umständlich überprüft werden muss.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Prüfvorrichtung anzugeben, mit der ein zu testender und mit Ultraschallwellen arbeitender Abstandssensor einfach überprüft werden kann.
Die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe ist bei der eingangs genannten Prüfvorrichtung zunächst und im Wesentlichen dadurch gelöst, dass die Prüfvorrichtung ein Prüf-Empfangselement zum Empfangen der von dem zu testenden Abstandssensor ausgesendeten Ultraschallwellen und wenigstens ein Prüf-Abstrahlelement zum Abstrahlen von Prüf-Ultraschallwellen aufweist, dass die Prüfvorrichtung ferner eine Signalverarbeitungseinheit aufweist, wobei von dem Prüf-Empfangselement empfangene Ultraschallwellen als Empfangssignal zu der Signalverarbeitungseinheit übertragen werden und wobei die Signalverarbeitungseinheit in Abhängigkeit von dem Empfangssignal und einer Simulations-Abstandsinformation betreffend einen zu simulierenden Abstand ein der Simulations-Abstandsinformation entsprechend verzögertes Anregungssignal für das Prüf-Abstrahlelement ermittelt und zu dem Prüf-Abstrahlelement überträgt, wobei das Prüf-Abstrahlelement entsprechende Prüf-Ultraschallwellen erzeugt und auf den zu testenden Abstandssensor abstrahlt.
Die grundsätzliche Idee bei der vorgenannten Prüfvorrichtung besteht also darin, dass die Prüfvorrichtung über ihr Prüf-Empfangselement das Ultraschallsignal des zu testenden Abstandssensors empfängt und als Empfangssignal an eine elektronische Signalverarbeitungseinheit weiterleitet, die im Regelfall realisiert ist durch ein eingebettetes Rechnersystem mit einem oder mehreren digitalen Signalprozessoren. Durch die Signalverarbeitungseinheit wird dann auf elektronischem Wege ein verzögertes Anregungssignal generiert, wobei die Verzögerung in Abhängigkeit von einer Simulations-Abstandsinformation ermittelt wird. Diese Simulations-Abstandsinformation entspricht dem Abstand, der dem zu testenden Abstandssensor vorgetäuscht werden soll. Es kommt also im Betrieb der Prüfvorrichtung überhaupt nicht darauf an, wie weit die Prüfvorrichtung tatsächlich von dem zu testenden Abstandssensor entfernt ist, da die mit einem zu simulierenden Abstand verbundene Signal-Laufzeitverzögerung dem zu testenden Abstandssensor auf elektronischem Wege vorgetäuscht wird. Ein weiterer Vorteil der Prüfvorrichtung besteht darin, dass sie keinerlei Kenntnis von der Betriebsweise des zu testenden Abstandssensors haben muss, da sie das von dem zu testenden Abstandssensor abgestrahlte Sendesignal messtechnisch mittels des Prüf-Empfangselements erfasst und auf dieser Grundlage das Anregungssignal ermittelt, das das Prüf-Abstrahlelement anregt.
Bei der Prüfvorrichtung wird begrifflich unterschieden zwischen dem Prüf-Empfangselement zum Empfangen von Ultraschallwellen und dem Prüf-Abstrahlelement zum Abstrahlen von Prüf-Ultraschallwellen. In der Praxis stellt das Prüf-Empfangselement und das Prüf-Abstrahlelement ein einziges Ultraschall-Empfangs- und -sendeelement dar, wie dies aus dem Stand der Technik bei Abstandssensoren auch bekannt ist und wie es auch auf die meisten im messtechnischen Einsatz befindlichen Ultraschallsensoren zutrifft. Eine beispielsweise über ein Piezo-Element angeregte Membran dient sowohl dem Aussenden von Ultraschallsignalen wie auch umgekehrt dem Empfangen von Ultraschallsignalen. Natürlich können das Prüf-Empfangselement und das Prüf-Abstrahlelement auch physikalisch getrennt realisiert sein.
Selbst wenn die Prüfvorrichtung in unmittelbarer Nähe, beispielsweise in wenigen Zentimetern Abstand, vor dem zu testenden Abstandssensor positioniert wird, lassen sich mit ihr ohne Weiteres erheblich größere Abstände simulieren, da das Empfangssignal von der Signalverarbeitungseinheit praktisch beliebig verzögert werden kann, was einer beliebigen Laufzeitverzögerung des von dem zu testenden Abstandssensor emittierten Sendesignals und damit einem beliebigen Abstand entspricht. Die Prüfvorrichtung benötigt also keine ausgedehnte Prüfumgebung, um entsprechende Objektabstände simulieren zu können, was selbstverständlich große Vorteile mit sich bringt.
Die zuvor beschriebene Prüfvorrichtung lässt sich auch vorteilhaft in einem sehr komplexen Testszenario einsetzen, das darin besteht, die Funktionalität eines Abstandssensors oder auch mehrerer Abstandssensoren, die mit einem Steuergerät verbunden sind und sich auch in ihrer üblichen Einbausituation befinden, beispielsweise in der Stoßstange eines Kraftfahrzeuges, in einer simulierten Umwelt zu testen. Dazu wird die Umgebung des zu testenden Abstandssensors - oder auch mehrerer zu testenden Abstandssensoren - in Teilen oder auch vollständig mittels einer leistungsfähigen Simulationsumgebung in Echtzeit berechnet. So lässt sich beispielsweise ein echtes Fahrzeug mit echten Steuergeräten und echten Abstandssensoren durch eine virtuelle Umgebung bewegen. Die Simulationsumgebung generiert dazu physikalische Signale, die beispielsweise Eingangssignale verschiedener Steuergeräte des realen Fahrzeugaufbaus sind, wobei die Simulationsumgebung die von diesen Steuergeräten generierten Ausgangssignale aufnimmt und mit in die Echtzeitsimulation einfließen lässt. Eine reale Hardware (Fahrzeug) kann so gefahrlos in einer simulierten Umgebung unter praktisch „echten“ Bedingungen getestet werden. Wie realitätsnah der Test ist, hängt ab von der Güte der Simulationsumgebung und der darauf berechneten Simulation. Auch im vorliegenden Fall kann so ein zu testender Abstandssensor mit oder ohne angeschlossenem Steuergerät in einem geschlossenen Regelkreis getestet werden, weshalb derartige Testszenarien auch als Hardware-in-the-Loop-Test bezeichnet werden bzw. Vehicle-in-the-Loop (VIL), wenn die Hardware ein Fahrzeug ist. Es ist ohne Weiteres ersichtlich, dass sich die Prüfvorrichtung zum Test eines mit Ultraschallwellen arbeitenden Abstandssensors dazu eignet, eine Abstandssimulation innerhalb der Simulationsumgebung zu implementieren.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Prüfvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass in der Signalverarbeitungseinheit eine Prüfvorrichtung-Abstandsinformation betreffend den Abstand zwischen der Prüfvorrichtung und dem zu testenden Abstandssensor hinterlegt ist und die Signalverarbeitungseinheit diese Prüfvorrichtung-Abstandsinformation bei der Ermittlung des verzögerten Anregungssignals zusätzlich berücksichtigt. Durch Berücksichtigung der Prüfvorrichtung-Abstandsinformation wird dem Umstand Rechnung getragen, dass ein Teil des zu simulierenden Abstandes - entsprechend der Simulations-Abstandsinformation - von dem von dem Abstandssensor emittierten Sendesignal tatsächlich im Freiraum durchlaufen wird und auch eine entsprechende Strecke von dem von dem Prüf-Abstrahlelement emittierten Prüf-Ultraschallwellen durchlaufen wird. Dieser physikalisch realisierte Abstand muss dann nicht mehr durch eine entsprechende Verzögerungszeit von der Signalverarbeitungseinheit in Form einer Verzögerung simuliert werden. Bei solchen Anwendungen, bei denen die Prüfvorrichtung in unmittelbarer Nähe zu dem zu testenden Abstandssensor positioniert wird oder unmittelbar auf den zu testenden Abstandssensor aufgesetzt wird, ist der Prüfvorrichtung-Abstand praktisch null und muss daher auch nicht zwingend berücksichtigt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Prüfvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Amplitude des Anregungssignals und damit die Amplitude der Prüf-Ultraschallwellen in Abhängigkeit von der Amplitude des Empfangssignals, vorzugsweise zusätzlich in Abhängigkeit von der Simulation-Abstandsinformation, besonders bevorzugt in Abhängigkeit von der Prüfvorrichtung-Abstandsinformation von der Signalverarbeitungseinheit ermittelt wird. Durch diese Maßnahme ist es möglich, auch eine mögliche Schwächung/Verstärkung des simulierten Reflexionssignals nachbilden zu können. Dies ist insbesondere dann hilfreich, wenn der zu testende Abstandssensor auch die Amplitude des von ihm empfangenen Reflexionssignals auswertet. Die Amplitude des Reflexionssignals ist in recht eindeutiger Weise abhängig von der zu simulierenden Entfernung. Wenn die Prüfvorrichtung beispielsweise in einem Abstand von einem Zentimeter vor dem zu testenden Abstandssensor positioniert wird, aber eine erheblich größere Objektentfernung - entsprechend der Simulations-Abstandsinformation - simuliert werden soll, muss zum einen die Schwächung des Empfangssignals berücksichtigt werden, die es auf dem Weg zu dem zu simulierenden Reflexionsobjekt erfahren würde, zum anderen muss auch die Schwächung des Reflexionssignals berücksichtigt werden, auf dem Weg zurück von dem zu simulierenden Reflexionsobjekt zu dem zu prüfenden Abstandssensor. Die Signalschwächung erfolgt hier in guter Näherung mit dem Abstandsquadrat.
In diesem Zusammenhang ist bei einer vorteilhaften Weitergestaltung der Prüfvorrichtung vorgesehen, dass die Amplitude des Anregungssignals und damit die Amplitude der Prüf-Ultraschallwellen in Abhängigkeit von einer Objektinformation, insbesondere der effektiven Reflexionsfläche des Objektes und/oder der Reflexionseigenschaften der Reflexionsfläche des Objektes und/oder von der Kontur der Reflexionsfläche des Objektes von der Signalverarbeitungseinheit ermittelt wird. Die Berücksichtigung dieser Eigenschaften des Objektes bietet die Möglichkeit, ein zu simulierendes Hindernis mit größerer Realitätstreue nachzubilden. Von der effektiven Reflexionsfläche des Objektes hängt es beispielsweise ab, wie groß der Anteil der von dem zu testenden Abstandssensor emittierten Ultraschallwellen tatsächlich reflektiert wird. So ist zum Beispiel bedeutend, ob ein zu testender Abstandssensor einer großflächigen Wand gegenübersteht oder nur einem vergleichsweise schmalen Pfeiler. Von Interesse sind auch die Reflexionseigenschaften des Objekts, also ob der zu testende Abstandssensor beispielsweise einer glatten Betonwand gegenüber steht oder beispielsweise einem beblätterten Busch; dies ist entscheidend für das Reflexionsverhalten. Unter die vorgenannten Eigenschaften des Objekts ist auch beispielsweise der Neigungswinkel einer Reflexionsfläche zu subsumieren, der entscheidend für die Laufrichtung des Reflexionssignals ist. Die Information des Reflexionswinkels kann maßgeblich dafür genutzt werden, zu ermitteln, welcher Anteil des Reflexionssignals zu dem emittierenden und zu prüfenden Abstandssensor selbst zurückläuft und welcher Anteil ggf. in einen Bereich neben den zu testenden Abstandssensor reflektiert wird und dort möglicherweise von anderen Abstandssensoren detektiert wird.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Prüfvorrichtung ist dadurch ausgezeichnet, dass das Anregungssignal und damit die Prüf-Ultraschallwellen eine Frequenz aufweisen, wobei die Frequenz konstant oder zeitveränderlich ist. Derartige Signale lassen sich sehr einfach generieren. Es kann sich bei denen eine Frequenz aufweisende Prüf-Ultraschallwellen beispielsweise um harmonische Schwingungen handeln (beispielsweise Sinus-Signal), es kann sich aber auch um eine Impulsfolge mit einer bestimmten Frequenz und/oder Frequenzänderung handeln. Bei dieser Herangehensweise muss nicht zwingend eine Analyse des Empfangssignals vorangehen, die Prüfvorrichtung erzeugt hier als Prüf-Ultraschallwellen schlussendlich ein Signal vorgegebener Art. Durch die Variation der Frequenz der Prüf-Ultraschallwellen kann beispielsweise auch eine Abstandsänderung simuliert werden, jedenfalls wenn vorausgesetzt wird, dass das Sendesignal des zu prüfenden Abstandssensors nicht selbst schon eine Modulation der Frequenz aufweist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Prüfvorrichtung ist vorgesehen, dass das Empfangssignal von der Signalverarbeitungseinheit hochfrequent abgetastet und gespeichert wird und das abgetastete Empfangssignal zumindest mittelbar als Ausgangssignal an die Prüf-Abstrahleinheit übermittelt wird. Der Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass als Anregungssignal praktisch eine getreue Kopie des Empfangssignals verwendet wird. Sollte der zu testende Abstandssensor beispielsweise ein Sendesignal aufweisen, dass in bestimmter Weise codiert ist, also beispielsweise in dem es in irgendeiner Weise moduliert ist, dann wird diese Codierung automatisch von der Prüfvorrichtung erfasst und auch wieder durch entsprechend codierte Prüf-Ultraschallwellen ausgegeben. Es ist denkbar, dass ein zu testender Abstandssensor eine derartige Codierung aufweist, um beispielsweise von ihm selbst erzeugte Sendesignale von den Sendesignalen anderer Abstandssensoren unterscheiden zu können. Vorzugsweise ist die Abtastrate mindest doppelt so hoch wie der höchste interessierende Frequenzanteil des von dem zu testenden Abstandssensor emittierten Sendesignals. Vorzugsweise wird die Abtastfrequenz mindest zehn mal so hoch wie der höchste interessierende Frequenzanteil des von dem zu testenden Abstandssensors emittierten Sendesignals gewählt. Bei vielen technischen Anwendungen werden Ultraschall-Frequenzen im Bereich von 20 kHz bis 100 kHz verwendet. Derartige Signale lassen sich ohne Weiteres von einer geeigneten Signalverarbeitung auch mit deutlich höheren Frequenzen abtasten zwecks eindeutiger Rekonstruktion des abgetasteten Empfangssignals. Wenn es heißt, dass das abgetastete Empfangssignal zumindest mittelbar als Ausgangssignal an die Prüf-Abstrahleinheit übermittelt wird, dann ist damit gemeint, dass auch zusätzliche Veränderungen an dem Ausgangssignal vorgenommen werden können, bevor es zu der Prüf-Abstrahleinheit gelangt, es kann beispielsweise gedämpft, geglättet oder in zusätzlicher Weise moduliert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Prüfvorrichtung ist vorgesehen, dass das Empfangssignal von der Signalverarbeitungseinheit erst oberhalb einer vorgegebenen oder berechneten Intensitätsschwelle, insbesondere oberhalb einer vorgegebenen oder berechneten Amplitude des Empfangssignals als Empfangssignal gewertet wird. Insbesondere wird aus der Überschreitungsdauer des Empfangssignals oberhalb einer vorgegebenen oder berechneten Amplitude des Empfangssignals eine Dauer des Empfangssignals von der Signalverarbeitungseinheit berechnet. Vorzugsweise entspricht dabei die Dauer des Empfangssignals der Dauer des von der Signalverarbeitungseinheit ermittelten Ausgangssignals.
Durch die Maßnahme kann zum einen bewirkt werden, dass die Prüfvorrichtung nicht auf jegliches erfasstes Empfangssignal reagiert. Zum anderen kann durch die Bestimmung der Dauer des Empfangssignals dann auch wieder von der Signalverarbeitungseinheit entschieden werden, wie lange ein erzeugtes Anregungssignal andauert, damit es mit dem Empfangssignal korrespondiert. Dies ist insbesondere auch von Bedeutung, wenn ein Anregungssignal vorgegebener Art (zum Beispiel Sinus-Signal) erzeugt wird.
In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn von der Signalverarbeitungseinheit solche Signalanteile eines Empfangssignals, die eine vorgegebene Mindestintensität aufweisen oder innerhalb eines Zeitfensters vorgegebener Größe zwischen zwei Signalanteilen mit vorgegebener Mindestintensität liegen, als ein einziges zusammenhängendes Empfangssignal bestimmt wird. Auf diese Art und Weise ist es möglich, auch Signale mit sehr stark veränderlichen Intensitätsverläufen als ein einziges zusammenhängendes Signal zu detektieren.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Prüfvorrichtung ist vorgesehen, dass ein Abstandshalter mit einer definierten Länge in Abstrahlrichtung des Prüf-Abstrahlelements so angeordnet ist, dass die Prüfvorrichtung mit einem definierten Abstand auf den zu testenden Abstandssensor oder den Montageort des zu testenden Abstandssensors aufsetzbar ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass zum einen nur sehr wenig Platz zum Testen eines Abstandssensors erforderlich ist, zum anderen ist durch den Abstandshalter gewährleistet, dass mit einer festen Prüfvorrichtung-Abstandsinformation gearbeitet wird, die konstruktionsbedingt vorgegeben ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Prüfvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinheit die Prüfvorrichtung als Abstandssensor betreibt, indem über das Prüf-Abstrahlelement ein Messsignal ausgesendet wird und ein Reflexionssignal von dem Prüf-Empfangselement erfasst wird und als Empfangssignal an die Signalverarbeitungseinheit übermittelt wird und die Signalverarbeitungseinheit die Signallaufzeit ermittelt und aus der Signallaufzeit eine Abstandsinformation ermittelt, insbesondere wobei die ermittelte Abstandsinformation als Prüfvorrichtung-Abstandsinformation gespeichert wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Prüfvorrichtung ist vorgesehen, dass neben dem einen Prüf-Abstrahlelement wenigstens ein weiteres Prüf-Abstrahlelement umfasst ist, dass die Signalverarbeitungseinheit in Abhängigkeit von dem Empfangssignal und der Simulations-Abstandsinformation mehrere verzögerte Anregungssignale für die Prüf-Abstrahlelemente ermittelt und zu den Prüf-Abstrahlelementen überträgt und die Prüf-Abstrahlelemente entsprechende Prüf-Ultraschallwellen erzeugen und auf den zu testenden Abstandssensor abstrahlen, insbesondere auf mehrere Sensor-Empfangselemente des zu testenden Abstandssensors.
Durch diese Maßnahme ist es möglich, einen Verbund von mehreren Abstandssensoren physikalisch konsistent zu testen. Es gibt beispielsweise die Situation, dass mehrere Abstandssensoren in einer Stoßstange eines Kraftfahrzeugs verbaut sind, wobei die empfangenen Reflexionssignale dieser Abstandssensoren zusammen ausgewertet werden, beispielsweise um mittels Datenfusion zusätzliche Informationen über das Reflexionsobjekt zu erhalten. Ein einfaches Beispiel ist hier die Triangulation, mittels derer über die reine Abstandsinformation des Objektes von einem Abstandssensor hinaus auch die Richtung des Objektes in Bezug auf einen Abstandssensor bestimmbar ist Die Prüfvorrichtung ist in der zuletzt genannten Ausgestaltung in der Lage, verschiedene Reflexionsobjekteigenschaften zu simulieren und auch räumlich verteilten Abstandssensoren physikalisch konsistente Reflexionsdaten zuzuleiten. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Prüfvorrichtung sind die verschiedenen Prüf-Abstrahlelemente ausrichtbar, also beispielsweise ausrichtbar auf einer Mehrzahl an zu testenden Abstandssensoren.
Im Einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung auszugestalten und weiterzubilden, dazu wird auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche sowie auf die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt:

1 eine aus dem Stand der Technik bekannte Prüfvorrichtung in Form eines echten physikalischen Objektes,
2 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung,
3 schematisch eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung,
4 eine weitere bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung unter Berücksichtigung von Signalamplituden,
5 schematisch ein in der Prüfvorrichtung implementiertes Verfahren zur Ermittlung der Dauer eines Empfangssignals,
6 schematisch eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung mit Abstandshalter und
7 schematisch einee Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung mit mehreren Prüf- und Abstrahlelementen.

In den 1 bis 4, 6 und 7 ist jeweils dargestellt, eine Prüfvorrichtung 1 zum Test eines mit Ultraschallwellen arbeitenden Abstandssensors 2. In den Ausführungsbeispielen 1 bis 3 und 7 ist gezeigt, dass der zu testenden Abstandssensor 2 in einer Einsatzumgebung verbaut ist, schematisch angedeutet ist hier jeweils immer eine Stoßstange 3.
Der zu testende Abstandssensor 2 weist ein Sensor-Abstrahlelement 4 zum Abstrahlen eines Sendesignals 5 und ein Sensor-Empfangselement 6 zum Empfangen eines Reflexionssignals 7 auf. In den 1 bis 3 und 7 ist jeweils schematisch dargestellt, dass der zu testende Abstandssensor 2 mit einem Steuergerät 8 verbunden ist, über das der Abstandssensor 2 angesteuert wird und mit dem die von dem Abstandssensor 2 empfangenen Signale ausgewertet werden. Bei den schematisch dargestellten Abstandssensoren 2 sind das Sensor-Abstrahlelement 4 und das Sensor-Empfangselement 6 durch eine einzige gemeinsame Sende- und Empfangseinheit ausgebildet, mit der sowohl die Sendesignale 5 erzeugt werden und mit der auch die Reflexionssignale 7 empfangen werden. Bei dem Reflexionssignal 7 handelt es sich - daher auch die Namensgebung - um ein an einem Objekt 9 reflektiertes Ultraschallsignal (siehe 1), üblicherweise also das reflektierte Sendesignal 5.
Die hier interessierende Problemstellung liegt darin, die dargestellten Abstandssensoren 2 auf möglichst zuverlässige und effektive Art und Weise auf ihre Funktionsfähigkeit hin zu überprüfen oder den dargestellten Abstandssensoren 2 auf möglichst zuverlässige und effektive Art und Weise eine Umgebung vorzutäuschen. Eine solche Überprüfung kann in verschiedenen Situationen von Interesse sein, beispielsweise als Funktionstest nach Herstellung der Abstandssensoren, nach Austausch eines Abstandssensors in einer Einbausituation (Werkstatt), bei behördlichen Abnahmen usw.
In 1 sind die grundlegenden Zusammenhänge dargestellt, wobei an dem Objekt 9 das Sendesignal 5 reflektiert wird und als Reflexionssignal 7 zu dem Abstandssensor 2 zurückkehrt. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, zum Test des Abstandssensors 2 als Prüfvorrichtung ein „echtes“ physikalisches Objekt 9 zu verwenden, und dieses mit der geforderten Genauigkeit im Abstrahlbereich des Abstandssensors 2 zu positionieren, wie in 1 dargestellt. Es ist also erforderlich, das reale Objekt 9, das in diesem Sinne also auch als „Prüfvorrichtung“ 1 verstanden werden kann, in der zu überprüfenden Distanz zu positionieren, was erkennbar aufwendig ist.
Auch wenn in den 1 bis 3 und 7 der zu testende Abstandssensor 2 dargestellt ist, gehört der zu testende Abstandssensor 2 selbstverständlich nicht zu der beanspruchten Prüfvorrichtung. Die Darstellung des zu testenden Abstandssensors 2 und die Erläuterung seiner Funktionsweise erleichtert jedoch die Beschreibung der Arbeitsweise der beanspruchten Prüfvorrichtung 1.
In den 2 bis 4, 6 und 7 ist jeweils eine Prüfvorrichtung 1 dargestellt, mit der es möglich ist, dem zu testenden Abstandssensor 2 ein Reflexionssignal 7 vorzutäuschen. Die dargestellten Prüfvorrichtungen 1 weisen jeweils ein Prüf-Empfangselement 10 zum Empfangen der von dem zu testenden Abstandssensor 2 ausgesendeten Ultraschallwellen 5 und ein Prüf-Abstrahlelement 11 zum Abstrahlen von Prüf-Ultraschallwellen 12 auf. Darüber hinaus weisen die Prüfvorrichtungen 1 jeweils auch eine Signalverarbeitungseinheit 13 auf. Die Prüfvorrichtungen 1 sind in allen Fällen so ausgestaltet, dass von dem Prüf-Empfangselement 10 empfangene Ultraschallwellen 5 als Empfangssignal S_RX zu der Signalverarbeitungseinheit 13 übertragen werden und die Signalverarbeitungseinheit 13 in Abhängigkeit von dem Empfangssignal S_RX und einer Simulations-Abstandsinformation d_sim betreffend einen zu simulierenden Abstand ein der Simulations-Abstandsinformation d_sim entsprechend verzögertes Anregungssignal S_TX für das Prüf-Abstrahlelement 11 ermittelt und zu dem Prüf-Abstrahlelement 11 überträgt. Das Prüf-Abstrahlelement 11 erzeugt entsprechende Prüf-Ultraschallwellen 12 und strahlt diese auf den testenden Abstandssensor 2 ab. Der zu testende Abstandssensor 2 interpretiert die Prüf-Ultraschallwellen 12 als Reflexionssignal.
Die Prüfvorrichtung 1 arbeitet damit vollkommen unabhängig von dem zu testenden Abstandssensor 2, abgesehen davon, dass die Sendevorrichtung 1 natürlich ein Sendesignal 5 von dem zu testenden Abstandssensor 2 empfangen muss. Darüber hinaus benötigt die Prüfvorrichtung 1 jedoch keinerlei weitere Informationen von dem und über den zu testenden Abstandssensor 2 oder von den Komponenten, die mit dem zu testenden Abstandssensor 2 verbunden sind, also etwa von dem in den 2, 3 und 7 dargestellten Steuergerät 8. Die Prüfvorrichtung 1 kann also vollkommen autark von dem zu testenden Abstandssensor 2 arbeiten.
In 2 (und auch in einigen nachfolgenden Figuren) ist angedeutet, dass die Signalverarbeitungseinheit 13 das Empfangssignal S_RX zu einem Zeitpunkt t₀ empfängt. Die Signalverarbeitungseinheit 13 berechnet daraufhin unter Verwendung der Simulations-Abstandsinformation d_sim eine Verzögerungszeit t_d, die also der Zeit gegenüber dem Empfangszeitpunkt t₀ entspricht, nach der das Anregungssignal S_TX verzögert an das Prüf-Abstrahlelement 11 übertragen wird. Die Signalverarbeitungseinheit 13 berechnet also die Zeitverzögerung, die erforderlich ist, um dem zu testenden Abstandssensor 2 eine entsprechende Laufzeitverzögerung eines Ultraschalsignals vorzutäuschen.
Für sehr kleine reale Abstände d_test zwischen dem zu testenden Abstandssensor 2 und der Prüfvorrichtung 1 bzw. dem Prüf-Abstrahlelement 11 der Prüfvorrichtung 1 ist für die Berechnung der Verzögerungszeit t_d die Kenntnis der Simulations-Abstandsinformation d_sim ausreichend. Je größer der Abstand der Prüfvorrichtung 1 von dem zu testenden Abstandssensor 2 jedoch ist, desto wichtiger ist die Kenntnis dieses Abstandes in Form der Prüfvorrichtung-Abstandinformation d_test, was in 3 dargestellt ist. Die Signalverarbeitungseinheit 13 hat hier Kenntnis von der Prüfvorrichtung-Abstandsinformation d_test betreffend den Abstand zwischen der Prüfvorrichtung 1 und dem zu testenden Abstandssensor 2. Die Signalverarbeitungseinheit 13 berücksichtigt diese Prüfvorrichtung-Abstandsinformation d_test bei der Ermittlung des verzögerten Anregungssignals S_TX zusätzlich, da die echte Laufzeitverzögerung der Prüf-Ultraschallwellen 12 über die Distanz d_test nicht noch einmal in die Berechnung der Verzögerungszeit t_d eingehen darf, sondern hier vielmehr herausgerechnet werden muss.
In dem Ausführungsbeispiel der Prüfvorrichtung 1 gemäß 4 wird von der Signalverarbeitungseinheit 13 die Amplitude A_TX des Anregungssignals S_TX des Anregungssignals S_TX und damit die Amplitude der Prüf-Ultraschallwellen 12 in Abhängigkeit von der Amplitude A_RX des Empfangssignals S_RX ermittelt. Dies ist sinnvoll, weil das von dem zu testenden Abstandssensor 2 ausgesendete Sendesignal 5 über seinen Laufweg hinweg natürlich eine Abschwächung erfährt. Im Sinne einer physikalisch konsistenten Generierung des Anregungssignals S_TX und damit der Prüf-Ultraschallwellen 12 sollte daher die Amplitude A_TX des Anregungssignals S_TX angepasst werden. Aus den schon im Hinblick auf 3 beschriebenen Gründen wird von der Signalverarbeitungseinheit 13 zusätzlich die Simulations-Abstandsinformation d_sim und auch die Prüfvorrichtung-Abstandsinformation d_test bei der Ermittlung der Amplitude A_TX des Anregungssignals S_TX berücksichtigt (A_TX= g(A_RX, d_sim, d_test)).
Bei einer Weiterbildung der in 4 dargestellten Prüfvorrichtung 1 ermittelt die Signalverarbeitungseinheit 13 die Amplitude A_TX des Anregungssignals S_TX und damit die Amplitude der Prüf-Ultraschallwellen 12 zusätzlich unter Berücksichtigung von Objektinformationen, also von Informationen über das zu simulierende Objekt, das durch die Prüfvorrichtung 1 nachgebildet wird, und dessen Reflexionssignale nachgebildet werden. Hier wird also berücksichtigt, dass verschiedene Objekteigenschaften das Reflexionsvermögen für Ultraschallwellen beeinflussen. Bei dieser hier nicht ausdrücklich dargestellten Prüfvorrichtung 1 werden als Objektinformationen O_i berücksichtigt, die effektive Reflexionsfläche des Objektes, die Reflexionseigenschaften der Reflexionsfläche des Objektes, wozu auch die Orientierung der Reflexionsfläche im Raum zählt. Die Amplitude A_TX des Anregungssignals S_TX ist also zusätzlich eine Funktion der Objektinformationen O_i (A_TX= g(A_RX, d_sim, d_test, O_i)).
Bei der in den Figuren dargestellten Prüfvorrichtung 1 wird praktisch eine „Kopie“ des Empfangssignals S_RX als Anregungssignal STX verwendet. Dafür ist vorgesehen, dass das Empfangssignal S_RX von der Signalverarbeitungseinheit 13 hochfrequent abgetastet und gespeichert wird und das abgetastete Empfangssignal zumindest mittelbar als Ausgangssignal S_TX an die Prüf-Abstrahleinheit 11 übermittelt wird. Die hier dargestellten Signalverarbeitungseinheit 13 tasten das Empfangssignal S_RX mit einer Abtastrate ab, die deutlich mehr als doppelt so hoch ist wie der höchstfrequente interessierende Signalteil des Empfangssignals S_RX. Das Anregungssignal S_TX kann natürlich weitere Änderungen erfahren, beispielsweise eine Dämpfung, zeitliche Stauchung oder Streckung usw.
Eine alternative Vorgehensweise bei Prüfvorrichtungen, die hier nicht dargestellt sind, besteht darin, dass das Anregungssignal und damit die Prüf-Ultraschallwellen gemäß einer festen Signalform generiert werden, also unabhängig von dem Aussehen des Empfangssignals. Beispielsweise wird dann einfach ein harmonisches Signal mit einem Sinus-Generator oder Pulsfolgen mit einer festen Form generiert. Diese Vorgehensweise ist möglich, wenn die Form des Empfangssignals bekannt ist oder wenn beispielsweise bekannt ist, dass der zu testende Abstandssensor das von ihm empfangene Reflexionssignal nicht genauer analysiert. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn das von dem zu testenden Abstandssensor generierte Sendesignal nicht codiert ist, und der zu testende Abstandssensor demzufolge auch nicht überprüft, ob das von ihm empfangene Signal auch von ihm emittiert worden ist.
In 5 ist eine Besonderheit der Signalverarbeitung durch die Signalverarbeitungseinheit 13 dargestellt. Das Empfangssignal S_RX wird von der Signalverarbeitungseinheit 13 erst oberhalb einer vorgegebenen Intensitätsschwelle, hier oberhalb einer vorgegebenen Amplitude A_T des Empfangssignals S_RX als Empfangssignal gewertet. In dem in 5 dargestellten Beispiel klingt das Empfangssignal S_RX langsam auf, erreicht ein Maximum und klingt dann von der Signalhöhe her wieder ab. Erst oberhalb des Schwellwertes A_T für die Amplitude des Empfangssignals S_RX wird das Signal auch als Empfangssignal gewertet. In 5 ist ferner dargestellt, dass das auch die Dauer t_RX des Empfangssignals S_RX ermittelt wird. Dies geschieht deshalb, weil mit dieser Information von der Signalverarbeitungseinheit 13 auch ein Ausgangssignal S_TX generiert wird, das eine entsprechende Dauer t_RX aufweist.
Bei der Verarbeitung des Empfangssignals S_RX ist fraglich, wann Signalteile als ein zusammenhängendes Signal gewertet werden sollen und wann sie eventuell verschiedene Signale darstellen. Dazu ist bei den hier dargestellten Signalverarbeitungseinheiten 13 als Erkennungsmethodik realisiert, dass solche Signalanteile eines Empfangssignals S_RX, die eine vorgegebene Mindestintensität A_T aufweisen oder innerhalb eines Zeitfensters vorgegebener Größe zwischen zwei Signalanteilen mit vorgebener Mindestintensität A_T liegen, als ein einziges zusammenhängendes Empfangssignal bestimmt werden. Diese Vorgehensweise ist in 5 dargestellt. In dem obersten Diagrammteil ist der zeitkontinuierliche Verlauf des Empfangssignals S_RX dargestellt. Sobald Signalanteile des Empfangssignals S_RX über die Amplitudenschwelle A_T hinaustreten, wird dies erkannt und ein entsprechendes Trägersignal erzeugt, was in dem mittleren Diagramm zu erkennen ist. Das mit einer bestimmten Frequenz schwingende Empfangssignal S_RX erzeugt so eine äquidistante Impulsfolge S_Imp. Jeder Impuls der Impulsfolge S_Imp setzt einen Rampengenerator zurück, was in dem unteren Digramm in der 5 dargestellt ist. Der Rampengenerator erzeugt ein rampenförmiges Signal mit einer bestimmten Flankensteilheit. Durch das fortlaufende Zurücksetzen des Rampengenerators durch die Impulsfolge S_Imp entsteht die in 5 unten dargestellte Sägezankkurve. Wenn der Rampengenerator nicht mehr zurückgesetzt wird, weil das Empfangssignal S_RX das vorgegebene Intensitätsminimum nicht mehr überschreitet, läuft das von dem Rampengenerator erzeugte Signal ungehindert hoch und überschreitet eine vorgegebene Signalgrenze A_B. Die Zeit zwischen dem erstmaligen Auslösen und des Rampengenerators und dem darauffolgenden Überschreiten des Signal-Schwellwertes A_B wird dann als Signaldauer t_RX des Empfangssignals S_RX gewertet.
6 zeigt eine konstruktive Besonderheit bei einer Prüfvorrichtung 1, nämlich einen Abstandshalter 14 mit einer definierten Länge in Abstrahlrichtung des Prüf-Abstrahlelements 11. Im vorliegenden Fall ist der Abstandshalter 14 aus einem Ultraschallwellen absorbierenden Material gefertigt. Bei einer anderen, hier nicht dargestellten Variante, ist der Abstandshalter mit einer Ultraschallwellen absorbierenden Beschichtung beschichtet. Die in 6 dargestellte Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Prüfvorrichtung 1 mit einem definierten Abstand auf den zu testenden Abstandssensor 2 oder den Montageort des zu testenden Abstandssensors 2 aufsetzbar ist.
7 zeigt eine Prüfvorrichtung 1 mit drei Prüf-Abstrahlelementen 11. Die Besonderheit ist hier, dass die Signalverarbeitungseinheit 13 in Abhängigkeit von dem Empfangssignal S_RX und der Simulations-Abstandsinformation d_test mehrere verzögerte Anregungssignale S_TX für die Prüf-Abstrahlelemente 11 ermittelt und zu den Prüf-Abstrahlelementen 11 überträgt. Die Prüf-Abstrahlelemente 11 erzeugen entsprechende Prüf-Ultraschallwellen 12 und strahlen diese auf den zu testenden Abstandssensor 2 ab. Die hier dargestellten Abstandssensoren 2 sind in einer Stoßstange 3 verbaut und mit einem Steuergerät 8 verbunden, das aus einer Vielzahl empfangener Signale der Abstandssensoren 2 ein komplexes Bild von dem Umfeld der zusammengeschalteten Abstandssensoren 2 ermittelt. Mit der Prüfvorrichtung 1 gemäß 7 ist es also möglich, auch einer Mehrzahl von (zusammengeschalteten) Abstandssensoren 2 ein physikalisch konsistentes Umgebungsbild vorzutäuschen.
Bezugszeichenliste

1: Prüfvorrichtung
2: zu testender Abstandssensor
3: Stoßstange
4: Sensor-Abstrahlelement
5: Sendesignal
6: Sensor-Empfangselement
7: Reflexionssignal
8: Steuergerät
9: Objekt
10: Prüf-Empfangselement
11: Prüf-Abstrahlelement
12: Prüf-Ultraschallwellen
13: Signalverarbeitungseinheit
14: Abstandshalter

Claims

Prüfvorrichtung (1) zum Test eines mit Ultraschallwellen arbeitenden Abstandssensors (2), wobei der zu testende Abstandssensor (2) wenigstens ein Sensor-Abstrahlelement (4) zum Abstrahlen eines Sendesignals (5) und ein Sensor-Empfangselement (6) zum Empfangen eines Reflexionssignals (7) umfasst, mit einem Prüf-Empfangselement (10) zum Empfangen der von dem zu testenden Abstandssensor (2) ausgesendeten Ultraschallwellen (5) und mit wenigstens einem Prüf-Ab strahlelement (11) zum Abstrahlen von Prüf-Ultraschallwellen (12), und mit einer Signalverarbeitungseinheit (13), wobei von dem Prüf-Empfangselement (10) empfangene Ultraschallwellen (5) als Empfangssignal (S_RX) zu der Signalverarbeitungseinheit (13) übertragen werden und die Signalverarbeitungseinheit (13) in Abhängigkeit von dem Empfangssignal (S_RX) und einer Simulations-Abstandsinformation (d_sim) betreffend einen zu simulierenden Abstand ein der Simulations-Abstandsinformation (d_sim) entsprechend verzögertes Anregungssignal (S_TX) für das Prüf-Abstrahlelement (11) ermittelt und zu dem Prüf-Abstrahlelement (11) überträgt und das Prüf-Abstrahlelement (11) entsprechende Prüf-Ultraschallwellen (12) erzeugt und auf den zu testenden Abstandssensor (2) abstrahlt.
Prüfvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Signalverarbeitungseinheit (13) eine Prüfvorrichtung-Abstandsinformation (d_test) betreffend den Abstand zwischen der Prüfvorrichtung (1) und dem zu testenden Abstandssensor (2) hinterlegt ist und die Signalverarbeitungseinheit (13) diese Prüfvorrichtung-Abstandsinformation (d_test) bei der Ermittlung des verzögerten Anregungssignals (S_TX) zusätzlich berücksichtigt.
Prüfvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude (A_TX) des Anregungssignals (S_TX) und damit die Amplitude der Prüf-Ultraschallwellen (12) in Abhängigkeit von der Amplitude (A_RX) des Empfangssignals (S_RX), vorzugsweise zusätzlich in Abhängigkeit von der Simulation-Abstandsinformation (d_sim), besonders bevorzugt in Abhängigkeit von der Prüfvorrichtung-Abstandsinformation (d_test) von der Signalverarbeitungseinheit (13) ermittelt wird.
Prüfvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude (A_TX) des Anregungssignals (S_TX) und damit die Amplitude der Prüf-Ultraschallwellen (12) in Abhängigkeit von einer Objektinformation (O_i) von der Signalverarbeitungseinheit (13) ermittelt wird, insbesondere in Abhängigkeit von der effektiven Reflexionsfläche des Objektes und/oder der Reflexionseigenschaften der Reflexionsfläche des Objektes und/oder der Kontur der Reflexionsfläche des Objektes.
Prüfvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anregungssignal (S_TX) und damit die Prüf-Ultraschallwellen (12) eine Frequenz aufweisen, wobei die Frequenz konstant oder zeitveränderlich ist, insbesondere zeitveränderlich zur Simulation einer Abstandsänderung.
Prüfvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangssignal (S_RX) von der Signalverarbeitungseinheit (13) erst oberhalb einer vorgegebenen oder berechneten Intensitätsschwelle, insbesondere oberhalb einer vorgegebenen oder berechneten Amplitude (A_T) des Empfangssignals (S_RX) als Empfangssignal gewertet wird, insbesondere aus der Überschreitungsdauer des Empfangssignals (S_RX) oberhalb einer vorgegebenen oder berechneten Amplitude (A_T) des Empfangssignals (S_RX) eine Dauer des Empfangssignals (t_RX) von der Signalverarbeitungseinheit (13) berechnet wird, insbesondere wobei die Dauer (t_RX) des Empfangssignals (S_RX) der Dauer des von der Signalverarbeitungseinheit (13) ermittelten Ausgangssignals (S_TX) entspricht.
Prüfvorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass von der Signalverarbeitungseinheit (13) solche Signalanteile eines Empfangssignals (S_RX), die eine vorgegebene Mindestintensität (A_T) aufweisen oder innerhalb eines Zeitfensters vorgegebener Größe zwischen zwei Signalanteilen mit vorgegebener Mindestintensität (A_T) liegen, als ein einziges zusammenhängendes Empfangssignal bestimmt werden.
Prüfvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangssignal (S_RX) von der Signalverarbeitungseinheit (13) hochfrequent abgetastet und gespeichert wird und das abgetastete Empfangssignal zumindest mittelbar als Ausgangssignal (S_TX) an die Prüf-Abstrahleinheit (11übermittelt wird, insbesondere wobei die Abtastrate mindestens doppelt so hoch ist, besonders bevorzugt mindestens zehnmal so hoch ist wie die Frequenz des von dem zu testenden Abstandssensor (2 emittierten Sendesignals.
Prüfvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinheit (13) Anregungssignal (S_TX) als Sinusschwingung ermittelt, insbesondere unter Vorgabe einer Frequenz und/oder einer Amplitude oder eines Amplitudenverlaufs und/oder der Anzahl der Schwingungen und/oder der Dauer.
Prüfvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstandshalter (14) mit einer definierten Länge in Abstrahlrichtung des Prüf-Abstrahlelements (11) so angeordnet ist, dass die Prüfvorrichtung (1) mit einem definierten Abstand auf den zu testenden Abstandssensor (2) oder den Montageort des zu testenden Abstandssensors (2) aufsetzbar ist.
Prüfvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinheit (13) die Prüfvorrichtung (1) als Abstandssensor betreibt, indem über das Prüf-Abstrahlelement (11) ein Messsignal ausgesendet wird und ein Reflexionssignal von dem Prüf-Empfangselement (10) erfasst wird und als Empfangssignal an die Signalverarbeitungseinheit (13) übermittelt wird und die Signalverarbeitungseinheit (13) die Signallaufzeit ermittelt und aus der Signallaufzeit eine Abstandsinformation ermittelt, insbesondere wobei die ermittelte Abstandsinformation als Prüfvorrichtung-Abstandsinformation (d_test) gespeichert wird.
Prüfvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem einen Prüf-Abstrahlelement (11) wenigstens ein weiteres Prüf-Abstrahlelement (11) umfasst ist, dass die Signalverarbeitungseinheit (13) in Abhängigkeit von dem Empfangssignal (S_RX) und der Simulations-Abstandsinformation (d_sim) mehrere verzögerte Anregungssignale (S_TX) für die Prüf-Ab strahlelemente (11) ermittelt und zu den Prüf-Abstrahlelementen (11) überträgt und die Prüf-Abstrahlelemente (11) entsprechende Prüf-Ultraschallwellen (12) erzeugen und auf den zu testenden Abstandssensor (2) abstrahlen, insbesondere auf mehrere Sensor-Empfangselemente (6) des zu testenden Abstandssensors (2).