DE102009042091A1 - Actuating lever for controlling switching operations of control switch utilized for controlling e.g. crane, has evaluation unit converting acceleration signal or signal derived by sensor into signal representative for displacement of lever - Google Patents

Actuating lever for controlling switching operations of control switch utilized for controlling e.g. crane, has evaluation unit converting acceleration signal or signal derived by sensor into signal representative for displacement of lever Download PDF

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Abstract

The lever (2) has an acceleration sensor (6) fixedly connected with the lever, detecting acceleration of the lever in spatial dimension, and delivering an acceleration signal. An evaluation unit (7) converts the acceleration signal or a signal derived by the sensor into a signal representative for displacement of the lever. The sensor and the evaluation unit are integrated on a silicon substrate. An impedance transformer is connected between the sensor and a differential amplifier. The sensor is formed as a micro-electro-mechanical system. An independent claim is also included for a method for determining displacement of an actuating lever.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalthebel für einen Steuerschalter sowie einen Steuerschalter. Darüber hinaus betrifft die Erfindung Verfahren zur Bestimmung einer Auslenkung eines Schalthebels in einem Steuerschalter.The invention relates to a shift lever for a control switch and a control switch. Moreover, the invention relates to methods for determining a deflection of a shift lever in a control switch.

Steuerschalter werden beispielsweise zur Steuerung von Kränen oder Hebezeugen sowie als Fahrbremsschalter von Zügen eingesetzt. Dabei kann ein einziger Schalthebel zur Steuerung einer Vielzahl von Schaltvorgängen dienen. Zur Ausführung dieser Schaltvorgänge wurden bei den Lösungen des Stands der Technik Schaltkontakte vorgesehen, die durch eine oder mehrere auf einer Schaltwelle aufgesteckte Nockenscheiben betätigt wurden. Eine derartige Lösung ist allerdings mechanisch aufwändig.Control switches are used, for example, for controlling cranes or hoists and as a driving brake switch of trains. In this case, a single shift lever can be used to control a variety of switching operations. To carry out these switching operations, switching contacts have been provided in the solutions of the prior art, which were actuated by one or more cams mounted on a switching shaft. However, such a solution is mechanically complex.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den mechanischen Aufbau von Steuerschaltern zu vereinfachen.It is an object of the invention to simplify the mechanical construction of control switches.

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch einen Schalthebel gemäß Anspruch 1, durch einen Steuerschalter gemäß Anspruch 7, sowie durch Verfahren zur Bestimmung einer Auslenkung eines Schalthebels gemäß Anspruch 26, 27 und 28 gelöst.This object of the invention is achieved by a shift lever according to claim 1, by a control switch according to claim 7, as well as by methods for determining a deflection of a shift lever according to claim 26, 27 and 28.

Ein erfindungsgemäßer Schalthebel für einen Steuerschalter umfasst einen mit dem Schalthebel fest verbundenen Beschleunigungssensor, der die Beschleunigung des Schalthebels in mindestens einer Raumdimension erfasst und ein Beschleunigungssignal liefert, sowie eine Auswerteeinheit, die dazu ausgelegt ist, das Beschleunigungssignal oder ein davon abgeleitetes Signal in ein für eine Auslenkung des Schalthebels repräsentatives Signal umzusetzen.An inventive shift lever for a control switch comprises a fixedly connected to the shift lever acceleration sensor, which detects the acceleration of the shift lever in at least one spatial dimension and provides an acceleration signal, and an evaluation unit which is adapted to the acceleration signal or a signal derived therefrom in one for a Deflection of the lever representative signal to implement.

Bei jeder Auslenkung des Schalthebels wirken Beschleunigungen auf den Beschleunigungssensor, die der Beschleunigungssensor mit hoher Genauigkeit aufzeichnet. Aus diesen Beschleunigungen kann die Auswerteeinheit ein für die Auslenkung des Schalthebels repräsentatives Signal ableiten, welches dann beispielsweise als Steuersignal verwendet werden kann.At each deflection of the shift lever accelerations act on the acceleration sensor, which records the acceleration sensor with high accuracy. From these accelerations, the evaluation unit can derive a signal representative of the deflection of the shift lever, which signal can then be used, for example, as a control signal.

Bei den Steuerschaltern des Stands der Technik erfolgte die Umsetzung der Bewegung des Schalthebels in ein entsprechendes Steuersignal in der Regel auf mechanischem Wege. Durch die Bewegung des Schalthebels wurde eine Schaltwelle mit Nockenscheiben in Rotation versetzt. Durch die Rotation der Nockenscheiben wurden jeweils Schaltkontakte betätigt.In the control switches of the prior art, the implementation of the movement of the shift lever was carried out in a corresponding control signal usually by mechanical means. By the movement of the shift lever, a shift shaft with cams was rotated. Switching contacts were actuated by the rotation of the cams.

Bei dem erfindungsgemäßen Schalthebel wird durch den Einsatz von mikromechanischen und elektronischen Komponenten eine ähnlich hohe oder sogar eine verbesserte Genauigkeit wie bei der mechanischen Lösung erzielt. Sowohl der Beschleunigungssensor als auch die Auswerteelektronik sind nicht anfällig für Verschleiß. Darüber hinaus ist die Verwendung von mikromechanischen und elektronischen Komponenten billiger als der Einsatz mechanischer Komponenten.In the shift lever according to the invention a similar high or even improved accuracy as in the mechanical solution is achieved by the use of micromechanical and electronic components. Both the acceleration sensor and the transmitter are not susceptible to wear. In addition, the use of micromechanical and electronic components is cheaper than the use of mechanical components.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Beschleunigungssensor als mikro-elektro-mechanisches System ausgebildet. Ein derartiges System ermöglicht die Integration von mikromechanischen und elektronischen Komponenten.According to an advantageous embodiment of the invention, the acceleration sensor is designed as a micro-electro-mechanical system. Such a system enables the integration of micromechanical and electronic components.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Beschleunigungssensor mindestens ein Feder-Masse-System zur Erfassung der Beschleunigung in mindestens einer Raumdimension. Ein derartiges System kann beispielsweise eine federnd aufgehängte Masse umfassen, deren Auslenkung eine Bestimmung der auf die Masse wirkenden Beschleunigung erlaubt.According to an advantageous embodiment, the acceleration sensor comprises at least one spring-mass system for detecting the acceleration in at least one spatial dimension. Such a system may comprise, for example, a spring-suspended mass whose deflection allows a determination of the acceleration acting on the mass.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Beschleunigungssensor dazu ausgelegt, die Auslenkung einer Masse des Feder-Masse-Systems kapazitiv zu erfassen.According to an advantageous embodiment, the acceleration sensor is designed to detect capacitively the deflection of a mass of the spring-mass system.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Beschleunigungssensor dazu ausgelegt, eine Beschleunigung des Schalthebels in zwei oder drei Raumdimensionen zu erfassen. Hierzu können im Beschleunigungssensor beispielsweise zwei oder mehr federnd aufgehängte Massen vorgesehen sein.According to an advantageous embodiment, the acceleration sensor is designed to detect an acceleration of the shift lever in two or three spatial dimensions. For this purpose, for example, two or more spring-suspended masses may be provided in the acceleration sensor.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind der Beschleunigungssensor und die Auswerteeinheit auf einem Siliziumsubstrat integriert. Dies hat zum einen den Vorteil, dass ein kompakter Baustein zur Verfügung gestellt wird, der die gemessenen Signale auch unmittelbar verarbeitet. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Verluste zwischen dem Sensor und der Auswerteeinheit infolge der räumlichen Nähe sehr gering sind.According to an advantageous embodiment, the acceleration sensor and the evaluation unit are integrated on a silicon substrate. This has the advantage on the one hand that a compact component is made available which also processes the measured signals directly. Another advantage is that the losses between the sensor and the evaluation unit due to the spatial proximity are very low.

Ein erfindungsgemäßer Steuerschalter umfasst einen Schalthebel; einen Beschleunigungssensor, der in den Schalthebel eingebaut oder mit dem Schalthebel fest verbunden ist, wobei der Beschleunigungssensor die Beschleunigung des Schalthebels in mindestens einer Raumdimension erfasst und ein Beschleunigungssignal liefert. Darüber hinaus umfasst der Steuerschalter eine Auswerteeinheit, die dazu ausgelegt ist, das Beschleunigungssignal oder ein davon abgeleitetes Signal in ein für eine Auslenkung des Schalthebels repräsentatives Signal umzusetzen.An inventive control switch comprises a shift lever; an acceleration sensor which is incorporated in the shift lever or fixedly connected to the shift lever, wherein the acceleration sensor detects the acceleration of the shift lever in at least one spatial dimension and provides an acceleration signal. In addition, the control switch comprises an evaluation unit which is designed to convert the acceleration signal or a signal derived therefrom into a signal representative of a deflection of the shift lever.

Bei dem erfindungsgemäßen Steuerschalter wird durch den Einsatz von mikromechanischen und elektronischen Komponenten eine ähnlich hohe oder sogar eine verbesserte Genauigkeit wie bei der mechanischen Lösung erzielt. Sowohl der Beschleunigungssensor als auch die Auswerteelektronik sind nicht anfällig für Verschleiß, und daher wird die Lebensdauer des Steuerschalters erhöht. Darüber hinaus ist die Verwendung von mikromechanischen und elektronischen Komponenten billiger als der Einsatz von mechanischen Komponenten. In the case of the control switch according to the invention, the use of micromechanical and electronic components achieves a similar or even improved accuracy as with the mechanical solution. Both the acceleration sensor and the transmitter are not susceptible to wear, and therefore the life of the control switch is increased. In addition, the use of micromechanical and electronic components is cheaper than the use of mechanical components.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform dient das von der Auswerteeinheit gelieferte, für die Auslenkung des Schalthebels repräsentative Signal als Sollwert für eine Steuerung.According to an advantageous embodiment, the signal provided by the evaluation unit, which is representative of the deflection of the shift lever, serves as a desired value for a controller.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Steuerschalter mindestens einen Tiefpass, der dem Beschleunigungssensor nachgeschaltet angeordnet ist und der eine Tiefpassfilterung des vom Beschleunigungssensor gelieferten Beschleunigungssignals durchführt.According to an advantageous embodiment, the control switch comprises at least one low-pass filter which is arranged downstream of the acceleration sensor and which performs a low-pass filtering of the acceleration signal supplied by the acceleration sensor.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der mindestens eine Tiefpass dazu ausgelegt, hochfrequente Signalanteile in dem vom Beschleunigungssensor gelieferten Beschleunigungssignal zu unterdrücken.According to an advantageous embodiment, the at least one low-pass filter is designed to suppress high-frequency signal components in the acceleration signal supplied by the acceleration sensor.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der mindestens eine Tiefpass dazu ausgelegt, hochfrequente Signalanteile, die durch Vibrationen des Schalthebels ausgelöst werden, zu unterdrücken. Derartige Vibrationen könnten beispielsweise durch Motoren und Antriebsaggregate verursacht werden. Indem ein Tiefpassfilter vorgesehen wird, beeinträchtigen diese Vibrationen die Funktion des Steuerschalters nicht.According to an advantageous embodiment, the at least one low-pass filter is designed to suppress high-frequency signal components which are triggered by vibrations of the shift lever. Such vibrations could be caused for example by engines and drive units. By providing a low-pass filter, these vibrations do not affect the function of the control switch.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Steuerschalter einen Analog-/Digitalwandler, der dazu ausgelegt ist, das für die Auslenkung des Schalthebels repräsentative Signal zu digitalisieren. Das digitalisierte Signal kann dann beispielsweise für weitere Steueraufgaben verwendet werden.According to an advantageous embodiment, the control switch comprises an analog / digital converter which is designed to digitize the signal representative of the deflection of the shift lever. The digitized signal can then be used, for example, for further control tasks.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Steuerschalter eine Feldbuskarte, die dazu ausgelegt ist, das für die Auslenkung des Schalthebels repräsentative Signal in ein Feldbussystem einzukoppeln.According to an advantageous embodiment, the control switch comprises a fieldbus card, which is designed to couple the signal representative of the deflection of the shift lever into a fieldbus system.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Steuerschalter einen Referenz-Beschleunigungssensor, der fest verbunden ist mit dem Steuerschalter oder mit einer Einbauumgebung oder einem Bezugssystem, in dem der Steuerschalter fixiert ist, wobei der Referenz-Beschleunigungssensor ein Referenz-Beschleunigungssignal liefert. Mit Hilfe des Referenz-Beschleunigungssensors können die auf die Einbauumgebung oder das Bezugssystem des Steuerschalters wirkenden Beschleunigungen erfasst werden.According to an advantageous embodiment, the control switch comprises a reference acceleration sensor which is fixedly connected to the control switch or with an installation environment or a reference system in which the control switch is fixed, wherein the reference acceleration sensor supplies a reference acceleration signal. With the help of the reference acceleration sensor, the accelerations acting on the installation environment or the reference system of the control switch can be detected.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Referenz-Beschleunigungssensor am Steuerschalter oder an einer Einbauumgebung oder einem Bezugssystem, in dem der Steuerschalter fixiert ist, angeordnet.According to an advantageous embodiment, the reference acceleration sensor is arranged on the control switch or on an installation environment or a reference system in which the control switch is fixed.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ermöglicht eine Berücksichtigung des Referenz-Beschleunigungssignals eine Unterscheidung zwischen einer Bewegung des Schalthebels und einer Bewegung der Einbauumgebung oder des Bezugssystems, in dem der Steuerschalter fixiert ist. Die Bewegung des Schalthebels kann daher separat ausgewertet werden.According to an advantageous embodiment, consideration of the reference acceleration signal makes it possible to distinguish between a movement of the shift lever and a movement of the installation environment or the reference system in which the control switch is fixed. The movement of the shift lever can therefore be evaluated separately.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Auswerteeinheit einen Differenzverstärker, dem sowohl das Beschleunigungssignal des Beschleunigungssensors als auch das Referenz-Beschleunigungssignal des Referenz-Beschleunigungssensors zugeführt werden, wobei der Differenzverstärker dazu ausgelegt ist, eine Differenz zwischen dem Beschleunigungssignal und dem Referenz-Beschleunigungssignal zu bestimmen und ein Beschleunigungsdifferenzsignal zu erzeugen, sowie eine Verarbeitungseinheit, die dazu ausgelegt ist, das Beschleunigungsdifferenzsignal oder ein davon abgeleitetes Signal in das für die Auslenkung des Schalthebels repräsentative Signal umzusetzen.According to an advantageous embodiment, the evaluation unit comprises a differential amplifier to which both the acceleration signal of the acceleration sensor and the reference acceleration signal of the reference acceleration sensor are supplied, wherein the differential amplifier is adapted to determine a difference between the acceleration signal and the reference acceleration signal and a Acceleration difference signal to generate, and a processing unit which is adapted to implement the acceleration difference signal or a signal derived therefrom in the signal representative of the deflection of the shift lever.

Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Auswerteeinheit eine erste Verarbeitungseinheit, die dazu ausgelegt ist, das vom Beschleunigungssensor gelieferte Beschleunigungssignal oder ein davon abgeleitetes Signal in ein für eine Auslenkung des Beschleunigungssensors repräsentatives Auslenkungssignal umzusetzen, sowie eine zweite Verarbeitungseinheit, die dazu ausgelegt ist, das vom Referenz-Beschleunigungssensor gelieferte Referenz-Beschleunigungssignal oder ein davon abgeleitetes Signal in ein für eine Auslenkung des Referenz-Beschleunigungssensors repräsentatives Referenz-Auslenkungssignal umzusetzen. Darüber hinaus umfasst die Auswerteeinheit einen Differenzverstärker, dem sowohl das Auslenkungssignal als auch das Referenz-Auslenkungssignal zugeführt werden, wobei der Differenzverstärker dazu ausgelegt ist, aus der Differenz zwischen dem Auslenkungssignal und dem Referenz-Auslenkungssignal das für die Auslenkung des Schalthebels repräsentative Signal zu erzeugen.According to an alternative advantageous embodiment, the evaluation unit comprises a first processing unit which is designed to convert the acceleration signal supplied by the acceleration sensor or a signal derived therefrom into a displacement signal representative of a displacement of the acceleration sensor, and a second processing unit which is designed to be equipped with the Reference acceleration sensor supplied reference acceleration signal or a signal derived therefrom in a representative of a deflection of the reference acceleration sensor reference deflection signal. In addition, the evaluation unit comprises a differential amplifier, to which both the deflection signal and the reference deflection signal are supplied, wherein the differential amplifier is adapted to generate from the difference between the deflection signal and the reference deflection signal representative of the displacement of the shift lever signal.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Steuerschalter mindestens einen Impedanzwandler, der zwischen den Beschleunigungssensor und den Differenzverstärker geschaltet ist und zur Anpassung der Impedanz des Differenzverstärkers vorgesehen ist. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Steuerschalter mindestens einen Impedanzwandler, der zwischen den Referenz-Beschleunigungssensor und den Differenzverstärker geschaltet ist und zur Anpassung der Impedanz des Differenzverstärkers vorgesehen ist. Durch den Einsatz der Impedanzwandler wird verhindert, dass der hochohmige Ausgang des Beschleunigungssensors durch nachfolgende Verarbeitungsstufen (wie beispielsweise den Differenzverstärker) belastet wird.According to an advantageous embodiment, the control switch comprises at least one Impedance converter, which is connected between the acceleration sensor and the differential amplifier and is provided for adjusting the impedance of the differential amplifier. According to a further advantageous embodiment, the control switch comprises at least one impedance converter, which is connected between the reference acceleration sensor and the differential amplifier and is provided for adjusting the impedance of the differential amplifier. The use of the impedance converter prevents the high-impedance output of the acceleration sensor from being loaded by subsequent processing stages (such as, for example, the differential amplifier).

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Schalthebel in einem Metallgummiblock gelagert, wobei der Metallgummiblock eine zur Rückführung in eine Ausgangsposition erforderliche Rückstellkraft bereitstellt.According to an advantageous embodiment, the shift lever is mounted in a metal rubber block, wherein the metal rubber block provides a restoring force required for returning to a starting position.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bestimmung einer Auslenkung eines Schalthebels in einem Steuerschalter umfasst Erfassen der Beschleunigung des Schalthebels in mindestens einer Raumdimension mittels eines Beschleunigungssensors, welcher in den Schalthebel eingebaut oder mit dem Schalthebel fest verbunden ist, und Bereitstellen eines Beschleunigungssignals. Darüber hinaus umfasst das Verfahren Umsetzen des vom Beschleunigungssensor gelieferten Beschleunigungssignals oder eines davon abgeleiteten Signals in ein für eine Auslenkung des Schalthebels repräsentatives Signal.An inventive method for determining a deflection of a shift lever in a control switch comprises detecting the acceleration of the shift lever in at least one spatial dimension by means of an acceleration sensor which is incorporated in the shift lever or fixed to the shift lever, and providing an acceleration signal. In addition, the method comprises converting the acceleration signal supplied by the acceleration sensor or a signal derived therefrom into a signal representative of a deflection of the shift lever.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bestimmung einer Auslenkung eines Schalthebels in einem Steuerschalter umfasst Erfassen der Beschleunigung des Schalthebels in mindestens einer Raumdimension mittels eines Beschleunigungssensors, welcher in den Schalthebel eingebaut oder mit dem Schalthebel fest verbunden ist, und Bereitstellen eines Beschleunigungssignals. Darüber hinaus umfasst das Verfahren Erfassen der Beschleunigung des Steuerschalters in mindestens einer Raumdimension mittels eines Referenz-Beschleunigungssensors, welcher fest verbunden ist mit dem Steuerschalter oder mit einer Einbauumgebung oder einem Bezugssystem, in dem der Steuerschalter fixiert ist, und Bereitstellen eines Referenz-Beschleunigungssignals. Außerdem umfasst das Verfahren Bilden eines Beschleunigungsdifferenzsignals als Differenz zwischen dem Beschleunigungssignal und dem Referenz-Beschleunigungssignal, und Umsetzen des Beschleunigungsdifferenzsignals oder eines davon abgeleiteten Signals in ein für eine Auslenkung des Schalthebels repräsentatives Signal.An inventive method for determining a deflection of a shift lever in a control switch comprises detecting the acceleration of the shift lever in at least one spatial dimension by means of an acceleration sensor which is incorporated in the shift lever or fixed to the shift lever, and providing an acceleration signal. In addition, the method comprises detecting the acceleration of the control switch in at least one spatial dimension by means of a reference acceleration sensor, which is fixedly connected to the control switch or with an installation environment or a reference system in which the control switch is fixed, and providing a reference acceleration signal. In addition, the method comprises forming an acceleration difference signal as the difference between the acceleration signal and the reference acceleration signal, and converting the acceleration difference signal or a signal derived therefrom into a signal representative of a deflection of the shift lever.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bestimmung einer Auslenkung eines Schalthebels in einem Steuerschalter umfasst Erfassen der Beschleunigung des Schalthebels in mindestens einer Raumdimension mittels eines Beschleunigungssensors, welcher in den Schalthebel eingebaut oder mit dem Schalthebel fest verbunden ist, und Bereitstellen eines Beschleunigungssignals, sowie Erfassen der Beschleunigung des Steuerschalters in mindestens einer Raumdimension mittels eines Referenz-Beschleunigungssensors, welcher fest verbunden ist mit dem Steuerschalter oder mit einer Einbauumgebung oder einem Bezugssystem, in dem der Steuerschalter fixiert ist, und Bereitstellen eines Referenz-Beschleunigungssignals. Darüber hinaus umfasst das Verfahren Umsetzen des Beschleunigungssignals oder eines davon abgeleiteten Signals in ein für eine Auslenkung des Beschleunigungssensors repräsentatives Auslenkungssignal, Umsetzen des Referenz-Beschleunigungssignals oder eines davon abgeleiteten Signals in ein für eine Auslenkung des Referenz-Beschleunigungssensors repräsentatives Referenz-Auslenkungssignal, und Bilden eines für eine Auslenkung des Schalthebels repräsentativen Signals aus einer Differenz zwischen dem Auslenkungssignal und dem Referenz-Auslenkungssignal.An inventive method for determining a deflection of a shift lever in a control switch comprises detecting the acceleration of the shift lever in at least one spatial dimension by means of an acceleration sensor which is incorporated in the shift lever or fixed to the shift lever, and providing an acceleration signal, and detecting the acceleration of the control switch in at least one spatial dimension by means of a reference acceleration sensor which is fixedly connected to the control switch or with an installation environment or a reference system in which the control switch is fixed, and providing a reference acceleration signal. In addition, the method comprises converting the acceleration signal or a signal derived therefrom into a deflection signal representative of a deflection of the acceleration sensor, converting the reference acceleration signal or a signal derived therefrom into a reference deflection signal representative of a displacement of the reference acceleration sensor, and forming a for a displacement of the shift lever representative signal from a difference between the deflection signal and the reference deflection signal.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele weiter beschrieben.The invention will be further described with reference to several embodiments shown in the drawings.

1 zeigt einen Steuerschalter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1 shows a control switch according to an embodiment of the invention;

2 veranschaulicht die prinzipielle Funktionsweise eines Beschleunigungssensors; 2 illustrates the basic operation of an acceleration sensor;

3 zeigt den Aufbau eines Beschleunigungssensors zur Bestimmung der Beschleunigung in drei Raumdimensionen; 3 shows the construction of an acceleration sensor for determining the acceleration in three spatial dimensions;

4 zeigt einen Steuerschalter, der zusätzlich einen Referenz-Beschleunigungssensor umfasst; 4 shows a control switch additionally comprising a reference acceleration sensor;

5 zeigt ein Blockschaltbild für die Auswertung der Signale eines Beschleunigungssensors und eines Referenz-Beschleunigungssensors; und 5 shows a block diagram for the evaluation of the signals of an acceleration sensor and a reference acceleration sensor; and

6 zeigt einen detaillierten Schaltplan zur Auswertung der Beschleunigungssignale in zwei Raumdimensionen. 6 shows a detailed circuit diagram for the evaluation of the acceleration signals in two spatial dimensions.

In 1 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuerschalters gezeigt. Der Steuerschalter 1 umfasst einen Schalthebel 2, der in einem Lager 3 so gelagert ist, dass er wahlweise nach vorne, hinten, links und rechts bewegt werden kann, wie dies durch die beiden Pfeile 4 und 5 veranschaulicht ist. Das Lager 3 kann dabei so ausgestaltet sein, dass es auf den Schalthebel 2 eine Rückstellkraft dergestalt aufbringt, dass der Schalthebel 2 nach jeder Auslenkung in seine Ruheposition zurückbewegt wird.In 1 an embodiment of a control switch according to the invention is shown. The control switch 1 includes a shift lever 2 in a warehouse 3 is mounted so that it can be moved forward, backward, left and right, as indicated by the two arrows 4 and 5 is illustrated. The warehouse 3 It can be designed to be on the shift lever 2 a restoring force such that the shift lever 2 to each deflection is moved back to its rest position.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist in dem Schalthebel 2 ein Beschleunigungssensor 6 eingebaut, der die Beschleunigung des Schalthebels 2 in einer, zwei oder drei Raumdimensionen ermittelt. Der Beschleunigungssensor 6 ist dazu ausgelegt, die Beschleunigung des Schalthebels 2 gegenüber dem Gravitationsfeld der Erde zu bestimmen. Durch Verfolgen dieser Beschleunigungswerte kann die jeweilige Auslenkung des Schalthebels 2 mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Beispielsweise kann bei dem in 1 gezeigten Steuerschalter für den Schalthebel 2 sowohl die Auslenkung in x-Richtung als auch die Auslenkung in y-Richtung bestimmt werden.In the solution according to the invention is in the shift lever 2 an acceleration sensor 6 built-in, which accelerates the gear lever 2 determined in one, two or three room dimensions. The acceleration sensor 6 is designed to speed up the shift lever 2 to determine against the gravitational field of the earth. By tracking these acceleration values, the respective deflection of the shift lever 2 be determined with high accuracy. For example, in the in 1 shown control switch for the shift lever 2 Both the deflection in the x direction and the deflection in the y direction can be determined.

Das vom Beschleunigungssensor 6 gelieferte Beschleunigungssignal wird durch eine ebenfalls auf dem Schalthebel 2 angeordnete Verarbeitungseinheit 7 weiter verarbeitet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Beschleunigungssensor 6 zusammen mit der Verarbeitungseinheit 7 auf einem gemeinsamen Siliziumsubstrat integriert.That from the accelerometer 6 supplied acceleration signal is transmitted by a likewise on the shift lever 2 arranged processing unit 7 further processed. In a preferred embodiment, the acceleration sensor is 6 together with the processing unit 7 integrated on a common silicon substrate.

Die Verarbeitungseinheit 7 kann dazu ausgelegt sein, die komplette weitere Signalverarbeitung des Beschleunigungssignals selbst vorzunehmen. Beispielsweise kann die Verarbeitungseinheit 7 das Beschleunigungssignal (zweimal) als Funktion der Zeit aufintegrieren. Auf diese Weise wird das Beschleunigungssignal in ein für die momentane Auslenkung des Schalthebels 2 repräsentatives Auslenkungssignal umgewandelt.The processing unit 7 can be designed to carry out the complete further signal processing of the acceleration signal itself. For example, the processing unit 7 integrate the acceleration signal (twice) as a function of time. In this way, the acceleration signal is in for the momentary deflection of the shift lever 2 converted representative displacement signal.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann die Verarbeitungseinheit 7 lediglich dazu vorgesehen sein, das vom Beschleunigungssensor 6 gelieferte Beschleunigungssignal zu verstärken. Bei dieser Ausführungsform wird das von der Verarbeitungseinheit 7 verstärkte Beschleunigungssignal dann einer außerhalb des Schalthebels 2 angeordneten zusätzlichen Signalverarbeitungseinheit zugeführt, und diese zusätzliche Signalverarbeitungseinheit ist dann dafür zuständig, das verstärkte Beschleunigungssignal aufzuintegrieren und in ein Auslenkungssignal umzuwandeln.According to an alternative embodiment, the processing unit 7 merely to be provided by the acceleration sensor 6 amplified signal to amplify. In this embodiment, that of the processing unit 7 amplified acceleration signal then one outside the shift lever 2 arranged additional signal processing unit, and this additional signal processing unit is then responsible aufintegrieren the amplified acceleration signal and convert it into a displacement signal.

Da die Ermittlung der Auslenkung des Schalthebels 2 bei der erfindungsgemäßen Lösung mit Hilfe eines Beschleunigungssensors 6 erfolgt und nicht wie bisher durch Auswerten der Drehung einer Schaltwelle, kann das Lager 3 deutlich weniger aufwendig als bei den Lösungen des Stands der Technik ausgelegt sein. Beispielsweise kann als Lager 3 ein durch eine Spiralfeder aus Metall stabilisierter Gummiblock verwendet werden, der die benötigte Rückstellkraft zur Rückführung des Schalthebels 2 in die Ausgangsposition erzeugt. Alternativ kann jedoch auch wie bei bisherigen Lösungen eine kardanische Lagerung des Schalthebels 2 vorgesehen sein, wobei die Rückstellkraft dann beispielsweise durch geeignet angeordnete Rückstellfedern aufgebracht werden kann.Since the determination of the deflection of the shift lever 2 in the solution according to the invention with the aid of an acceleration sensor 6 takes place and not as previously by evaluating the rotation of a shift shaft, the bearing 3 significantly less expensive than to be designed in the solutions of the prior art. For example, as a warehouse 3 a rubber spring stabilized by a metal spring rubber block are used, the required restoring force for returning the lever 2 generated in the starting position. Alternatively, however, as in previous solutions, a gimbal bearing of the shift lever 2 be provided, the restoring force can then be applied for example by suitably arranged return springs.

Ein miniaturisierter Beschleunigungssensor kann vorzugsweise als mikro-elektro-mechanisches System (Micro Electro Mechanical System, MEMS) realisiert sein. Derartige Systeme sind vollständig aus Silizium hergestellt und umfassen mindestens eine gefedert aufgehängte Masse, deren Bewegung bzw. Schwingung detektiert wird. Eine schematische Darstellung eines derartigen Feder-Masse-Systems ist in 2 gezeigt. Dabei ist ein Siliziumblock 10 über zwei Siliziumstege 11, 12 mit einem Siliziumsubstrat 13 verbunden. Die als Federn dienenden Siliziumstege 11, 12 sind nur wenige Mikrometer breit und ermöglichen eine Auslenkung des Siliziumblocks 10 in Richtung des Pfeils 14. Eine derartige Auslenkung des gefedert aufgehängten Siliziumblocks 10 tritt insbesondere bei einer Beschleunigung des Siliziumsubstrats 13 auf. Durch die Auslenkung des Siliziumblocks 10 bei Beschleunigung kann zwischen dem gefedert aufgehängten Siliziumblock 10 und einer festen Bezugselektrode eine Änderung der elektrischen Kapazität gemessen werden. Allerdings entspricht der gesamte Messbereich einer Kapazitätsänderung von nur 1 pF. Daher ist es für die kapazitive Auswertung der Auslenkung des Siliziumblocks 10 von Vorteil, wenn die Elektronik zur Verstärkung und/oder weiteren Verarbeitung dieser kleinen Kapazitätsänderung auf demselben Halbleitersubstrat wie der Beschleunigungssensor integriert wird.A miniaturized acceleration sensor can preferably be realized as a micro-electro-mechanical system (Micro Electro Mechanical System, MEMS). Such systems are made entirely of silicon and comprise at least one spring-suspended mass whose motion or vibration is detected. A schematic representation of such a spring-mass system is shown in FIG 2 shown. Here is a silicon block 10 over two silicon bridges 11 . 12 with a silicon substrate 13 connected. The silicon webs serving as springs 11 . 12 are only a few microns wide and allow a deflection of the silicon block 10 in the direction of the arrow 14 , Such a deflection of the sprung suspended silicon block 10 occurs especially at an acceleration of the silicon substrate 13 on. Due to the deflection of the silicon block 10 When accelerating, between the spring-suspended silicon block 10 and a fixed reference electrode, a change in the electric capacitance are measured. However, the entire measuring range corresponds to a capacity change of only 1 pF. Therefore, it is for the capacitive evaluation of the deflection of the silicon block 10 advantageous if the electronics for amplifying and / or further processing of this small capacitance change on the same semiconductor substrate as the acceleration sensor is integrated.

Die in 2 schematisch gezeigte Messanordnung ermöglicht eine Beschleunigungsmessung in einer Raumdimension, beispielsweise in x-Richtung. Um die Beschleunigung in allen drei Raumrichtungen erfassen zu können, müssen zumindest drei separate, federnd aufgehängte Siliziummassen vorgesehen werden, mit deren Hilfe die Beschleunigung in x-, y- und z-Richtung bestimmt werden kann.In the 2 schematically shown measuring arrangement allows an acceleration measurement in a spatial dimension, for example in the x direction. In order to be able to record the acceleration in all three spatial directions, at least three separate, spring-suspended silicon masses must be provided, with the aid of which the acceleration in the x-, y- and z-direction can be determined.

Derartige dreiachsige Beschleunigungssensoren können zusammen mit der zugehörigen Auswertungsschaltung monolithisch auf einem Siliziumsubstrat integriert werden. In 3 ist ein Blockschaltbild eines derartigen dreiachsigen Bewegungssensors mit integrierter Signalaufbereitung gezeigt, der nur wenig Leistung verbraucht und an seinen Ausgängen analoge Spannungen liefert. Das gezeigte Bauteil kann eingesetzt werden zur Messung von Beschleunigungen, die sich aus beliebigen Bewegungen, Stoßbelastungen oder Schwingungen ergeben. Dabei wird die Beschleunigung relativ zum Gravitationsfeld der Erde bestimmt. Wenn das in 3 gezeigte Bauteil eine Funktionalität zum Aufintegrieren des Beschleunigungssignals umfasst, können mit Hilfe des gezeigten Bauteils aber auch Neigungswinkel und Auslenkungen bestimmt werden.Such three-axis acceleration sensors can be integrated monolithically on a silicon substrate together with the associated evaluation circuit. In 3 a block diagram of such a three-axis motion sensor with integrated signal processing is shown, which consumes only little power and provides analog voltages at its outputs. The component shown can be used to measure accelerations resulting from any movements, shock loads or vibrations. The acceleration is determined relative to the gravitational field of the earth. If that is in 3 shown component comprises a functionality for integrating the acceleration signal, but also angles of inclination and deflections can be determined by means of the component shown.

Der in 3 gezeigte integrierte Sensorbaustein 30 umfasst einen dreiachsigen Beschleunigungssensor 31, der die jeweilige Beschleunigung in x-, y- und z-Richtung mit Hilfe von mindestens drei separaten, federnd aufgehängten Massen bestimmt, deren Bewegungen kapazitiv detektiert werden. Die vom Beschleunigungssensor 31 gelieferten Signale werden von einem Verstärker 32 verstärkt und anschließend in einer Verarbeitungseinheit 33 weiter verarbeitet. Das auf diese Weise für die x-Richtung erhaltene Signal 34 wird durch den Ausgangsverstärker 35 weiter verstärkt und anschließend tiefpassgefiltert, wobei der Tiefpass einen Filterwiderstand 36 und einen Kondensator 37 umfasst. Die Grenzfrequenz dieses Tiefpasses erster Ordnung ergibt sich zu fGRENZ = 1/(2 πRC), wobei R dem Widerstand des Filterwiderstands 36 und C die Kapazität des Kondensators 37 bezeichnet. Hochfrequente Störkomponenten, die beispielsweise durch Vibrationen des Schalthebels entstehen können, werden durch den Tiefpassfilter stark unterdrückt bzw. eliminiert. Insofern umfasst das Ausgangssignal xOUT lediglich niederfrequente Frequenzkomponenten unterhalb der Grenzfrequenz, die durch die Auslenkung des Schalthebels verursacht sind. The in 3 shown integrated sensor module 30 includes a triaxial acceleration sensor 31 , which determines the respective acceleration in the x-, y- and z-direction by means of at least three separate, spring-suspended masses whose movements are detected capacitively. The from the accelerometer 31 supplied signals are from an amplifier 32 reinforced and then in a processing unit 33 further processed. The signal thus obtained for the x-direction 34 is through the output amplifier 35 further amplified and then low-pass filtered, the low-pass filter resistance 36 and a capacitor 37 includes. The cut-off frequency of this first-order low-pass filter results in f LIMIT = 1 / (2πRC), where R is the resistance of the filter resistor 36 and C is the capacitance of the capacitor 37 designated. High-frequency interference components, which may be caused by vibrations of the shift lever, are strongly suppressed or eliminated by the low-pass filter. In this respect, the output signal x OUT comprises only low-frequency frequency components below the cutoff frequency, which are caused by the deflection of the shift lever.

Auch das Signal 38 in y-Richtung wird einem Ausgangsverstärker 39 zugeführt und anschließend durch einen Tiefpass, der aus einem Filterwiderstand 40 und einem Kondensator 41 aufgebaut ist, gefiltert. Auf diese Weise erhält man ein Ausgangssignal yOUT, das nur die durch die Auslenkung des Schalthebels verursachten niederfrequenten Signalanteile enthält.Also the signal 38 in y-direction is an output amplifier 39 fed and then through a low-pass filter consisting of a filter resistor 40 and a capacitor 41 is constructed, filtered. In this way one obtains an output signal y OUT , which contains only the low-frequency signal components caused by the deflection of the shift lever.

Das Signal 42 in z-Richtung wird durch einen Ausgangsverstärker 43 verstärkt und anschließend durch einen Tiefpass, der aus einem Filterwiderstand 44 und einem Kondensator 45 besteht, gefiltert, so dass man am Ausgang das tiefpassgefilterte Ausgangssignal zOUT erhält.The signal 42 in the z direction is through an output amplifier 43 amplified and then through a low-pass, which consists of a filter resistor 44 and a capacitor 45 exists, filtered, so that the low-pass filtered output signal z OUT is obtained at the output.

Mit Hilfe eines Schalthebels, in den ein Beschleunigungssensor eingebaut ist, kann die auf den Schalthebel einwirkende Beschleunigung gegenüber dem Gravitationsfeld der Erde in mindestens einer Raumdimension erfasst werden. Aus dieser Beschleunigung kann dann die Auslenkung des Schalthebels abgeleitet werden, beispielsweise durch Aufintegrieren des Beschleunigungssignals. Eine Voraussetzung hierfür ist jedoch, dass das Bezugssystem, in dem sich der Steuerschalter befindet, keinen Beschleunigungen ausgesetzt ist. Bei vielen Anwendungen, beispielsweise in einem Führerstand eines Zuges oder einer U-Bahn, in einem Kranhaus etc. ist der Steuerschalter in einem Bezugssystem angeordnet, das selbst starken Beschleunigungen unterworfen ist. Ein in den Schalthebel eingebauter Beschleunigungssensor würde in diesen Fällen nicht nur die durch die Auslenkung des Schalthebels verursachte Beschleunigung, sondern zusätzlich auch die auf das Bezugssystem des Steuerschalters einwirkenden Beschleunigungen detektieren.By means of a shift lever, in which an acceleration sensor is installed, the acceleration acting on the shift lever relative to the gravitational field of the earth can be detected in at least one spatial dimension. From this acceleration, the deflection of the shift lever can then be derived, for example by integrating the acceleration signal. A prerequisite for this, however, is that the reference system in which the control switch is located is exposed to no accelerations. In many applications, for example in a cab of a train or a subway, in a crane building, etc., the control switch is arranged in a reference system, which itself is subjected to strong accelerations. An acceleration sensor built into the shift lever would in these cases detect not only the acceleration caused by the deflection of the shift lever but also the accelerations acting on the reference system of the control switch.

Um die Beschleunigung, die durch die Auslenkung des Schalthebels verursacht wird, von der Beschleunigung, der das Bezugssystem selbst ausgesetzt ist, unterscheiden zu können, wird entsprechend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Referenz-Beschleunigungssensor eingesetzt, der fest mit der Einbauumgebung des Steuerschalters verbunden ist. Dieser Referenz-Beschleunigungssensor ermittelt die Beschleunigung des Bezugssystems.In order to distinguish the acceleration caused by the deflection of the shift lever from the acceleration, which is exposed to the reference frame itself, according to embodiments of the present invention, a reference acceleration sensor is used, which is firmly connected to the installation environment of the control switch. This reference acceleration sensor determines the acceleration of the reference system.

Gemäß einer ersten Ausführungsform wird von der Beschleunigung, die von dem Beschleunigungssensor im Schalthebel erfasst wird, die Beschleunigung des Bezugssystems, die vom Referenz-Beschleunigungssensor erfasst wird, subtrahiert. Als Ergebnis erhält man ein Beschleunigungsdifferenzsignal, das die Beschleunigung angibt, der der Schalthebel innerhalb des Bezugssystems ausgesetzt ist. Durch zweifaches Hochintegrieren dieses Beschleunigungsdifferenzsignals erhält man die Auslenkung des Schalthebels.According to a first embodiment of the acceleration, which is detected by the acceleration sensor in the shift lever, the acceleration of the reference system, which is detected by the reference acceleration sensor, subtracted. As a result, an acceleration difference signal indicative of the acceleration to which the shift lever is subjected within the reference system is obtained. By doubling the integration of this acceleration difference signal to obtain the deflection of the shift lever.

Gemäß einer alternativen zweiten Ausführungsform kann die Reihenfolge von Integration und Differenzbildung auch vertauscht werden. Dazu wird zunächst ein Aufintegrieren des vom Beschleunigungssensor im Schalthebel gelieferten Beschleunigungssignals durchgeführt, um auf diese Weise ein Auslenkungssignal zu erhalten. Das vom Referenz-Beschleunigungssensor gelieferte Referenz-Beschleunigungssignal wird ebenfalls aufintegriert, um auf diese Weise ein Referenz-Auslenkungssignal zu erhalten. Anschließend wird die Differenz des Auslenkungssignals und des Referenz-Auslenkungssignals bestimmt, um auf diese Weise ein für die Auslenkung des Schalthebels repräsentatives Signal zu erhalten.According to an alternative second embodiment, the order of integration and subtraction can also be reversed. For this purpose, first an integration of the acceleration signal supplied by the acceleration sensor in the shift lever is carried out in order to obtain a deflection signal in this way. The reference acceleration signal provided by the reference acceleration sensor is also integrated to obtain a reference displacement signal in this manner. Subsequently, the difference of the displacement signal and the reference deflection signal is determined, to obtain in this way a signal representative of the deflection of the shift lever.

In 4 ist ein erfindungsgemäßer Steuerschalter gezeigt, bei dem Bewegungen und Vibrationen der Einbauumgebung des Steuerschalters mit Hilfe eines Referenz-Beschleunigungssensors erfasst und berücksichtigt werden.In 4 an inventive control switch is shown, are detected and taken into account in the movements and vibrations of the installation environment of the control switch by means of a reference acceleration sensor.

Ein Steuerschalter 50 umfasst einen Schalthebel 51, der in einem Lager 52 beweglich gelagert ist. Das Lager 52 ist fest mit einer Einbauumgebung 53 verbunden. Bei der Einbauumgebung 53 kann es sich beispielsweise um ein Bedienpult oder um ein Führerpult handeln. Der Schalthebel 51 kann beispielsweise in Richtung der Pfeile 54, 55 bewegt werden. Zur Bestimmung der Beschleunigung, die auf den Schalthebel 51 wirkt, ist ein Beschleunigungssensor 56 mit einer nachgeordneten Verarbeitungseinheit 57 vorgesehen. Der Beschleunigungssensor 56 und die Verarbeitungseinheit 57 können beispielsweise in den Schalthebel 51 eingebaut oder auf andere Weise mit dem Schalthebel 51 fest verbunden sein. Zusätzlich ist bei der in 4 gezeigten Lösung ein Referenz-Beschleunigungssensor 58 mit einer nachgeordneten Verarbeitungseinheit 59 vorgesehen, der fest mit der Einbauumgebung 53 verbunden ist.A control switch 50 includes a shift lever 51 in a warehouse 52 is movably mounted. The warehouse 52 is fixed with an installation environment 53 connected. In the installation environment 53 For example, it could be a control panel or a driver's desk. The shifter 51 For example, in the direction of the arrows 54 . 55 to be moved. To determine the acceleration applied to the shift lever 51 acts, is an acceleration sensor 56 with a downstream processing unit 57 intended. The acceleration sensor 56 and the processing unit 57 can for example, in the shift lever 51 built-in or otherwise with the shift lever 51 be firmly connected. In addition, at the in 4 solution shown a reference acceleration sensor 58 with a downstream processing unit 59 provided that firmly with the installation environment 53 connected is.

Zur Bestimmung eines für die Auslenkung des Schalthebels 51 repräsentativen Signals werden das Signal der Verarbeitungseinheit 57 und das Signal der Verarbeitungseinheit 59 einer weiteren Verarbeitungseinheit 60 zugeführt, die einen Differenzverstärker umfasst. Am Ausgang der weiteren Verarbeitungseinheit 60 erhält man ein Ausgangssignal 61, das für die Auslenkung des Schalthebels 51 repräsentativ ist.To determine one for the deflection of the shift lever 51 representative signal become the signal of the processing unit 57 and the signal of the processing unit 59 another processing unit 60 supplied, which comprises a differential amplifier. At the exit of the further processing unit 60 you get an output signal 61 that is responsible for the deflection of the gear lever 51 is representative.

Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung dient die Verarbeitungseinheit 57 lediglich dazu, das vom Beschleunigungssensor 56 aufgenommene Beschleunigungssignal zu verstärken. Entsprechend ist die Verarbeitungseinheit 59 dazu vorgesehen, das vom Referenz-Beschleunigungssensor 58 gelieferte Referenz-Beschleunigungssignal zu verstärken. In der weiteren Verarbeitungseinheit 60 werden das Beschleunigungssignal und das Referenz-Beschleunigungssignal dann dem Differenzverstärker zugeführt, der aus diesen Signalen ein Beschleunigungsdifferenzsignal erzeugt. Anschließend wird dieses Beschleunigungsdifferenzsignal durch die weitere Verarbeitungseinheit 60 in ein Auslenkungssignal umgesetzt, das für die Auslenkung des Schalthebels repräsentativ ist. Zu diesem Zweck wird von der weiteren Verarbeitungseinheit eine zweifache Integration des Beschleunigungsdifferenzsignals durchgeführt. Dadurch erhält man ein Ausgangssignal 61, das für die Auslenkung des Schalthebels 51 repräsentativ ist.According to the first embodiment of the invention, the processing unit is used 57 just to that of the accelerometer 56 amplified recorded acceleration signal. Accordingly, the processing unit 59 provided by the reference accelerometer 58 supplied reference acceleration signal amplify. In the further processing unit 60 The acceleration signal and the reference acceleration signal are then supplied to the differential amplifier, which generates an acceleration difference signal from these signals. Subsequently, this acceleration difference signal is transmitted through the further processing unit 60 converted into a displacement signal which is representative of the deflection of the shift lever. For this purpose, a twofold integration of the acceleration difference signal is performed by the further processing unit. This will give you an output signal 61 that is responsible for the deflection of the gear lever 51 is representative.

Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird die Umsetzung des Beschleunigungssignals und des Referenz-Beschleunigungssignals in entsprechende Auslenkungssignale bereits von den beiden Verarbeitungseinheiten 57 und 59 durchgeführt. Beispielsweise führt die Verarbeitungseinheit 57 eine zweifache Integration des vom Beschleunigungssensor 56 gelieferten Beschleunigungssignals durch, um ein entsprechendes Auslenkungssignal zu erzeugen. Entsprechend führt die Verarbeitungseinheit 59 beispielsweise eine zweifache Integration des vom Referenz-Beschleunigungssensor 58 gelieferten Referenz-Beschleunigungssignals durch, um ein entsprechendes Referenz-Auslenkungssignal zu erzeugen. In der weiteren Verarbeitungseinheit 60 werden das Auslenkungssignal und das Referenz-Auslenkungssignal dann dem Differenzverstärker zugeführt, der aus diesen beiden Signalen ein Differenzsignal erzeugt. Gemäß der zweiten Ausführungsform stellt dieses Differenzsignal das für die Auslenkung des Schalthebels 51 repräsentative Ausgangssignal 61 dar.According to the second embodiment of the invention, the conversion of the acceleration signal and the reference acceleration signal into corresponding displacement signals already by the two processing units 57 and 59 carried out. For example, the processing unit performs 57 a double integration of the accelerometer 56 supplied acceleration signal to generate a corresponding displacement signal. Accordingly, the processing unit performs 59 For example, a two-fold integration of the reference acceleration sensor 58 supplied reference acceleration signal to generate a corresponding reference deflection signal. In the further processing unit 60 The deflection signal and the reference deflection signal are then supplied to the differential amplifier, which generates a difference signal from these two signals. According to the second embodiment, this difference signal represents that for the deflection of the shift lever 51 representative output signal 61 represents.

In 5 ist ein Blockschaltbild zu dem in 4 dargestellten System gezeigt. Das System umfasst einen im Schalthebel angeordneten Beschleunigungssensor 70 mit einer nachgeordneten Verarbeitungseinheit 71, sowie einen fest mit dem Bezugssystem des Steuerschalters verbundenen Referenz-Beschleunigungssensor 72 mit einer nachgeordneten Verarbeitungseinheit 73.In 5 is a block diagram to that in 4 shown system shown. The system includes an acceleration sensor disposed in the shift lever 70 with a downstream processing unit 71 and a reference acceleration sensor fixedly connected to the reference system of the control switch 72 with a downstream processing unit 73 ,

Das von der Verarbeitungseinheit 71 gelieferte Signal 74 wird dem positiven Eingang eines Differenzverstärkers 75 zugeführt, während das von der Verarbeitungseinheit 73 gelieferte Referenzsignal 76 dem negativen Eingang des Differenzverstärkers 75 zugeführt wird. Am Ausgang des Differenzverstärkers 75 erhält man ein analoges Differenzsignal 77, das nur von den Bewegungen des Schalthebels abhängt.That of the processing unit 71 delivered signal 74 becomes the positive input of a differential amplifier 75 fed while that of the processing unit 73 supplied reference signal 76 the negative input of the differential amplifier 75 is supplied. At the output of the differential amplifier 75 you get an analogue difference signal 77 , which depends only on the movements of the shift lever.

Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Verarbeitungseinheiten 71 und 73 nur zur Verstärkung des vom Beschleunigungssensor 70 gelieferten Beschleunigungssignals bzw. des vom Referenz-Beschleunigungssensor 72 gelieferten Referenz-Beschleunigungssignals vorgesehen. Dem Differenzverstärker 75 werden daher zwei Beschleunigungssignale zugeführt, und der Differenzverstärker 75 erzeugt aus diesen beiden Beschleunigungssignalen ein Differenzsignal 77. Zur Umsetzung dieses Beschleunigungsdifferenzsignals in ein Auslenkungssignal ist eine weitere gestrichelt eingezeichnete Verarbeitungseinheit 78 vorgesehen, die das Beschleunigungsdifferenzsignal zweimal aufintegriert. Auf diese Weise erhält man ein Auslenkungssignal, das für die Auslenkung des Steuerhebels repräsentativ ist.According to the first embodiment of the invention, the two processing units 71 and 73 only for amplification of the acceleration sensor 70 delivered acceleration signal or from the reference acceleration sensor 72 provided reference acceleration signal provided. The differential amplifier 75 Therefore, two acceleration signals are supplied, and the differential amplifier 75 generates a difference signal from these two acceleration signals 77 , To implement this acceleration difference signal in a deflection signal is another processing unit shown in dashed lines 78 provided which integrates the acceleration difference signal twice. In this way one obtains a deflection signal which is representative of the deflection of the control lever.

Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird die Umsetzung der Beschleunigungssignale in entsprechende Auslenkungssignale bereits durch die beiden Verarbeitungseinheiten 71 und 73 vorgenommen. Die Verarbeitungseinheit 71 ist dazu ausgebildet, das vom Beschleunigungssensor 70 gelieferte Beschleunigungssignal zweimal aufzuintegrieren und auf diese Weise ein Auslenkungssignal zu erzeugen. Die Verarbeitungseinheit 73 ist dazu ausgelegt, das vom Referenz-Beschleunigungssensor 72 gelieferte Referenz-Beschleunigungssignal zweimal aufzuintegrieren und auf diese Weise ein Referenz-Auslenkungssignal zu erzeugen. Dem Differenzverstärker 75 werden daher gemäß dieser zweiten Ausführungsform zwei Auslenkungssignale zugeführt. Der Differenzverstärker 75 erzeugt aus dem Auslenkungssignal und dem Referenz-Auslenkungssignal ein Differenzsignal 77, das für die Auslenkung des Steuerhebels repräsentativ ist. Die weitere Verarbeitungseinheit 78 wird bei dieser zweiten Ausführungsform nicht benötigt.According to the second embodiment of the invention, the conversion of the acceleration signals into corresponding displacement signals already by the two processing units 71 and 73 performed. The processing unit 71 is designed to be that of the accelerometer 70 aufintegrieren supplied acceleration signal twice and thus generate a displacement signal. The processing unit 73 is designed to be that of the reference accelerometer 72 Supplied supplied reference acceleration signal twice and thus generate a reference deflection signal. The differential amplifier 75 Therefore, according to this second embodiment, two deflection signals are supplied. The differential amplifier 75 generates a difference signal from the displacement signal and the reference displacement signal 77 , which is representative of the deflection of the control lever. The further processing unit 78 is not needed in this second embodiment.

Das entsprechend der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform erzeugte analoge Ausgangssignal kann als analoges Steuersignal verwendet werden, beispielsweise um einen Sollwert für eine Steuerung oder Regelung vorzugeben. Das analoge Ausgangssignal kann darüber hinaus beispielsweise einem Analog-/Digital-Wandler zugeführt werden, der das analoge Ausgangssignal in ein digitales Ausgangssignal umsetzt. Das analoge oder digitale Ausgangssignal kann darüber hinaus beispielsweise einer Feldbus-Schnittstelleneinheit zugeführt werden, beispielsweise einer Profibus-Platine, um den Steuerschalter auf diese Weise an ein Feldbussystem anzubinden.The analog output signal generated according to the first embodiment or the second embodiment can be used as an analog control signal, for example, to specify a setpoint value for a control or regulation. The analog output signal can also be supplied to, for example, an analog / digital converter, which converts the analog output signal into a digital output signal. The analog or digital output signal can moreover be supplied, for example, to a fieldbus interface unit, for example a Profibus board, in order to connect the control switch in this way to a fieldbus system.

In 6 ist ein detaillierter Schaltplan für eine Schaltung zur Bestimmung der Auslenkung eines Schalthebels gezeigt, welche ein im Schalthebel angeordnetes Sensormodul 80 sowie ein Referenz-Sensormodul 81 zur Erfassung der Bewegung des Bezugssystems umfasst. Entsprechend der in 6 gezeigten Ausführungsform ermitteln beide Sensormodule 80, 81 sowohl die Beschleunigung in x-Richtung als auch die Beschleunigung in z-Richtung. Das Sensormodul 80 stellt deshalb ein Beschleunigungssignal 82 für die x-Richtung und ein Beschleunigungssignal 83 für die z-Richtung zur Verfügung. Zur Tiefpassfilterung der Beschleunigungssignale 82, 83 sind zwei Kondensatoren 84, 85 vorgesehen, so dass hochfrequente Komponenten, die beispielsweise durch Vibrationen verursacht werden, unterdrückt werden. Das Referenz-Sensormodul 81 stellt ebenfalls ein Beschleunigungssignal 86 für die x-Richtung und ein Beschleunigungssignal 87 für die z-Richtung zur Verfügung, welche durch Kondensatoren 88, 89 tiefpassgefiltert werden.In 6 a detailed circuit diagram for a circuit for determining the deflection of a shift lever is shown, which is a sensor arranged in the shift lever sensor module 80 as well as a reference sensor module 81 for detecting the movement of the reference frame. According to the in 6 embodiment shown determine both sensor modules 80 . 81 both the acceleration in the x-direction and the acceleration in the z-direction. The sensor module 80 therefore provides an acceleration signal 82 for the x-direction and an acceleration signal 83 available for the z direction. For low-pass filtering of the acceleration signals 82 . 83 are two capacitors 84 . 85 provided so that high-frequency components, which are caused for example by vibrations, are suppressed. The reference sensor module 81 also provides an acceleration signal 86 for the x-direction and an acceleration signal 87 available for the z-direction, which is through capacitors 88 . 89 be low-pass filtered.

Da die Ausgänge der Sensormodule 80, 81 vergleichsweise hochohmig sind, ist es wichtig, dass diese Ausgänge durch nachgeschaltete Signalverarbeitungsstufen nicht zu stark belastet werden. Deshalb sind zwischen den hochohmigen Ausgängen und den nachfolgenden niederohmigen Verstärkereingängen Impedanzwandler 90–93 vorgesehen. Jeder der Impedanzwandler 90–93 umfasst einen Eingangskondensator 94A–94D, einen Operationsverstärker 95A–95D sowie einen Ausgangskondensator 96A–96D.Because the outputs of the sensor modules 80 . 81 are relatively high impedance, it is important that these outputs are not burdened too much by downstream signal processing stages. Therefore, between the high-impedance outputs and the subsequent low-impedance amplifier inputs impedance converter 90 - 93 intended. Each of the impedance converters 90 - 93 includes an input capacitor 94A - 94D , an operational amplifier 95A - 95D and an output capacitor 96A - 96D ,

Das am Ausgang des Impedanzwandlers 90 erhaltene Beschleunigungssignal für die x-Richtung gelangt über einen Widerstand 97 zum invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 98. Das am Ausgang des Impedanzwandlers 91 erhaltene Referenz-Beschleunigungssignal für die x-Richtung wird einem Spannungsteiler zugeführt, der aus einem Widerstand 99 und einem Widerstand 100 besteht. Der Abgriff des Spannungsteilers zwischen den beiden Widerständen 99, 100 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 98 verbunden. Der Ausgang und der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 98 sind über einen Widerstand 101 miteinander verbunden. Darüber hinaus ist der Ausgang des Operationsverstärkers 98 über einen Kondensator 102 mit Masse verbunden.That at the output of the impedance converter 90 obtained acceleration signal for the x-direction passes through a resistor 97 to the inverting input of an operational amplifier 98 , That at the output of the impedance converter 91 obtained reference acceleration signal for the x-direction is fed to a voltage divider, which consists of a resistor 99 and a resistance 100 consists. The tap of the voltage divider between the two resistors 99 . 100 is with the non-inverting input of the operational amplifier 98 connected. The output and the inverting input of the operational amplifier 98 are about a resistance 101 connected with each other. In addition, the output of the operational amplifier 98 over a capacitor 102 connected to ground.

Der Operationsverstärker 98 erzeugt ein Differenzsignal aus dem vom Sensormodul 80 im Schalthebel gelieferten Beschleunigungssignal in x-Richtung und dem vom Referenz-Sensormodul 81 gelieferten Referenz-Beschleunigungssignal in x-Richtung. Durch diese Differenzbildung werden die auf das Bezugssystem einwirkenden Beschleunigungen eliminiert. Das am Ausgang des Operationsverstärkers 98 erhaltene Signal 103 umfasst daher nur die durch die Bewegung des Schalthebels verursachte Beschleunigung in x-Richtung.The operational amplifier 98 generates a difference signal from that from the sensor module 80 in the shift lever supplied acceleration signal in the x-direction and the reference sensor module 81 supplied reference acceleration signal in the x direction. This difference eliminates the accelerations acting on the reference system. That at the output of the operational amplifier 98 received signal 103 Therefore, only the acceleration caused by the movement of the shift lever in the x-direction.

Um dieses Beschleunigungssignal in ein entsprechendes Auslenkungssignal für die x-Richtung umzusetzen, kann das Signal 103 einer weiteren Verarbeitungseinheit (nicht gezeigt) zugeführt werden, die das Signal 103 zweimal integriert. Auf diese Weise erhält man ein für die Auslenkung des Schalthebels in x-Richtung repräsentatives Signal.To convert this acceleration signal into a corresponding deflection signal for the x-direction, the signal 103 a further processing unit (not shown) which supplies the signal 103 integrated twice. In this way one obtains a signal representative of the deflection of the shift lever in the x-direction.

Die Auswertung für die Beschleunigungssignale in z-Richtung erfolgt analog. Das am Ausgang des Impedanzwandlers 92 erhaltene Beschleunigungssignal für die z-Richtung gelangt über einen Widerstand 104 zum invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 105. Das am Ausgang des Impedanzwandlers 93 erhaltene Referenz-Beschleunigungssignal für die z-Richtung wird einem Spannungsteiler zugeführt, der aus einem Widerstand 106 und einem Widerstand 107 aufgebaut ist. Der Abgriff des Spannungsteilers zwischen den beiden Widerständen 106, 107 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 105 verbunden. Der Ausgang und der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 105 sind über einen Widerstand 108 miteinander verbunden, und der Ausgang des Operationsverstärkers 105 ist über einen Kondensator 109 mit Masse verbunden.The evaluation for the acceleration signals in the z direction takes place analogously. That at the output of the impedance converter 92 obtained acceleration signal for the z-direction passes through a resistor 104 to the inverting input of an operational amplifier 105 , That at the output of the impedance converter 93 The z direction reference acceleration signal obtained is supplied to a voltage divider composed of a resistor 106 and a resistance 107 is constructed. The tap of the voltage divider between the two resistors 106 . 107 is with the non-inverting input of the operational amplifier 105 connected. The output and the inverting input of the operational amplifier 105 are about a resistance 108 interconnected, and the output of the operational amplifier 105 is over a capacitor 109 connected to ground.

Der Operationsverstärker 105 erzeugt ein Differenzsignal aus dem vom Sensormodul 80 im Schaltgriff gelieferten Beschleunigungssignal in z-Richtung und dem vom Referenz-Sensormodul 81 gelieferten Beschleunigungssignal in z-Richtung. Durch diese Differenzbildung werden die auf das Bezugssystem einwirkenden Beschleunigungen eliminiert. Das am Ausgang des Operationsverstärkers 105 erhaltene Signal 110 umfasst daher nur die durch die Bewegung des Schalthebels verursachte Beschleunigung in z-Richtung.The operational amplifier 105 generates a difference signal from that from the sensor module 80 in the switching handle supplied acceleration signal in the z-direction and the reference sensor module 81 supplied acceleration signal in the z direction. This difference eliminates the accelerations acting on the reference system. That at the output of the operational amplifier 105 received signal 110 Therefore, only the acceleration caused by the movement of the shift lever in the z-direction.

Um dieses Beschleunigungssignal in ein entsprechendes Auslenkungssignal für die z-Richtung umzusetzen, kann das Signal 110 einer weiteren Verarbeitungseinheit (nicht gezeigt) zugeführt werden, die das Signal 110 zweimal integriert. Auf diese Weise erhält man ein für die Auslenkung des Schalthebels in z-Richtung repräsentatives Signal.To convert this acceleration signal into a corresponding displacement signal for the z-direction, the signal 110 a further processing unit (not shown) which supplies the signal 110 integrated twice. In this way, one obtains a signal representative of the deflection of the shift lever in the z-direction.

Insofern können bei Steuerschaltern, die in beschleunigten Bezugssystemen eingesetzt werden, also beispielsweise in einem Fahrerstand, die durch die Auslenkung des Schalthebels verursachten Beschleunigungen isoliert bestimmt und ausgewertet werden.In this respect, in control switches that are used in accelerated reference systems, so for example in a driver's cab, the accelerations caused by the deflection of the shift lever can be isolated and evaluated in isolation.

Claims (28)

Schalthebel (2) für einen Steuerschalter (1), welcher aufweist – einen mit dem Schalthebel (2) fest verbundenen Beschleunigungssensor (6), der die Beschleunigung des Schalthebels (2) in mindestens einer Raumdimension erfasst und ein Beschleunigungssignal liefert; – eine Auswerteeinheit (7), die dazu ausgelegt ist, das Beschleunigungssignal oder ein davon abgeleitetes Signal in ein für eine Auslenkung des Schalthebels (2) repräsentatives Signal umzusetzen.Shifter ( 2 ) for a control switch ( 1 ), which has - one with the shift lever ( 2 ) permanently connected acceleration sensor ( 6 ), which accelerates the shift lever ( 2 ) detected in at least one spatial dimension and provides an acceleration signal; - an evaluation unit ( 7 ), which is adapted to the acceleration signal or a signal derived therefrom in a for a deflection of the lever ( 2 ) Representative signal implement. Schalthebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor als mikro-elektro-mechanisches System ausgebildet ist.Shift lever according to claim 1, characterized in that the acceleration sensor is designed as a micro-electro-mechanical system. Schalthebel nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor mindestens ein Feder-Masse-System zur Erfassung der Beschleunigung in mindestens einer Raumdimension umfasst.Shift lever according to claim 1 or claim 2, characterized in that the acceleration sensor comprises at least one spring-mass system for detecting the acceleration in at least one spatial dimension. Schalthebel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor dazu ausgelegt ist, die Auslenkung einer Masse des Feder-Masse-Systems kapazitiv zu erfassen.Shift lever according to claim 3, characterized in that the acceleration sensor is adapted to capacitively detect the deflection of a mass of the spring-mass system. Schalthebel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor dazu ausgelegt ist, eine Beschleunigung des Schalthebels in zwei oder drei Raumdimensionen zu erfassen.Shift lever according to one of claims 1 to 4, characterized in that the acceleration sensor is adapted to detect an acceleration of the shift lever in two or three spatial dimensions. Schalthebel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor und die Auswerteeinheit auf einem Siliziumsubstrat integriert sind.Shift lever according to one of claims 1 to 5, characterized in that the acceleration sensor and the evaluation unit are integrated on a silicon substrate. Steuerschalter (1, 50), welcher aufweist – einen Schalthebel (2, 51); – einen Beschleunigungssensor (6, 56), der in den Schalthebel (2, 51) eingebaut oder mit dem Schalthebel (2, 51) fest verbunden ist, wobei der Beschleunigungssensor (6, 56) die Beschleunigung des Schalthebels (2, 51) in mindestens einer Raumdimension erfasst und ein Beschleunigungssignal liefert; – eine Auswerteeinheit, die dazu ausgelegt ist, das Beschleunigungssignal oder ein davon abgeleitetes Signal in ein für eine Auslenkung des Schalthebels (2, 51) repräsentatives Signal umzusetzen.Control switch ( 1 . 50 ), which comprises - a shift lever ( 2 . 51 ); An acceleration sensor ( 6 . 56 ), which is in the lever ( 2 . 51 ) or with the shift lever ( 2 . 51 ), wherein the acceleration sensor ( 6 . 56 ) the acceleration of the shift lever ( 2 . 51 ) detected in at least one spatial dimension and provides an acceleration signal; An evaluation unit which is designed to convert the acceleration signal or a signal derived therefrom into a position for a deflection of the shift lever (FIG. 2 . 51 ) Representative signal implement. Steuerschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor als mikro-elektro-mechanisches System ausgebildet ist.Control switch according to claim 7, characterized in that the acceleration sensor is designed as a micro-electro-mechanical system. Steuerschalter nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor mindestens ein Feder-Masse-System zur Erfassung der Beschleunigung in mindestens einer Raumdimension umfasst.Control switch according to claim 7 or claim 8, characterized in that the acceleration sensor comprises at least one spring-mass system for detecting the acceleration in at least one spatial dimension. Steuerschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor dazu ausgelegt ist, die Auslenkung einer Masse des Feder-Masse-Systems kapazitiv zu erfassen.Control switch according to claim 9, characterized in that the acceleration sensor is adapted to detect the deflection of a mass of the spring-mass system capacitively. Steuerschalter nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor dazu ausgelegt ist, eine Beschleunigung des Schalthebels in zwei oder drei Raumdimensionen zu erfassen.Control switch according to one of claims 7 to 10, characterized in that the acceleration sensor is adapted to detect an acceleration of the shift lever in two or three spatial dimensions. Steuerschalter nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Auswerteeinheit gelieferte, für die Auslenkung des Schalthebels repräsentative Signal als Sollwert für eine Steuerung dient.Control switch according to one of claims 7 to 11, characterized in that the signal supplied by the evaluation, representative of the deflection of the shift lever signal is used as a target value for a control. Steuerschalter nach einem der Ansprüche 7 bis 12, gekennzeichnet durch mindestens einen Tiefpass, der dem Beschleunigungssensor nachgeschaltet angeordnet ist und der eine Tiefpassfilterung des vom Beschleunigungssensor gelieferten Beschleunigungssignals durchführt.Control switch according to one of claims 7 to 12, characterized by at least one low-pass filter, which is arranged downstream of the acceleration sensor and performs a low-pass filtering of the acceleration sensor supplied by the acceleration signal. Steuerschalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Tiefpass dazu ausgelegt ist, hochfrequente Signalanteile in dem vom Beschleunigungssensor gelieferten Beschleunigungssignal zu unterdrücken.Control switch according to claim 13, characterized in that the at least one low-pass filter is adapted to suppress high-frequency signal components in the acceleration signal supplied by the acceleration sensor. Steuerschalter nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Tiefpass dazu ausgelegt ist, hochfrequente Signalanteile, die durch Vibrationen des Schalthebels ausgelöst werden, zu unterdrücken.Control switch according to claim 13 or claim 14, characterized in that the at least one low-pass filter is adapted to suppress high-frequency signal components which are triggered by vibrations of the shift lever. Steuerschalter nach einem der Ansprüche 7 bis 15, gekennzeichnet durch einen Analog-/Digitalwandler, der dazu ausgelegt ist, das für die Auslenkung des Schalthebels repräsentative Signal zu digitalisieren. Control switch according to one of Claims 7 to 15, characterized by an analog / digital converter which is designed to digitize the signal representative of the deflection of the shift lever. Steuerschalter nach einem der Ansprüche 7 bis 16, gekennzeichnet durch eine Feldbuskarte, die dazu ausgelegt ist, das für die Auslenkung des Schalthebels repräsentative Signal in ein Feldbussystem einzukoppeln.Control switch according to one of Claims 7 to 16, characterized by a field bus card which is designed to couple the signal representative of the deflection of the shift lever into a fieldbus system. Steuerschalter nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschalter einen Referenz-Beschleunigungssensor umfasst, der fest verbunden ist mit dem Steuerschalter oder mit einer Einbauumgebung oder einem Bezugssystem, in dem der Steuerschalter fixiert ist, wobei der Referenz-Beschleunigungssensor ein Referenz-Beschleunigungssignal liefert.Control switch according to one of claims 7 to 17, characterized in that the control switch comprises a reference acceleration sensor which is fixedly connected to the control switch or with an installation environment or a reference system in which the control switch is fixed, wherein the reference acceleration sensor is a reference Acceleration signal delivers. Steuerschalter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenz-Beschleunigungssensor am Steuerschalter oder an einer Einbauumgebung oder einem Bezugssystem, in dem der Steuerschalter fixiert ist, angeordnet ist.Control switch according to claim 18, characterized in that the reference acceleration sensor is arranged on the control switch or on an installation environment or a reference system in which the control switch is fixed. Steuerschalter nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Berücksichtigung des Referenz-Beschleunigungssignals eine Unterscheidung ermöglicht zwischen einer Bewegung des Schalthebels und einer Bewegung der Einbauumgebung oder des Bezugssystems, in dem der Steuerschalter fixiert ist.A control switch according to claim 18 or claim 19, characterized in that consideration of the reference acceleration signal makes it possible to distinguish between a movement of the shift lever and a movement of the installation environment or the reference system in which the control switch is fixed. Steuerschalter nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit umfasst: – einen Differenzverstärker, dem sowohl das Beschleunigungssignal des Beschleunigungssensors als auch das Referenz-Beschleunigungssignal des Referenz-Beschleunigungssensors zugeführt werden, wobei der Differenzverstärker dazu ausgelegt ist, eine Differenz zwischen dem Beschleunigungssignal und dem Referenz-Beschleunigungssignal zu bestimmen und ein Beschleunigungsdifferenzsignal zu erzeugen; – eine Verarbeitungseinheit, die dazu ausgelegt ist, das Beschleunigungsdifferenzsignal oder ein davon abgeleitetes Signal in das für die Auslenkung des Schalthebels repräsentative Signal umzusetzen.Control switch according to one of claims 18 to 20, characterized in that the evaluation unit comprises: A differential amplifier to which both the acceleration signal of the acceleration sensor and the reference acceleration signal of the reference acceleration sensor are supplied, wherein the differential amplifier is configured to determine a difference between the acceleration signal and the reference acceleration signal and to generate an acceleration difference signal; A processing unit which is designed to convert the acceleration difference signal or a signal derived therefrom into the signal representative of the deflection of the shift lever. Steuerschalter nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit umfasst: – eine erste Verarbeitungseinheit, die dazu ausgelegt ist, das vom Beschleunigungssensor gelieferte Beschleunigungssignal oder ein davon abgeleitetes Signal in ein für eine Auslenkung des Beschleunigungssensors repräsentatives Auslenkungssignal umzusetzen; – eine zweite Verarbeitungseinheit, die dazu ausgelegt ist, das vom Referenz-Beschleunigungssensor gelieferte Referenz-Beschleunigungssignal oder ein davon abgeleitetes Signal in ein für eine Auslenkung des Referenz-Beschleunigungssensors repräsentatives Referenz-Auslenkungssignal umzusetzen; – einen Differenzverstärker, dem sowohl das Auslenkungssignal als auch das Referenz-Auslenkungssignal zugeführt werden, wobei der Differenzverstärker dazu ausgelegt ist, aus der Differenz zwischen dem Auslenkungssignal und dem Referenz-Auslenkungssignal das für die Auslenkung des Schalthebels repräsentative Signal zu erzeugen.Control switch according to one of claims 18 to 20, characterized in that the evaluation unit comprises: A first processing unit, which is designed to convert the acceleration signal delivered by the acceleration sensor or a signal derived therefrom into a displacement signal representative of a deflection of the acceleration sensor; A second processing unit, which is designed to convert the reference acceleration signal supplied by the reference acceleration sensor or a signal derived therefrom into a reference deflection signal representative of a deflection of the reference acceleration sensor; A differential amplifier to which both the deflection signal and the reference deflection signal are supplied, the differential amplifier being designed to generate from the difference between the deflection signal and the reference deflection signal the signal representative of the deflection of the shift lever. Steuerschalter nach Anspruch 21 oder Anspruch 22, gekennzeichnet durch mindestens einen Impedanzwandler, der zwischen den Beschleunigungssensor und den Differenzverstärker geschaltet ist und zur Anpassung der Impedanz des Differenzverstärkers vorgesehen ist.Control switch according to claim 21 or claim 22, characterized by at least one impedance converter, which is connected between the acceleration sensor and the differential amplifier and is provided for adjusting the impedance of the differential amplifier. Steuerschalter nach einem der Ansprüche 21 bis 23, gekennzeichnet durch mindestens einen Impedanzwandler, der zwischen den Referenz-Beschleunigungssensor und den Differenzverstärker geschaltet ist und zur Anpassung der Impedanz des Differenzverstärkers vorgesehen ist.Control switch according to one of claims 21 to 23, characterized by at least one impedance converter, which is connected between the reference acceleration sensor and the differential amplifier and is provided for adjusting the impedance of the differential amplifier. Steuerschalter nach einem der Ansprüche 7 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalthebel in einem Metallgummiblock gelagert ist, wobei der Metallgummiblock eine zur Rückführung in eine Ausgangsposition erforderliche Rückstellkraft bereitstellt.Control switch according to one of claims 7 to 24, characterized in that the shift lever is mounted in a metal rubber block, wherein the metal rubber block provides a required for returning to a starting position restoring force. Verfahren zur Bestimmung einer Auslenkung eines Schalthebels (2) in einem Steuerschalter (1), welches aufweist: – Erfassen der Beschleunigung des Schalthebels (2) in mindestens einer Raumdimension mittels eines Beschleunigungssensors (6), welcher in den Schalthebel (2) eingebaut oder mit dem Schalthebel (2) fest verbunden ist, und Bereitstellen eines Beschleunigungssignals; – Umsetzen des vom Beschleunigungssensor (6) gelieferten Beschleunigungssignals oder eines davon abgeleiteten Signals in ein für eine Auslenkung des Schalthebels (2) repräsentatives Signal.Method for determining a deflection of a shift lever ( 2 ) in a control switch ( 1 ), which comprises: - detecting the acceleration of the shift lever ( 2 ) in at least one spatial dimension by means of an acceleration sensor ( 6 ), which is in the shift lever ( 2 ) or with the shift lever ( 2 ) and providing an acceleration signal; - converting the from the accelerometer ( 6 ) supplied acceleration signal or a signal derived therefrom in a for a deflection of the shift lever ( 2 ) representative signal. Verfahren zur Bestimmung einer Auslenkung eines Schalthebels in einem Steuerschalter, welches aufweist: – Erfassen der Beschleunigung des Schalthebels in mindestens einer Raumdimension mittels eines Beschleunigungssensors, welcher in den Schalthebel eingebaut oder mit dem Schalthebel fest verbunden ist, und Bereitstellen eines Beschleunigungssignals; – Erfassen der Beschleunigung des Steuerschalters in mindestens einer Raumdimension mittels eines Referenz-Beschleunigungssensors, welcher fest verbunden ist mit dem Steuerschalter oder mit einer Einbauumgebung oder einem Bezugssystem, in dem der Steuerschalter fixiert ist, und Bereitstellen eines Referenz-Beschleunigungssignals; – Bilden eines Beschleunigungsdifferenzsignals als Differenz zwischen dem Beschleunigungssignal und dem Referenz-Beschleunigungssignal; und – Umsetzen des Beschleunigungsdifferenzsignals oder eines davon abgeleiteten Signals in ein für eine Auslenkung des Schalthebels repräsentatives Signal.A method for determining a deflection of a shift lever in a control switch, comprising: - detecting the acceleration of the shift lever in at least one spatial dimension by means of an acceleration sensor which is incorporated in the shift lever or fixed to the shift lever, and providing an acceleration signal; Detecting the acceleration of the control switch in at least one spatial dimension by means of a reference acceleration sensor which is fixedly connected to the control switch or with an installation environment or a reference system in which the control switch is fixed, and providing a reference acceleration signal; Forming an acceleration difference signal as a difference between the acceleration signal and the reference acceleration signal; and - converting the acceleration difference signal or a signal derived therefrom into a signal representative of a deflection of the shift lever. Verfahren zur Bestimmung einer Auslenkung eines Schalthebels in einem Steuerschalter, welches aufweist: – Erfassen der Beschleunigung des Schalthebels in mindestens einer Raumdimension mittels eines Beschleunigungssensors, welcher in den Schalthebel eingebaut oder mit dem Schalthebel fest verbunden ist, und Bereitstellen eines Beschleunigungssignals; – Erfassen der Beschleunigung des Steuerschalters in mindestens einer Raumdimension mittels eines Referenz-Beschleunigungssensors, welcher fest verbunden ist mit dem Steuerschalter oder mit einer Einbauumgebung oder einem Bezugssystem, in dem der Steuerschalter fixiert ist, und Bereitstellen eines Referenz-Beschleunigungssignals; – Umsetzen des Beschleunigungssignals oder eines davon abgeleiteten Signals in ein für eine Auslenkung des Beschleunigungssensors repräsentatives Auslenkungssignal; – Umsetzen des Referenz-Beschleunigungssignals oder eines davon abgeleiteten Signals in ein für eine Auslenkung des Referenz-Beschleunigungssensors repräsentatives Referenz-Auslenkungssignal; und – Bilden eines für eine Auslenkung des Schalthebels repräsentativen Signals aus einer Differenz zwischen dem Auslenkungssignal und dem Referenz-Auslenkungssignal.Method for determining a deflection of a shift lever in a control switch, comprising: - detecting the acceleration of the shift lever in at least one spatial dimension by means of an acceleration sensor which is incorporated in the shift lever or fixed to the shift lever, and providing an acceleration signal; Detecting the acceleration of the control switch in at least one spatial dimension by means of a reference acceleration sensor which is fixedly connected to the control switch or with an installation environment or a reference system in which the control switch is fixed, and providing a reference acceleration signal; - converting the acceleration signal or a signal derived therefrom into a displacement signal representative of a deflection of the acceleration sensor; - converting the reference acceleration signal or a signal derived therefrom into a reference deflection signal representative of a deflection of the reference acceleration sensor; and - Forming a signal representative of a deflection of the shift lever signal from a difference between the deflection signal and the reference deflection signal.
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