具有動(dòng)態(tài)調(diào)整閾值的接近開關(guān)組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了啟動(dòng)接近開關(guān)的方法。啟動(dòng)接近開關(guān)的方法包括感測(cè)與接近傳感器關(guān)聯(lián)的信號(hào)以及感測(cè)動(dòng)態(tài)參數(shù)的步驟。該方法還包括基于所感測(cè)的動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整閾值的步驟。該方法進(jìn)一步包括基于信號(hào)和閾值啟動(dòng)開關(guān)的步驟。
【專利說明】具有動(dòng)態(tài)調(diào)整閾值的接近開關(guān)組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總的來說涉及開關(guān)，更具體地，涉及具有增強(qiáng)型開關(guān)啟動(dòng)確定的接近開關(guān)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]機(jī)動(dòng)車輛通常裝備有各種用戶可致動(dòng)開關(guān)，諸如用于操控包括電動(dòng)窗、前照燈、雨刷、天窗、內(nèi)部照明燈、廣播和信息娛樂設(shè)備的設(shè)備以及各種其它設(shè)備的開關(guān)。通常，這些類型的開關(guān)需要由用戶致動(dòng)以啟動(dòng)或停用某設(shè)備或執(zhí)行某種類型的控制功能。接近開關(guān)(諸如電容式開關(guān))采用一個(gè)或多個(gè)接近傳感器來生成感測(cè)啟動(dòng)場(chǎng)(sense activation field)并感測(cè)表明用戶致動(dòng)開關(guān)的啟動(dòng)場(chǎng)的變化，這種變化通常由用戶手指接近或接觸傳感器而引起。電容式開關(guān)通常配置成基于感測(cè)啟動(dòng)場(chǎng)與閾值的對(duì)比來檢測(cè)用戶是否啟動(dòng)開關(guān)。
[0003]開關(guān)組件經(jīng)常采用多個(gè)互相靠近的電容式開關(guān)，并通常要求用戶選擇單個(gè)所需電容式開關(guān)來執(zhí)行預(yù)期操作。在一些應(yīng)用中，諸如在汽車中使用開關(guān)組件時(shí)，駕駛員由于害怕分心而導(dǎo)致查看開關(guān)的能力有限。此外，在車輛經(jīng)歷動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)(諸如在崎嶇路面上行駛引起的振動(dòng))時(shí)，恰當(dāng)選擇所需開關(guān)通常會(huì)更為困難。在此類應(yīng)用中，期望允許用戶在選擇開關(guān)或摸索開關(guān)組件以尋找特定開關(guān)按鈕的同時(shí)，避免草率地或不經(jīng)意地決定啟動(dòng)開關(guān)。因此，期望能夠辨別用戶是否意在啟動(dòng)開關(guān)，還是在關(guān)注更高優(yōu)先級(jí)任務(wù)(諸如駕駛)的同時(shí)單純地尋找某個(gè)特定開關(guān)按鈕，抑或是并未打算啟動(dòng)開關(guān)。因此，尤其是在車輛經(jīng)歷強(qiáng)烈的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)，期望提供一種可提高人員(如駕駛員)對(duì)接近開關(guān)的使用的接近開關(guān)布局。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種啟動(dòng)接近開關(guān)的方法。啟動(dòng)接近開關(guān)的方法包括感測(cè)與接近傳感器關(guān)聯(lián)的信號(hào)以及感測(cè)動(dòng)態(tài)參數(shù)的步驟。該方法還包括基于所感測(cè)的動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整閾值的步驟。該方法還包括基于信號(hào)和閾值啟動(dòng)開關(guān)的步驟。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種接近開關(guān)組件。該接近開關(guān)組件包括多個(gè)接近開關(guān)，每個(gè)接近開關(guān)均提供感測(cè)啟動(dòng)場(chǎng)。該接近開關(guān)還包括控制電路?？刂齐娐诽幚韱?dòng)場(chǎng)以感測(cè)與接近傳感器關(guān)聯(lián)的信號(hào)、感測(cè)動(dòng)態(tài)參數(shù)、基于所感測(cè)的動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整閾值并基于信號(hào)與閾值啟動(dòng)開關(guān)。
[0006]本領(lǐng)域的技術(shù)人員在研究以下說明書、權(quán)利要求和附圖之后，將理解本發(fā)明的這些和其它方面、目標(biāo)和特征。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]在附圖中:
[0008]圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有采用接近開關(guān)組件的頂置控制臺(tái)的機(jī)動(dòng)車客廂的立體圖；
[0009]圖2是圖1所示頂置控制臺(tái)和接近開關(guān)組件的放大圖；
[0010]圖3是沿圖2所示線II1-1II截取的示出涉及用戶手指的接近開關(guān)陣列的放大截面圖；
[0011]圖4是應(yīng)用于圖3所示每個(gè)電容式開關(guān)的電容傳感器的示意圖；
[0012]圖5是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的接近開關(guān)組件的框圖；
[0013]圖6A是示出在正常光滑路面上啟動(dòng)時(shí)與接近開關(guān)相關(guān)聯(lián)的信號(hào)的曲線圖；
[0014]圖6B是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例基于所調(diào)整的閾值與穩(wěn)定范圍在崎嶇路況下啟動(dòng)時(shí)與接近開關(guān)關(guān)聯(lián)的信號(hào)的曲線圖；
[0015]圖7A是示出在正常光滑路況上啟動(dòng)時(shí)與接近開關(guān)關(guān)聯(lián)的信號(hào)的曲線圖；
[0016]圖7B是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例基于所調(diào)整的閾值與穩(wěn)定時(shí)間在崎嶇路況下啟動(dòng)時(shí)與非關(guān)鍵接近開關(guān)關(guān)聯(lián)的信號(hào)的曲線圖；
[0017]圖7C是示出在崎嶇路況下啟動(dòng)時(shí)與關(guān)鍵接近開關(guān)關(guān)聯(lián)的信號(hào)的曲線圖；
[0018]圖8A是示出在正常光滑路面行駛時(shí)與兩個(gè)接近開關(guān)關(guān)聯(lián)的信號(hào)的曲線圖；
[0019]圖SB是示出根據(jù)又一實(shí)施例基于信號(hào)比在崎嶇路況下啟動(dòng)時(shí)與兩個(gè)接近開關(guān)關(guān)聯(lián)的信號(hào)的曲線圖；
[0020]圖9是示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整接近開關(guān)組件的一般方法的框圖/流程圖；以及
[0021]圖10是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的調(diào)整接近開關(guān)組件并啟動(dòng)開關(guān)的更具體方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明的具體實(shí)施例按要求在此公開，然而，應(yīng)當(dāng)理解，在此公開的實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例，其能夠以各種替代方式實(shí)施。附圖不一定是具體設(shè)計(jì)；可對(duì)一些圖表放大或縮小以顯示功能概況。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)視為限定，而僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以各種方式應(yīng)用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0023]參照?qǐng)D1和圖2，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，機(jī)動(dòng)車10內(nèi)部通常示出具有車廂和采用多個(gè)接近開關(guān)22的開關(guān)組件20。車輛10通常包括裝配至頂蓋或頂蓬(位于車廂的頂部)下側(cè)的車頂蓋內(nèi)飾板的頂置控制臺(tái)12，其通常位于前排乘坐區(qū)上方。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，開關(guān)組件20具有多個(gè)在頂置控制臺(tái)12中彼此靠近布置的接近開關(guān)22。各個(gè)接近開關(guān)22可控制多種車輛設(shè)備和功能中的任一個(gè)，如控制天窗16的移動(dòng)、控制天窗遮板18的移動(dòng)、控制一個(gè)或多個(gè)照明設(shè)備(如內(nèi)部地圖/閱讀燈和頂燈30)的啟動(dòng)、以及控制各種其它設(shè)備和功能。然而，應(yīng)當(dāng)理解，接近開關(guān)22可位于車輛10的其它位置，諸如位于儀表板中、其它控制臺(tái)(如中控臺(tái))上、門上、整合到廣播或信息娛樂系統(tǒng)(如導(dǎo)航或音頻顯示)的觸摸屏顯示器14中、或者根據(jù)不同車輛應(yīng)用位于車輛10內(nèi)部的其它位置。
[0024]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在此示出和說明的接近開關(guān)22為電容式開關(guān)。每個(gè)接近開關(guān)22都包括至少一個(gè)提供感測(cè)啟動(dòng)場(chǎng)的接近傳感器，感測(cè)啟動(dòng)場(chǎng)用于感測(cè)用戶相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)接近傳感器的接觸或接近(如，I毫米之內(nèi))，例如用戶手指的敲擊動(dòng)作。因此，在該示例性實(shí)施例中，每個(gè)接近開關(guān)22的感測(cè)啟動(dòng)場(chǎng)均為電容場(chǎng)，并且用戶的手指具有在感測(cè)啟動(dòng)場(chǎng)中引起變化或干擾的導(dǎo)電性和介電性，這些對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，可以使用另外或替代類型的接近傳感器，例如但不限于電感傳感器、光學(xué)傳感器、溫度傳感器、電阻式傳感器等或上述幾種的組合。示例性接近傳感器在 2009 年 4 月 9 日的出版號(hào)為 10620D-AT42-04/09 的 ATMEL? Touch SensorsDesign Guide (ATMEL觸摸傳感器設(shè)計(jì)指南)中已有描述，其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此作為參考。
[0025]圖1和圖2所示的接近開關(guān)22均提供對(duì)車輛部件或設(shè)備的控制或提供指定控制功能。一個(gè)或多個(gè)接近開關(guān)22可用于控制天窗16的移動(dòng)，以根據(jù)控制算法使天窗16沿打開或關(guān)閉方向移動(dòng)、使天窗傾斜或使天窗的移動(dòng)停止。一個(gè)或多個(gè)其它接近開關(guān)22可用于控制天窗遮板18在打開和關(guān)閉位置之間移動(dòng)。天窗16與遮板18均可響應(yīng)于相應(yīng)的接近開關(guān)22的開啟而由電動(dòng)機(jī)致動(dòng)。其它接近開關(guān)22可用于控制其它設(shè)備，如開啟或關(guān)閉內(nèi)部地圖燈/閱讀燈30、開啟或關(guān)閉頂燈、解鎖行李箱，打開后艙或使門燈開關(guān)失效。經(jīng)由接近開關(guān)22的其他控制可包括向上和向下致動(dòng)門電動(dòng)窗。各種其它車輛控制可通過在此描述的接近開關(guān)22進(jìn)行控制。一些接近開關(guān)可指定為關(guān)鍵開關(guān)，例如那些用于控制天窗或遮板移動(dòng)到關(guān)閉位置的開關(guān)，而其它開關(guān)可指定為非關(guān)鍵開關(guān)。
[0026]參照?qǐng)D3，示出了接近開關(guān)組件20的一部分，其具有一組三個(gè)串聯(lián)布置的、彼此緊密相關(guān)的接近開關(guān)22，它們?cè)陂_關(guān)組件20使用過程中與用戶手指34關(guān)聯(lián)。每個(gè)接近開關(guān)22都包括用于生成感測(cè)啟動(dòng)場(chǎng)的一個(gè)或多個(gè)接近傳感器24。接近傳感器24可形成在聚合頂置控制臺(tái)的頂面，其與底側(cè)接觸面相對(duì)。頂置控制臺(tái)12的底側(cè)具有每個(gè)開關(guān)24的接觸面。每個(gè)開關(guān)22還具有位于頂面用于為每個(gè)開關(guān)22提供背光的照明裝置。
[0027]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)接近傳感器24都可通過在聚合頂置控制臺(tái)12的頂面印制導(dǎo)電油墨來形成。圖4中示出印制油墨接近傳感器24的一個(gè)實(shí)例，其通常包括驅(qū)動(dòng)電極26和接收電極28，兩個(gè)電極均具有生成電容場(chǎng)32的交叉梳狀結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)理解，每個(gè)接近傳感器24都可通過其它方式形成，例如，根據(jù)其它實(shí)施例，在基板上裝配預(yù)成形的導(dǎo)電電路軌跡。驅(qū)動(dòng)電極26接收以電壓V1施加的方波驅(qū)動(dòng)脈沖。接收電極28具有生成輸出電壓V。的輸出。應(yīng)當(dāng)理解，電極26與電極28可以布置為各種其它結(jié)構(gòu)，用于生成如啟動(dòng)場(chǎng)32的電容場(chǎng)。
[0028]在本文示出和描述的實(shí)施例中，為每個(gè)接近傳感器24的驅(qū)動(dòng)電極26施加方波脈沖形式的輸入電壓V1，其具有足夠?qū)⒔邮针姌O28充電至期望電壓的充電脈沖循環(huán)。接收電極28因此充當(dāng)測(cè)量電極。在所示實(shí)施例中，由相鄰接近開關(guān)22生成的相鄰感測(cè)啟動(dòng)場(chǎng)32有輕微重疊，然而，根據(jù)其它實(shí)施例也可以不存在重疊。當(dāng)用戶或操作者(如用戶的手指34)進(jìn)入啟動(dòng)場(chǎng)32時(shí)，接近開關(guān)組件20檢測(cè)手指34對(duì)啟動(dòng)場(chǎng)32的干擾，并確定這種干擾是否足以啟動(dòng)相應(yīng)的接近開關(guān)22。通過處理與相應(yīng)信號(hào)通道相關(guān)的電脈沖信號(hào)來檢測(cè)啟動(dòng)場(chǎng)32的擾動(dòng)。當(dāng)用戶的手指34接觸兩個(gè)啟動(dòng)場(chǎng)32時(shí)，接近開關(guān)組件20通過各自的信號(hào)通道檢測(cè)兩個(gè)接觸啟動(dòng)場(chǎng)32的擾動(dòng)。每個(gè)接近開關(guān)22都具有自己專用的信號(hào)通道，其生成的電脈沖計(jì)數(shù)以本文討論的方式進(jìn)行處理。
[0029]參照?qǐng)D5，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例示出了接近開關(guān)組件20。所示多個(gè)接近開關(guān)22為控制器(如微控制器)40提供輸入。多個(gè)接近開關(guān)均提供感測(cè)啟動(dòng)場(chǎng)?？刂破?0可包括控制電路，諸如微處理器42和存儲(chǔ)器48?？刂齐娐房砂ㄌ幚砻總€(gè)開關(guān)22的啟動(dòng)場(chǎng)信號(hào)的感測(cè)控制電路，通過比較啟動(dòng)場(chǎng)信號(hào)與一個(gè)或多個(gè)控制程序的一個(gè)或多個(gè)閾值來感測(cè)用戶對(duì)相應(yīng)開關(guān)的啟動(dòng)?？刂齐娐愤€感測(cè)動(dòng)態(tài)參數(shù)，例如與車輛相關(guān)的車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)，并基于感測(cè)到的車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整閾值?？刂齐娐愤M(jìn)一步基于信號(hào)和閾值啟動(dòng)開關(guān)。應(yīng)該想到，也可利用其它模擬和/或數(shù)字控制電路來處理每個(gè)啟動(dòng)場(chǎng)信號(hào)、調(diào)整閾值、確定用戶啟動(dòng)以及初始化動(dòng)作。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，控制器40可采用ATMEL?.支持的QMatrix采集方案。ATMEL采集方案利用WINDOWS?主機(jī)的C/C++運(yùn)算器和調(diào)試器WinAVR來簡(jiǎn)化開發(fā)并測(cè)試多用途鷹眼，其用于實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件中關(guān)鍵變量的內(nèi)部狀態(tài)并收集數(shù)據(jù)日志來用于后處理。
[0030]控制器40向被配置成響應(yīng)于所檢測(cè)到的接近開關(guān)啟動(dòng)而執(zhí)行專用動(dòng)作的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備提供輸出信號(hào)。例如，一個(gè)或多個(gè)設(shè)備可以包括:天窗16，具有電機(jī)以在開/關(guān)位置和傾斜位置之間移動(dòng)天窗面板；天窗遮板18，在開/關(guān)位置之間移動(dòng)；以及可開啟/關(guān)閉的照明裝置30。也可控制其它設(shè)備，諸如用于執(zhí)行開/關(guān)功能的無線電、音量控制、掃描以及用于執(zhí)行其它專用功能的專用設(shè)備。其中一個(gè)接近開關(guān)22可用于關(guān)閉天窗，另一個(gè)接近開關(guān)22可專用于打開天窗，再一個(gè)開關(guān)22可用于將天窗驅(qū)動(dòng)到傾斜位置，所有這些都會(huì)使電機(jī)將天窗移動(dòng)到期望位置。天窗遮板18可響應(yīng)于一個(gè)接近開關(guān)22而打開并響應(yīng)于另一個(gè)接近開關(guān)22而關(guān)閉。
[0031]所示接近開關(guān)組件20還包括用作控制器40的輸入的一個(gè)或多個(gè)車輛動(dòng)態(tài)輸入50。根據(jù)不同實(shí)施例，車輛動(dòng)態(tài)輸入50可包括車輛加速度52、車輛轉(zhuǎn)向角54、車輛制動(dòng)56以及車輛振動(dòng)58中的一個(gè)或多個(gè)。每個(gè)車輛動(dòng)態(tài)輸入50均提供表明車輛動(dòng)態(tài)或動(dòng)作的參數(shù)。車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)可表明崎嶇路況，如車輛駛出路面或行駛于崎嶇、顛簸路面。當(dāng)車輛處于崎嶇路面時(shí)，用戶手指啟動(dòng)開關(guān)的的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性會(huì)不穩(wěn)定。崎嶇路況可基于表明垂直加速度的加速度信號(hào)和/或表明車輛上下運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)信號(hào)確定。車輛動(dòng)態(tài)輸入還可表明車輛的其它動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)，例如突然減速、突然加速和車輛急轉(zhuǎn)彎，在這些運(yùn)動(dòng)期間，用戶手指啟動(dòng)開關(guān)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性都會(huì)變得困難和不穩(wěn)定。當(dāng)出現(xiàn)此類事件中的車輛動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)，控制電路可調(diào)整用于確定接近開關(guān)啟動(dòng)的閾值，以增強(qiáng)對(duì)開關(guān)啟動(dòng)的確定。應(yīng)當(dāng)想到，車輛動(dòng)態(tài)輸入可包括從加速計(jì)或其它專用或共用設(shè)備獲得的加速度、從車輛轉(zhuǎn)向盤或車輪位置獲得的轉(zhuǎn)向角、從車輛制動(dòng)系統(tǒng)獲得的制動(dòng)信號(hào)以及從一個(gè)或多個(gè)車輛減震器獲得的與振動(dòng)相關(guān)的參數(shù)。應(yīng)當(dāng)想到，根據(jù)其它實(shí)施例，接近開關(guān)組件也可采用其它車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)。
[0032]控制器40被進(jìn)一步示出具有連接于微處理器42的模數(shù)(A/D)比較器44。A/D比較器44接收來自于每個(gè)接近開關(guān)22的電壓輸出將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信號(hào)提供給微處理器42。此外，控制器40包括連接于微處理器42的脈沖計(jì)數(shù)器46。脈沖計(jì)數(shù)器46對(duì)施加于每個(gè)接近傳感器的每個(gè)驅(qū)動(dòng)電極的充電信號(hào)脈沖計(jì)數(shù)，對(duì)需要為電容充電直到輸出電壓I達(dá)到預(yù)定電壓的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，以及將計(jì)數(shù)提供至微處理器42。脈沖計(jì)數(shù)表明相應(yīng)的電容傳感器中電容的改變?？刂破?0還被示出與脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)緩沖器15進(jìn)行通信?？刂破?0為脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)緩沖器15提供脈寬調(diào)制信號(hào)，以生成方波脈沖序列V1，其被施加于每個(gè)接近開關(guān)/傳感器22的每個(gè)驅(qū)動(dòng)電極?？刂破?0執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)控制程序，包括所示存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的開關(guān)控制程序100和200，以監(jiān)控各種信號(hào)、調(diào)整閾值以及對(duì)一個(gè)接近開關(guān)的啟動(dòng)進(jìn)行確認(rèn)。
[0033]開關(guān)控制程序100和200處理各個(gè)接近開關(guān)并執(zhí)行啟動(dòng)接近開關(guān)的方法，該方法包括基于一個(gè)或多個(gè)所感測(cè)的動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整一個(gè)或多個(gè)與開關(guān)關(guān)聯(lián)的閾值。該方法包括感測(cè)與接近傳感器關(guān)聯(lián)的信號(hào)和感測(cè)動(dòng)態(tài)參數(shù)的步驟。該方法還包括基于所感測(cè)的動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整閾值的步驟。該方法還包括基于信號(hào)和閾值啟動(dòng)開關(guān)的步驟。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，感測(cè)動(dòng)態(tài)參數(shù)的步驟可包括感測(cè)車輛加速度。根據(jù)各種車輛實(shí)施例，感測(cè)車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)的步驟可包括感測(cè)由車輛制動(dòng)器、車輛減震器、車輛轉(zhuǎn)向盤中的一個(gè)或多個(gè)生成的信號(hào)。更多動(dòng)態(tài)參數(shù)中的一種可表明崎嶇路況或車輛經(jīng)歷的其他動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)。該方法還可確定基本穩(wěn)定的信號(hào)狀態(tài)并進(jìn)一步基于基本穩(wěn)定狀態(tài)的存在而啟動(dòng)開關(guān)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，如果信號(hào)在一段時(shí)間(如loo毫秒)內(nèi)基本上為恒定值,貝U可以檢測(cè)到基本穩(wěn)定狀態(tài)。確定基本穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間段和確定穩(wěn)定范圍的信號(hào)幅值可被調(diào)整為基于車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整閾值的一部分?；痉€(wěn)定狀態(tài)可基于穩(wěn)定時(shí)間段的穩(wěn)定范圍。此外，該方法可基于與第一開關(guān)關(guān)聯(lián)的第一信號(hào)和與相鄰的第二開關(guān)關(guān)聯(lián)的第二信號(hào)比較的信號(hào)比來確定信號(hào)的啟動(dòng)，并基于該信號(hào)比來啟動(dòng)開關(guān)。
[0034]參照?qǐng)D6A至圖SB，根據(jù)各種實(shí)施例示出了表示為“Λ傳感器計(jì)數(shù)”的傳感器充電脈沖計(jì)數(shù)變化量，其用于與圖1至圖5所示接近開關(guān)22關(guān)聯(lián)的信號(hào)。傳感器充電脈沖計(jì)數(shù)的變化量(Λ傳感器計(jì)數(shù))為在啟動(dòng)場(chǎng)中不存在任何手指或其它物體時(shí)的初始參考計(jì)數(shù)值與相應(yīng)傳感器讀數(shù)之間的差值。在該實(shí)例中，當(dāng)用戶的手指在開關(guān)上方移動(dòng)時(shí)，用戶的手指會(huì)進(jìn)入與接近開關(guān)22關(guān)聯(lián)的啟動(dòng)場(chǎng)32。實(shí)線60所示的信號(hào)為與相應(yīng)的電容傳感器24關(guān)聯(lián)的傳感器充電脈沖計(jì)數(shù)的變化量(Λ )。在本公開實(shí)施例中，接近傳感器24為電容傳感器。當(dāng)用戶的手指接觸或貼近傳感器24時(shí)，手指改變了相應(yīng)傳感器24中所測(cè)得的電容。該電容與未觸碰的傳感器墊片寄生電容并聯(lián)，由此測(cè)量此電容作為偏移(offset)。用戶或操作者所引起的電容與用戶的手指或身體其它部分的介電常數(shù)和暴露于電容墊片的表面積成正比，與用戶的四肢相對(duì)于開關(guān)按鈕的距離成反比。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)傳感器都受到經(jīng)過脈寬調(diào)制電器件的電壓脈沖序列的刺激直到該傳感器充電達(dá)到設(shè)定電勢(shì)。這種采集方法將接收電極充電至已知電勢(shì)。重復(fù)該循環(huán)直至所測(cè)量電容器上的電壓達(dá)到預(yù)定值。將用戶的手指放在開關(guān)22的觸摸表面上引入了外部電容，其增加了每個(gè)循環(huán)轉(zhuǎn)移的電荷量，從而減少了測(cè)量電容達(dá)到預(yù)定電壓所要求的總循環(huán)數(shù)。由于傳感器充電脈沖計(jì)數(shù)的變化量基于初始參考讀數(shù)與傳感器讀數(shù)之差，所以用戶的手指引起該值的增加。
[0035]當(dāng)手(尤其是手指)貼近接近開關(guān)22時(shí)，接近開關(guān)組件20能夠識(shí)別用戶的手部運(yùn)動(dòng)，以判別用戶的意圖為啟動(dòng)開關(guān)22、關(guān)注于更高優(yōu)先級(jí)任務(wù)(如駕駛)的同時(shí)尋找特定開關(guān)按鈕、還是調(diào)整后視鏡等與致動(dòng)接近開關(guān)22無關(guān)的任務(wù)造成的結(jié)果。接近開關(guān)組件20可以在探查或探尋模式下工作，使用戶能夠通過以極近的距離讓手指掃過或滑過開關(guān)來尋找接近開關(guān)組件22的觸摸傳感器鍵盤或按鈕而不觸發(fā)開關(guān)的啟動(dòng)，直到用戶的意圖得以確定。接近開關(guān)組件20監(jiān)控響應(yīng)每個(gè)開關(guān)啟動(dòng)場(chǎng)所產(chǎn)生的信號(hào)的幅值，監(jiān)控一個(gè)或多個(gè)動(dòng)態(tài)輸入，基于動(dòng)態(tài)輸入調(diào)整閾值，對(duì)比信號(hào)與閾值并基于超過閾值的信號(hào)來檢測(cè)開關(guān)的啟動(dòng)。由此，允許在檢測(cè)到啟動(dòng)狀態(tài)甚至在經(jīng)歷動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)尋找接近開關(guān)組件，使得用戶可用手指自由地尋找開關(guān)界面面板而不會(huì)無意間觸發(fā)事件，界面響應(yīng)時(shí)間很快，啟動(dòng)根據(jù)信號(hào)變化率而發(fā)生，因此可阻止或減少開關(guān)的誤啟動(dòng)。應(yīng)當(dāng)想到，與每個(gè)開關(guān)關(guān)聯(lián)的信號(hào)由接近開關(guān)組件20處理，以確定相應(yīng)開關(guān)的啟動(dòng)。
[0036]如圖6A與6B所示，當(dāng)用戶的手指34滑過開關(guān)的接觸面時(shí)，手指34進(jìn)入與相應(yīng)傳感器24關(guān)聯(lián)的啟動(dòng)場(chǎng)并引起電容的擾亂，從而如具有啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)廓線的信號(hào)60所示導(dǎo)致“Λ傳感器計(jì)數(shù)”增加。接近開關(guān)組件監(jiān)控信號(hào)60并確定操作者是否打算按下觸摸板或按鈕來啟動(dòng)當(dāng)前開關(guān)。該系統(tǒng)和方法監(jiān)控具有很少噪音或者無噪音的信號(hào)60何時(shí)超過圖6A所示標(biāo)為THO的閾值。該系統(tǒng)和方法還確定信號(hào)60是否在定義為CHSO的穩(wěn)定范圍內(nèi)具有基本穩(wěn)定值。因此，當(dāng)由于車輛動(dòng)態(tài)狀態(tài)而在信號(hào)60中僅產(chǎn)生很少噪音或未產(chǎn)生噪音時(shí),該系統(tǒng)和方法將在“Λ傳感器計(jì)數(shù)”超過閾值THO并基于CHSO在某個(gè)最小時(shí)間段內(nèi)基本穩(wěn)定時(shí)確定接近開關(guān)的啟動(dòng)。
[0037]具體參照?qǐng)D6Β,該系統(tǒng)和方法通過監(jiān)測(cè)一個(gè)或多個(gè)表明崎嫗路況的車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)來檢測(cè)車輛動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)，諸如崎嶇路況。如圖所示，信號(hào)60具有由崎嶇路況引起的噪音，該噪音通過波動(dòng)顯示。當(dāng)感測(cè)到車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)(如加速度信號(hào)N)時(shí)，該系統(tǒng)和方法基于車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整閾值。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，無論何時(shí)當(dāng)由車輛動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)(如崎嶇路況)產(chǎn)生的信號(hào)超過閾值時(shí)，閾值由THO增加到TH = kth X THO0此外，當(dāng)由于車輛動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)(如崎嶇路況)而產(chǎn)生噪音時(shí)，穩(wěn)定范圍CHSO增加到定義為CHS = kch X CHSO的增加范圍。因此，由于充分加速或其它動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)而不會(huì)檢測(cè)到噪音，增加了閾值并增加了穩(wěn)定范圍，以防止在崎嶇路況或其他動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景中行駛時(shí)對(duì)接近開關(guān)的誤啟動(dòng)。
[0038]參照?qǐng)D7A至圖7C，圖7A示出很少或無噪音情況下感測(cè)到很少或無車輛動(dòng)態(tài)時(shí)與接近開關(guān)關(guān)聯(lián)的信號(hào)60，圖7B示出針對(duì)非關(guān)鍵開關(guān)檢測(cè)到由崎嶇路面引起的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)與接近開關(guān)關(guān)聯(lián)的信號(hào)60，以及圖7C示出針對(duì)關(guān)鍵開關(guān)檢測(cè)到由崎嶇路況引起的車輛動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)與接近開關(guān)關(guān)聯(lián)的信號(hào)60。如圖7A所示，當(dāng)動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)引起的噪音很少或不存在時(shí)，比較信號(hào)60與閾值THO以確定是否啟動(dòng)接近開關(guān)。對(duì)于非關(guān)鍵開關(guān)，當(dāng)感測(cè)到動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)，閾值減小至Th = kth X ΤΗ0，穩(wěn)定按鈕維持時(shí)間BHTO減小至MlT = kbht χ ΒΗΤ0。對(duì)于關(guān)鍵開關(guān)，當(dāng)感測(cè)到動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)，閾值增加為ΤΗΧΓΗ0，按鈕維持穩(wěn)定時(shí)間段增加為ΒΗΤΧΓΗ0。由此，當(dāng)信號(hào)60達(dá)到提高后的閾值TH并持續(xù)足夠的穩(wěn)定時(shí)間BHT時(shí)，確定接近開關(guān)的啟動(dòng)。應(yīng)當(dāng)想到，關(guān)鍵開關(guān)可以為具有關(guān)鍵功能且不希望經(jīng)歷誤致動(dòng)的按鈕。關(guān)鍵開關(guān)的一個(gè)實(shí)例為開/關(guān)天窗或車窗的開關(guān)。
[0039]參照?qǐng)D8A與SB，根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供了與基于當(dāng)前開關(guān)和鄰近開關(guān)的信號(hào)比進(jìn)行調(diào)整的接近閾值關(guān)聯(lián)的信號(hào)60。在該實(shí)施例中，信號(hào)60的接近開關(guān)具有幅值A(chǔ)C，其與信號(hào)60A代表的相鄰開關(guān)的幅值NAC形成對(duì)比。最大允許信號(hào)比(AC/NAC)用于確定與信號(hào)60關(guān)聯(lián)的通道的啟動(dòng)。對(duì)于非關(guān)鍵開關(guān)，信號(hào)比(AC/NAC)可增加并用作閾值，從而允許用戶啟動(dòng)開關(guān)而不必與圖8B所示不存在動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)的情況一樣精準(zhǔn)地觸碰開關(guān)。因此，當(dāng)檢測(cè)到表明車輛動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)的信號(hào)噪音時(shí)，該調(diào)整會(huì)涉及改變信號(hào)比(AC/NAC)。
[0040]參照?qǐng)D9，根據(jù)一 個(gè)實(shí)施例，示出了用于啟動(dòng)接近開關(guān)的程序100，其包括基于車輛動(dòng)態(tài)調(diào)整閾值。程序100開始于步驟102，然后進(jìn)行至步驟104以利用車輛傳感器和專用傳感器來感測(cè)一個(gè)或多個(gè)車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)。方法100包括估算車輛動(dòng)態(tài)和路況的步驟106，其可包括估算崎嶇路況或車輛機(jī)動(dòng)操縱，如突然加速、突然減速和急轉(zhuǎn)彎等。然后方法100進(jìn)行至決策步驟108以確定是否存在崎嶇路況，如果存在，則在步驟110中修改電容界面(capacitive interface)的啟動(dòng)參數(shù)。修改啟動(dòng)參數(shù)可包括調(diào)整閾值，調(diào)整信號(hào)比(與相鄰開關(guān)關(guān)聯(lián)的有效通道與非有效通道的比值)以及調(diào)整按鈕維持時(shí)間或穩(wěn)定范圍。如果在步驟108中未檢測(cè)到崎嶇路況，則程序100進(jìn)行至步驟112以確定是否檢測(cè)到機(jī)動(dòng)操縱、轉(zhuǎn)彎、換車道、制動(dòng)或加速，如果檢測(cè)到，則在步驟110中修改啟動(dòng)參數(shù)。否則，方法100進(jìn)行至步驟114以確定是否在車輛中使用其它動(dòng)態(tài)相關(guān)控制，如果有，則在步驟110中修改啟動(dòng)參數(shù)。否則，程序100在步驟116結(jié)束。應(yīng)當(dāng)想到，一旦修改的啟動(dòng)參數(shù)被調(diào)整或調(diào)節(jié)，則該程序可基于調(diào)整后的參數(shù)確定對(duì)接近開關(guān)的啟動(dòng)。
[0041]參照?qǐng)D10，示出了用于啟動(dòng)接近開關(guān)并基于車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整閾值的程序200。程序200開始于步驟202，然后進(jìn)行至步驟204以獲取開關(guān)信號(hào)通道，然后進(jìn)行至步驟206以獲取一個(gè)或多個(gè)加速度信號(hào)。在該實(shí)例中，采用加速度以確定車輛動(dòng)態(tài)。下一步，程序200進(jìn)行至決策步驟208以確定加速度信號(hào)是否大于崎嶇路況閾值，如果為否，則重置閾值(TH)、通道穩(wěn)定范圍(CHS)、按鈕維持時(shí)間(BHT)以及信號(hào)比(SR)。如果確定為崎嶇路況，則程序200進(jìn)行至步驟212以將所有開關(guān)的ICH設(shè)置為ICH = I。下一步，在決策步驟214中，程序200確定開關(guān)ICH安全性是否關(guān)鍵，如果開關(guān)ICH安全性并不關(guān)鍵，則程序200進(jìn)行至步驟216以將乘法因子K(kth、kch、kbht或ksr)應(yīng)用到閾值(TH)、通道穩(wěn)定范圍(CHS)、按鈕維持時(shí)間(BHT)以及信號(hào)比(SR)中的每一個(gè)。用于閾值、按鈕維持時(shí)間以及信號(hào)比中的每一個(gè)乘法因子K均小于1，而用于通道穩(wěn)定范圍的K大于I。
[0042]如果開關(guān)ICH安全性關(guān)鍵，則程序200進(jìn)行至步驟218，將乘法因子K應(yīng)用到閾值、通道穩(wěn)定范圍、按鈕維持時(shí)間以及信號(hào)比中的每一個(gè)。對(duì)這些參數(shù)中的任何一個(gè)來說，乘法因子K均大于I。相應(yīng)地，對(duì)于關(guān)鍵開關(guān)和非關(guān)鍵開關(guān)，可采用不同的參數(shù)以調(diào)整在確定啟動(dòng)接近開關(guān)中所使用的參數(shù)。方法200包括確定最大通道CH的步驟220、檢查啟動(dòng)的步驟222以及在步驟226結(jié)束前在步驟224啟動(dòng)開關(guān)。
[0043]相應(yīng)地，接近開關(guān)組件和方法基于微分高程變化特性引起的差分信號(hào)方便地確定接近開關(guān)的啟動(dòng)。該系統(tǒng)和方法有利于允許用戶尋找接近開關(guān)面板，這在避免駕駛員分心的汽車應(yīng)用中尤其有用。
[0044]應(yīng)該理解，在不背離本
【發(fā)明內(nèi)容】
的情況下，可以對(duì)上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行變化和修改，并且可以進(jìn)一步理解，除非另外指定，否則這些內(nèi)容被權(quán)利要求所覆蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種啟動(dòng)接近開關(guān)的方法，包括: 感測(cè)與接近傳感器關(guān)聯(lián)的信號(hào)； 感測(cè)動(dòng)態(tài)參數(shù)； 基于所感測(cè)的動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整閾值；以及 基于所述信號(hào)與所述閾值啟動(dòng)所述開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，調(diào)整所述閾值的步驟包括:改變與所感測(cè)信號(hào)進(jìn)行比較的閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，調(diào)整所述閾值的步驟包括:在檢測(cè)到足夠的動(dòng)態(tài)動(dòng)作時(shí)增加所述閾值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括:檢測(cè)穩(wěn)定信號(hào)并進(jìn)一步基于所檢測(cè)的穩(wěn)定信號(hào)啟動(dòng)所述開關(guān)的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，調(diào)整所述閾值的步驟還包括:改變時(shí)間段，將所述穩(wěn)定信號(hào)與所述時(shí)間段進(jìn)行比較以確定對(duì)所述開關(guān)的啟動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，調(diào)整所述閾值的步驟還包括:改變信號(hào)范圍，將所述穩(wěn)定信號(hào)與所述信號(hào)范圍進(jìn)行比較以確定對(duì)所述開關(guān)的啟動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，調(diào)整所述閾值的步驟還包括:確定與第一開關(guān)關(guān)聯(lián)的第一信號(hào)和與第二開關(guān)關(guān)聯(lián)的第二信號(hào)的比值，并基于所述比值改變所述閾值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，感測(cè)所述動(dòng)態(tài)參數(shù)的步驟包括感測(cè)車輛的加速 度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，感測(cè)所述動(dòng)態(tài)參數(shù)的步驟包括:感測(cè)由車輛制動(dòng)器、車輛減震器和車輛轉(zhuǎn)向盤之一所生成的信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述開關(guān)位于車輛上，并且所感測(cè)的動(dòng)態(tài)參數(shù)為所述車輛的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)。
11.一種接近開關(guān)組件，包括: 多個(gè)接近開關(guān)，每一個(gè)均提供感測(cè)啟動(dòng)場(chǎng)；以及 控制電路，處理所述啟動(dòng)場(chǎng)以感測(cè)與接近傳感器關(guān)聯(lián)的信號(hào)，感測(cè)動(dòng)態(tài)參數(shù)，基于所感測(cè)的動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整閾值以及基于所述信號(hào)與所述閾值啟動(dòng)所述開關(guān)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的接近開關(guān)組件，其中，調(diào)整所述閾值的步驟包括:改變與所感測(cè)的信號(hào)進(jìn)行比較的閾值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的接近開關(guān)組件，其中，調(diào)整所述閾值的步驟包括:在檢測(cè)到足夠的動(dòng)態(tài)動(dòng)作時(shí)增加所述閾值。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的接近開關(guān)組件，還包括:檢測(cè)穩(wěn)定信號(hào)以及進(jìn)一步基于所檢測(cè)的穩(wěn)定信號(hào)啟動(dòng)所述開關(guān)的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的接近開關(guān)組件，其中，調(diào)整所述閾值的步驟還包括:改變時(shí)間段，將所述穩(wěn)定信號(hào)與所述時(shí)間段進(jìn)行比較以確定對(duì)所述開關(guān)的啟動(dòng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的接近開關(guān)組件，其中，調(diào)整所述閾值的步驟還包括:改變信號(hào)范圍，將所述穩(wěn)定信號(hào)與所述信號(hào)范圍進(jìn)行比較以確定對(duì)所述開關(guān)的啟動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要11所述的接近開關(guān)組件，其中，調(diào)整所述閾值的步驟包括確定與第一開關(guān)關(guān)聯(lián)的第一信號(hào)和與第二開關(guān)關(guān)聯(lián)的第二信號(hào)的比值，并基于所述比值改變所述閾值。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的接近開關(guān)組件，其中，感測(cè)所述動(dòng)態(tài)參數(shù)的步驟包括:感測(cè)車輛的加速度。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的接近開關(guān)組件，其中，感測(cè)所述車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)的步驟包括:感測(cè)由車輛制動(dòng)器、車輛減震器和車輛轉(zhuǎn)向盤之一所生成的信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的接近開關(guān)組件，其中，所述開關(guān)組件位于所述車輛上，并且所感測(cè)的動(dòng)態(tài)參數(shù)表明所述車輛`的運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】H03K17/945GK103427817SQ201310177950
【公開日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2013年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月17日
【發(fā)明者】斯圖爾特·C·索爾特, 科爾內(nèi)爾·劉易斯·加德納, 彼得羅·布托洛 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司