接近開關(guān)總成及其調(diào)諧方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請交叉引用
[0002] 本申請是2013年1月23日提交的美國專利申請?zhí)?3/747, 578的名稱為"接近開 關(guān)總成和其校準(zhǔn)方法（PROXIMITYSWITCHASSEMBLYANDCALIBRATIONMETHODTHEREFOR) " 的部分延續(xù)，其是2012年12月20日提交的美國專利申請?zhí)?3/721,886的名稱為"接 近開關(guān)總成和使用速度監(jiān)控的激活方法（PROXMITYSWITCHASSEMBLYANDACTIVATION METHODUSINGRATEMONITORING)"的部分延續(xù)，其是2012年4月11日提交的美國專利申 請?zhí)?3/444, 374的名稱為"接近開關(guān)總成及激活方法（PROXIMITYSWITCHASSEMBLYAND ACTIVATIONMETHOD)"的部分延續(xù)。上述相關(guān)申請通過引用的方式合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明總體上涉及開關(guān)，以及更具體地涉及具有增強的開關(guān)激活判定的接近開 關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0004] 機動車輛通常配備有各種用戶可促動的開關(guān)，比如用于操作包括電動車窗、前照 燈、擋風(fēng)玻璃雨刮器、玻璃天窗或天窗、車內(nèi)燈、無線電廣播和娛樂信息裝置、以及各種其他 裝置的裝置的開關(guān)。通常，需要由使用者促動這些類型的開關(guān)，以便激活或禁用裝置或執(zhí)行 某些類型的控制功能。比如電容開關(guān)這樣的接近開關(guān)采用一個或多個接近傳感器以生成感 測激活場并且感測指示通常由使用者的手指非常接近或接觸傳感器引起的開關(guān)的使用者 促動的激活場的變化。電容開關(guān)通常配置成基于感測激活場與閾值的比較來檢測開關(guān)的使 用者促動。
[0005] 開關(guān)總成經(jīng)常采用彼此非常接近的多個電容開關(guān)并且通常需要使用者選擇單個 所需的電容開關(guān)以執(zhí)行預(yù)期操作。在比如在汽車中使用這樣的某些應(yīng)用中，由于駕駛員注 意力分散，車輛的駕駛員查看開關(guān)的能力受限。在這樣的應(yīng)用中，允許使用者探索用于特定 按鈕的開關(guān)總成同時避免開關(guān)激活的過早判定是可取的。因此，辨別使用者是打算激活開 關(guān)、或在專注于比如駕駛這樣的較高優(yōu)先級任務(wù)的同時僅探索特定的開關(guān)按鈕、或沒有打 算激活開關(guān)是可取的。
[0006] 可以使用薄膜技術(shù)制造電容開關(guān)，在薄膜技術(shù)中，印刷并且固化與溶劑混合的導(dǎo) 電油墨以實現(xiàn)電路布局。電容開關(guān)可以不利地受到凝結(jié)液滴的影響。例如，當(dāng)濕度變化時， 凝結(jié)液滴的變化可以改變電容信號。凝結(jié)液滴的變化可足以觸發(fā)錯誤的激活。
[0007] 因此，提供提高通過比如車輛的駕駛員這樣的個人的接近開關(guān)的使用的接近開關(guān) 布置是可取的。提供減少或阻止由歸因于凝結(jié)液滴事件的錯誤激活的接近開關(guān)布置是更可 取的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種調(diào)諧接近傳感器的方法。方法包括用接近傳感 器生成激活場和響應(yīng)于激活場生成信號的步驟。方法也包括檢測與信號有關(guān)的噪聲和基于 檢測到的噪聲調(diào)節(jié)參數(shù)的步驟，其中參數(shù)用于檢測接近狀態(tài)。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種接近傳感器總成。接近傳感器總成包括提供激 活場并且生成信號的接近傳感器。接近傳感器總成還包括響應(yīng)于激活場生成信號、檢測與 信號有關(guān)的噪聲和基于檢測到的噪聲調(diào)節(jié)參數(shù)的控制電路，其中參數(shù)用于檢測接近狀態(tài)。
[0010] 通過研宄下述說明書、權(quán)利要求和附圖，本發(fā)明的這些和其它方面、目的和特征將 被本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解和領(lǐng)會。
【附圖說明】
[0011] 在附圖中：
[0012] 圖1是采用根據(jù)一個實施例的接近開關(guān)總成的具有頂置控制臺的機動車輛的乘 客艙的透視圖；
[0013] 圖2是圖1中所示的頂置控制臺和接近開關(guān)總成的放大視圖；
[0014] 圖3是通過圖2中的線III-III取得的放大截面圖，其表明相對于使用者的手指 的接近開關(guān)的陣列；
[0015] 圖4是圖3中所示的每個電容開關(guān)中采用的電容傳感器的示意圖；
[0016] 圖5是說明根據(jù)一個實施例的接近開關(guān)總成的方框圖；
[0017] 圖6是說明關(guān)于與電容傳感器有關(guān)的一個通道的信號計數(shù)的曲線圖，其表明激活 運動曲線；
[0018] 圖7是說明關(guān)于與電容傳感器有關(guān)的兩個通道的信號計數(shù)的曲線圖，其表明滑動 探索/搜索運動曲線；
[0019] 圖8是說明關(guān)于與電容傳感器有關(guān)的信號通道的信號計數(shù)的曲線圖，其表明緩慢 激活運動曲線；
[0020] 圖9是說明關(guān)于與電容傳感器有關(guān)的兩個通道的信號計數(shù)的曲線圖，其表明快速 滑動探索/搜索運動曲線；
[0021] 圖10是說明根據(jù)一個實施例的關(guān)于與在探索/搜索模式下的電容傳感器有關(guān)的 三個通道的信號計數(shù)的曲線圖，其說明在峰值時的穩(wěn)定按壓激活；
[0022] 圖11是說明根據(jù)另一個實施例的關(guān)于與在探索/搜索模式下的電容傳感器有關(guān) 的三個通道的信號計數(shù)的曲線圖，其說明在信號下降到低于峰值時的穩(wěn)定按壓激活；
[0023] 圖12是說明根據(jù)另一實施例的關(guān)于與在探索/搜索模式下的電容傳感器有關(guān)的 三個通道的信號計數(shù)的曲線圖，其說明在小鍵盤上的增加的穩(wěn)定壓力以激活開關(guān)；
[0024] 圖13是說明根據(jù)另一實施例的關(guān)于與在探索模式下的電容傳感器以及基于增加 的穩(wěn)定壓力的小鍵盤的選擇有關(guān)的三個通道的信號計數(shù)的曲線圖；
[0025] 圖14是說明根據(jù)一個實施例的用狀態(tài)機實施的電容開關(guān)總成的五種狀態(tài)的狀態(tài) 圖；
[0026] 圖15是說明根據(jù)一個實施例的用于執(zhí)行激活開關(guān)總成的開關(guān)的方法的程序的流 程圖；
[0027] 圖16是說明開關(guān)激活和開關(guān)釋放的進程的流程圖；
[0028] 圖17是說明用于在無開關(guān)和開關(guān)活動狀態(tài)之間切換的邏輯的流程圖；
[0029] 圖18是說明用于從開關(guān)活動狀態(tài)切換至無開關(guān)或開關(guān)閾值狀態(tài)的邏輯的流程 圖；
[0030] 圖19是說明用于在開關(guān)閾值和開關(guān)搜索狀態(tài)之間切換的程序的流程圖；
[0031] 圖20是說明實施開關(guān)搜索狀態(tài)的虛擬按鈕方法的流程圖；
[0032]圖21是說明關(guān)于與經(jīng)歷凝結(jié)液滴影響的電容傳感器有關(guān)的信號通道的信號計數(shù) 的曲線圖；
[0033]圖22是說明根據(jù)一個實施例的關(guān)于與采用基于閾值的速率監(jiān)控的電容傳感器有 關(guān)的信號通道的信號計數(shù)的曲線圖；
[0034] 圖23是說明根據(jù)一個實施例的用于執(zhí)行用于啟用接近開關(guān)的激活的速率監(jiān)控的 程序的流程圖；
[0035] 圖24是說明根據(jù)一個實施例的用于快速再校準(zhǔn)信號計數(shù)的即時再校準(zhǔn)程序的流 程圖；
[0036]圖25是說明根據(jù)一個實施例的用于向信號計數(shù)提供持續(xù)的漂移補償?shù)膶崟r校準(zhǔn) 程序的流程圖；
[0037]圖26A和26B是說明關(guān)于多個信號通道的信號計數(shù)的一個示例的曲線圖，其表明 利用即時再校準(zhǔn)程序的即時正再校準(zhǔn)；
[0038] 圖27A和27B是說明關(guān)于多個通道的另一示例的曲線圖，其說明利用即時再校準(zhǔn) 程序的負再校準(zhǔn)；
[0039] 圖28是說明根據(jù)一個實施例的具有不同水平的噪聲和調(diào)節(jié)或調(diào)諧的閾值水平的 信號通道的曲線圖；
[0040] 圖29是說明根據(jù)一個實施例的具有噪聲和在多個區(qū)域內(nèi)確定的噪聲的局部區(qū)域 估計值的信號的曲線圖；
[0041] 圖30是說明根據(jù)一個實施例的基于噪聲估計值來調(diào)諧接近傳感器的方法的流程 圖；
[0042] 圖31是說明確定用于調(diào)諧接近傳感器的局部噪聲區(qū)域估計值的方法的流程圖；
[0043] 圖32是說明基于供調(diào)諧接近傳感器使用的局部噪聲區(qū)域估計值來估計噪聲的方 法的流程圖。
【具體實施方式】
[0044] 按照規(guī)定，在此公開本發(fā)明的具體實施例；然而，應(yīng)當(dāng)理解，公開的實施例僅為本 發(fā)明的示例性實施例，其可以以各種和替代的形式體現(xiàn)。附圖不一定是詳細設(shè)計；某些示意 圖可以放大或縮小以顯示功能概述。因此，本發(fā)明公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)不應(yīng)被解釋 為限制，而僅僅是作為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員不同地使用本發(fā)明的典型基礎(chǔ)。
[0045]參考圖1和2,總體上說明根據(jù)一個實施例的具有乘客艙和采用多個接近開關(guān)22 的開關(guān)總成20的機動車輛10的內(nèi)部，接近開關(guān)22具有開關(guān)激活監(jiān)控和判定以及開關(guān)校 準(zhǔn)。車輛10通常包括裝配在車輛乘客艙頂部的車頂或天花板下側(cè)的頂棚上的頂置控制臺 12,其通常在前排乘客座位區(qū)上方。根據(jù)一個實施例，開關(guān)總成20具有在頂置控制臺12上 彼此接近設(shè)置的多個接近開關(guān)22。各種接近開關(guān)22可以控制若干車輛裝置和功能中的任 何一個，比如控制天窗或玻璃天窗16的運動、控制天窗遮陽板18的運動、控制比如內(nèi)部地 圖/閱讀燈和頂燈30這樣的一個或多個照明裝置的激活，以及控制各種其他裝置和功能。 然而，應(yīng)該領(lǐng)會的是，接近開關(guān)22可以位于車輛10的其他位置，比如位于儀表板中、位于集 成到用于例如導(dǎo)航和/或音頻顯示器這樣的無線電廣播或信息娛樂系統(tǒng)的觸屏顯示器14 中的比如中央控制臺這樣的其他控制臺上、或根據(jù)不同的車輛應(yīng)用位于車輛10內(nèi)的其他 位置。
[0046] 根據(jù)一個實施例，接近開關(guān)22在此表示和描述為電容開關(guān)。每個接近開關(guān)22包 括至少一個接近傳感器，接近傳感器提供感測激活場以感測相對于一個或多個接近傳感 器的使用者的接觸或緊密接近（例如在1毫米之內(nèi)），比如通過使用者的手指的滑動動 作。因此，在示例性實施例中的每個接近開關(guān)22的感測激活場是電容電場，并且，對本領(lǐng)域 技術(shù)人員應(yīng)該顯而易見的是，使用者的手指具有導(dǎo)電性和介電性能，其引起感測激活場中 的變化或擾動。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該領(lǐng)會的是，也可以使用另外或替代類型的接近 傳感器，例如但不限于，感應(yīng)傳感器、光學(xué)傳感器、溫度傳感器、電阻式傳感器等等、或其組 合。2009年4月9日的ATMEI/觸摸傳感器設(shè)計指南（TouchSensorsDesignGuide)， 10620D-AT42-04/09,中描述了示例性接近傳感器，該參考文獻的全部內(nèi)容通過引用并入于 此。
[0047] 圖1和2中所示的接近開關(guān)22各自提供對車輛組件或裝置的控制，或者提供指定 的控制功能。一個或多個接近開關(guān)22可以專用于控制天窗或玻璃天窗16的運動，以便基于 控制算法促使玻璃天窗16在打開或關(guān)閉的方向上移動、使玻璃天窗傾斜或停止玻璃天窗 的移動。一個或多個其他接近開關(guān)22可以專用于控制玻璃天窗遮陽板18在打開和關(guān)閉位 置之間的運動。玻璃天窗16和遮陽板18每個可以響應(yīng)于相應(yīng)的接近開關(guān)22的促動而由 電動機促動。其他接近開關(guān)22可以專用于控制其他裝置，例如打開內(nèi)部地圖/閱讀燈30、 關(guān)閉內(nèi)部地圖/閱讀燈30、打開或關(guān)閉頂燈、解鎖行李箱、打開后車門、或者消除門燈開關(guān)。 通過接近開關(guān)22的其他控制可以包括促動車門電動窗上升和下降。通過本發(fā)明所描述的 接近傳感器22可以控制各種其他車輛控制裝置。
[0048] 參考圖3,說明具有在開關(guān)總成20的使用期間相對于使用者的手指34的彼此緊密 相關(guān)的三個串聯(lián)設(shè)置的接近開關(guān)22的陣列的接近開關(guān)總成20的一部分。每個接近開關(guān)22 包括一個或多個用于生成感測激活場的接近傳感器24。根據(jù)一個實施例，可以通過將導(dǎo)電 油墨印刷在聚合物頂置控制臺12的上表面來形成每個接近傳感器24。圖4中示出了總體 上具有驅(qū)動電極26和接收電極28的印刷油墨接近傳感器24的一個示例，驅(qū)動電極26和 接收電極28各自具有用于生成電容電場32的交叉指狀部。應(yīng)該領(lǐng)會的是，可以以其他方 式制成每個接近傳感器24,比如，根據(jù)另外的實施例，通過將預(yù)制的導(dǎo)電電路跟蹤裝配到基 板上制成每個接近傳感器24。驅(qū)動電極26接收以電壓 '施加的方波驅(qū)動脈沖。接收電極 28具有用于生成輸出電壓V。的輸出。應(yīng)該領(lǐng)會的是，可以將電極26和28設(shè)置為各種其他 結(jié)構(gòu)，以生成如激活場32的電容電場。
[0049] 在此處示出和描述的實施例中，向每個接近傳感器24的驅(qū)動電極26施加作為方 波脈沖的電壓輸入％，方波脈沖具有足以將接收電極28充電為所需電壓的充電脈沖周期。 因此接收電極28用作測