BR102015011260A2

BR102015011260A2 - Flexible proximity switch assembly and activation method

Info

Publication number: BR102015011260A2
Application number: BR102015011260-2A
Authority: BR
Inventors: Somasara Dassanayake Mahendra; C. Salter Stuart; Singer Jeffrey; Istok Michael; Buttolo Pietro
Original assignee: Ford Global Technologies, Llc
Priority date: 2014-05-22
Filing date: 2015-05-15
Publication date: 2017-09-19
Also published as: CN105099425B; MX347131B; RU2015119355A; DE102015107498A1; MX2015006232A; RU2015119355A3; RU2676921C2; CN105099425A

Abstract

montagem de interruptor de proximidade flexível e método de ativação. são providos uma montagem de interruptor de proximidade e um método para detectar a ativação de uma montagem de interruptor de proximidade. a montagem inclui uma pluralidade de interruptores de proximidade, cada qual apresentando um sensor de proximidade provendo um campo de ativação de detecção e circuitos de controle que processam o campo de ativação de cada interruptor de proximidade para detectar ativação. um material flexível cobre os sensores de proximidade. os circuitos de controle monitoram o campo de ativação e determinam uma ativação de um interruptor de proximidade com base em um sinal gerado pelo sensor em relação a um limiar, quando o dedo de um usuário comprimir o material flexível. o material flexível pode adicionalmente incluir uma porção elevada e um entreferro entre a porção elevada e o sensor.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção: "MONTAGEM DE INTERRUPTOR DE PROXIMIDADE FLEXÍVEL E MÉTODO DE ATIVAÇÃO".

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido é uma continuação-em-parte do Pedido de Patente Norte-Americana N° 14/168.614, depositado em 30 de janeiro de 2014, intitulado "MONTAGEM DE INTERRUPTOR DE PROXIMIDADE E MÉTODO DE ATIVAÇÃO APRESENTANDO MODO DE BOTÃO VIRTUAL", que é uma continuação-em-parte do Pedido de Patente Norte-Americana N° 13/444.393, depositado em 11 de abril de 2012, intitulado "MONTAGEM DE INTERRUPTOR DE PROXIMIDADE E MÉTODO DE ATIVAÇÃO COM MODO DE EXPLORAÇÃO". Os pedidos relacionados acima mencionados são aqui incorporados para referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002] A presente invenção se refere, de modo geral, a interruptores, e, mais particularmente, a interruptores de proximidade apresentando uma determinação aperfeiçoada de ativação de interruptor.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Veículos automotivos são tipicamente equipados com vários interruptores acionáveis por usuário, tais como interruptores para operar dispositivos incluindo vidros elétricos, faróis, limpadores de para-brisa, moonroofs ou tetos solares, iluminação interna, dispositivos de rádio e de infoentretenimento, e vários outros dispositivos. Geralmente, estes tipos de interruptores precisam ser acionados por um usuário a fim de ativar ou desativar um dispositivo ou executar algum tipo de função de controle. Interruptores de proximidade, tais como interruptores capacitivos, empregam um ou mais sensores de proximidade para gerar um campo de ativação de detecção e mudanças de detecção para o campo de ativação indicativos do acionamento do interruptor por parte do usuário, tipicamente causados pelo dedo de um usuário em proximidade ou contato estreito com o sensor. Interruptores capacitivos são tipicamente configurados para detectar o acionamento do interruptor por parte do usuário com base na comparação do campo de ativação de detecção a um limiar.

[004] Montagens de interruptor muitas vezes empregam uma pluralidade de interruptores capacitivos em proximidade estreita entre si e geralmente exigem que um usuário selecione um único interruptor capacitivo desejado para executar a operação pretendida. Em algumas aplicações, tal como uso em um automóvel, o motorista do veículo tem capacidade limitada de visualizar os interruptores devido à distração do motorista. Em tais aplicações, é desejável permitir que o usuário explore a montagem de interruptor com relação a um botão específico enquanto impede uma determinação prematura de ativação de interruptor. Portanto, é desejável discriminar se o usuário pretende ativar um interruptor, ou se está simplesmente explorando um botão de interruptor específico enquanto foca em uma tarefa de maior prioridade, tal como dirigir, ou se não tem nenhuma intenção de ativar um interruptor. Consequentemente, é desejável prover uma disposição de interruptor de proximidade que aperfeiçoe o uso de interruptores de proximidade por parte de uma pessoa, tal como um motorista de um veículo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[005] De acordo com um aspecto da presente invenção, é provida uma montagem de interruptor de proximidade. A montagem de interruptor de proximidade inclui um sensor de proximidade que gera um campo de ativação, um material flexível sobreposto ao sensor de proximidade, e circuitos de controle que monitoram o campo de ativação e determinam uma ativação de um interruptor de proximidade com base em um sinal gerado pelo sensor em relação a um limiar, quando o dedo de um usuário comprimir o material flexível.

[006] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é provido um método de ativar um interruptor de proximidade. O método inclui as etapas de gerar um campo de ativação associado com um sensor de proximidade e de monitorar um sinal indicativo do campo de ativação. O método também inclui as etapas de determinar uma amplitude, quando o sinal estiver estável por um período de tempo mínimo, e de gerar uma saída de ativação, quando a amplitude exceder uma primeira amplitude por um grau conhecido indicativo da compressão do material flexível sobreposto ao sensor de proximidade por parte do usuário.

[007] Estes e outros aspectos, objetivos e características da presente invenção serão entendidos e apreciados por aqueles versados na técnica com o exame cuidadoso da especificação, das reivindicações e dos desenhos anexos apresentados a seguir.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] Nos desenhos: [009] a Figura 1 é uma vista em perspectiva de um compartimento de passageiro de um veículo automotivo que apresenta um console suspenso empregando uma montagem de interruptor de proximidade, de acordo com uma concretização;

[010] a Figura 2 é uma vista ampliada do console suspenso e da montagem de interruptor de proximidade mostrados na Figura 1;

[011] a Figura 3 é uma vista em seção transversal ampliada tomada através da linha lll-lll na Figura 2 que mostra um arranjo de interruptores de proximidade em relação a um dedo de um usuário;

[012] a Figura 4 é um diagrama esquemático de um sensor capacitivo empregado em cada dos interruptores capacitivos mostrados na Figura 3;

[013] a Figura 5 é um diagrama de blocos que ilustra a montagem de interruptor de proximidade, de acordo com uma concretização;

[014] a Figura 6 é um gráfico que ilustra a contagem de sinal para um canal associado com um sensor capacitivo mostrando um perfil de movimento de ativação;

[015] a Figura 7 é um gráfico que ilustra a contagem de sinal para dois canais associados com os sensores capacitivos mostrando um perfil de movimento de exploração/busca deslizante;

[016] a Figura 8 é um gráfico que ilustra a contagem de sinal para um canal de sinal associado com os sensores capacitivos mostrando um perfil de movimento de ativação lento;

[017] a Figura 9 é um gráfico que ilustra a contagem de sinal para dois canais associados com os sensores capacitivos mostrando um perfil de movimento de exploração/busca deslizante rápido;

[018] a Figura 10 é um gráfico que ilustra a contagem de sinal para três canais associados com os sensores capacitivos em um modo de exploração/busca ilustrando uma ativação de pressão estável no pico, de acordo com uma concretização;

[019] a Figura 11 é um gráfico que ilustra a contagem de sinal para três canais associados com os sensores capacitivos em um modo de exploração/busca ilustrando ativação de pressão estável na descida do sinal abaixo do pico, de acordo com outra concretização;

[020] a Figura 12 é um gráfico que ilustra a contagem de sinal para três canais associados com os sensores capacitivos em um modo de exploração/busca ilustrando uma maior pressão estável em uma tecla para ativar um interruptor, de acordo com uma concretização adicional;

[021] a Figura 13 é um gráfico que ilustra a contagem de sinal para três canais associados com os sensores capacitivos em um modo de exploração e seleção de uma tecla com base em uma maior pressão estável, de acordo com uma concretização adicional;

[022] a Figura 14 é um diagrama de estados que ilustra cinco estados da montagem de interruptor capacitivo implementada com uma máquina de estado, de acordo com uma concretização;

[023] a Figura 15 é um diagrama de fluxo que ilustra uma rotina para executar um método de ativar um interruptor da montagem de interruptor, de acordo com uma concretização;

[024] a Figura 16 é um diagrama de fluxo que ilustra o processamento da ativação de interruptor e da soltura de interruptor;

[025] a Figura 17 é um digrama de fluxo que ilustra a lógica para comutar entre os estados de nenhum interruptor e interruptor ativo;

[026] a Figura 18 é um diagrama de fluxo que ilustra a lógica para comutar do estado de interruptor ativo para o estado de nenhum interruptor ou de limiar de interruptor;

[027] a Figura 19 é um diagrama de fluxo que ilustra uma rotina para comutar entre os estados de limiar de interruptor e de busca de interruptor;

[028] a Figura 20 é um diagrama de fluxo que ilustra um método de botão virtual implementando o estado de busca de interruptor;

[029] a Figura 21 é um gráfico que ilustra a contagem de sinal para um canal associado com um sensor capacitivo apresentando um modo de exploração e um modo de botão virtual para ativar um interruptor, de acordo com uma concretização adicional;

[030] a Figura 22 é um gráfico que ilustra a contagem de sinal para o modo de botão virtual no qual uma ativação não é disparada;

[031] a Figura 23 é um gráfico que ilustra a contagem de sinal para o sensor capacitivo no modo de exploração adicionalmente ilustrando quando o interruptor é ativado, de acordo com a concretização da Figura 21;

[032] a Figura 24 é um gráfico que ilustra a contagem de sinal para um sensor capacitivo adicionalmente ilustrando quando ativações são disparadas, de acordo com a concretização da Figura 21;

[033] a Figura 25 é um gráfico que ilustra a contagem de sinal para um sensor capacitivo adicionalmente ilustrando um intervalo para sair do modo de botão virtual e reentrar no modo de botão virtual, de acordo com a concretização da Figura 21;

[034] a Figura 26 é um diagrama de fluxo que ilustra uma rotina para processar o canal de sinal com um modo de botão virtual, de acordo com a concretização mostrada na Figura 21;

[035] a Figura 27 é um diagrama de fluxo que ilustra um método de botão virtual para processar o canal de sinal, de acordo com a concretização da Figura 21;

[036] a Figura 28A é uma vista em seção transversal de uma montagem de interruptor de proximidade apresentando interruptores de proximidade e um material flexível sobreposto em relação ao dedo de um usuário mostrado em uma primeira posição, de acordo com outra concretização;

[037] a Figura 28B é uma vista em seção transversal da montagem de interruptor de proximidade da Figura 28A adicionalmente ilustrando o dedo de um usuário em uma segunda posição;

[038] a Figura 28C é uma vista em seção transversal da montagem de interruptor de proximidade da Figura 28A adicionalmente ilustrando a compressão do dedo na camada flexível em uma terceira posição;

[039] a Figura 28D é um gráfico que ilustra o sinal gerado por um dos sensores de proximidade em resposta ao movimento do dedo e à compressão da cobertura flexível, conforme visto nas Figuras 28A-28C;

[040] a Figura 29A é uma vista em seção transversal de uma montagem de interruptor de proximidade empregando um material de cobertura flexível apresentando regiões elevadas com entreferros e o dedo de um usuário mostrado em uma primeira posição, de acordo com uma concretização adicional;

[041] a Figura 29B é uma vista em seção transversal da montagem de interruptor de proximidade da Figura 29A adicionalmente ilustrando o dedo de um usuário em uma segunda posição;

[042] a Figura 29C é uma vista em seção transversal da montagem de interruptor de proximidade, conforme visto na Figura 29A, adicionalmente ilustrando a compressão do interruptor pelo dedo de um usuário em uma terceira posição;

[043] a Figura 29D é um gráfico que ilustra um sinal gerado por um dos sensores em resposta ao movimento do dedo, conforme mostrado nas Figuras 29A-29C;

[044] a Figura 30 é um diagrama de estados que ilustra vários estados da montagem de interruptor capacitivo apresentando a cobertura de material flexível e o modo de botão virtual; e [045] a Figura 31 é um diagrama de fluxo que ilustra uma rotina para processar o sinal gerado com um interruptor de proximidade apresentando uma cobertura de material flexível, de acordo com uma concretização.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONCRETIZAÇÕES PREFERIDAS

[046] Conforme exigido, concretizações detalhadas da presente invenção são aqui descritas; no entanto, será entendido que as concretizações descritas são meramente exemplificativas da invenção que pode ser concretizada em várias formas alternativas. As figuras não são necessariamente apresentadas em um desenho detalhado; alguns esquemas podem ser exagerados ou minimizados para mostrar uma visão geral da função. Por isso, detalhes estruturais e funcionais específicos descritos aqui não serão interpretados como limitativos, mas meramente como uma base representativa para ensinar àquele versado na técnica a variadamente empregar a presente invenção.

[047] Com referência às Figuras 1 e 2, o interior de um veículo automotivo 10 é geralmente ilustrado apresentando um compartimento de passageiro e uma montagem de interruptor 20 que emprega uma pluralidade de interruptores de proximidade 22 apresentando monitoramento e determinação de ativação de interruptor, de acordo com uma concretização. O veículo 10 geralmente inclui um console suspenso 12 montado no revestimento do teto no lado inferior do teto ou do forro no topo do compartimento de passageiro de veículo, geralmente acima da área de assento de passageiro dianteira. A montagem de interruptor 20 apresenta uma pluralidade de interruptores de proximidade 22 dispostos próximos uns dos outros no console suspenso 12, de acordo com uma concretização. Os vários interruptores de proximidade 22 podem controlar qualquer de inúmeros dispositivos e funções de veículo, tal como controlar o movimento de um teto solar ou um moonroof 16, controlar o movimento de um dispositivo de sombra de moonroof 18, controlar a ativação de um ou mais dispositivos de iluminação, tais como lâmpadas de teto e de leitura/mapa internas 20, e vários outros dispositivos e funções. Entretanto, deve ser apreciado que os interruptores de proximidade 22 podem ser localizados em qualquer outro lugar no veículo 10, tal como no painel de instrumentos, em outros consoles, tal como um console central, integrados em uma tela de toque 14 para um sistema de rádio ou infoentretenimento, tal como um mostrador de navegação e/ou de áudio, ou localizados em qualquer outro lugar fora do veículo 10 de acordo com várias aplicações de veículo.

[048] Os interruptores de proximidade 22 são mostrados e descritos aqui como interruptores capacitivos, de acordo com uma concretização. Cada interruptor de proximidade 22 inclui pelo menos um sensor de proximidade que provê um campo de ativação de detecção para detectar contato ou proximidade estreita (por exemplo, dentro de um milímetro) de um usuário em relação a um ou mais sensores de proximidade, tal como um movimento de deslizamento do dedo de um usuário. Desse modo, o campo de ativação de detecção de cada interruptor de proximidade 22 é um campo capacitivo na concretização exemplificativa e o dedo do usuário apresenta condutividade elétrica e propriedades dielétricas que produzem uma mudança ou um distúrbio no campo de ativação de detecção, conforme deve ficar evidente àquele versado na técnica. Entretanto, deve ser também apreciado por aqueles versados na técnica que tipos adicionais ou alternativos de sensores de proximidade podem ser usados, tais como, mas não limitados a sensores indutivos, sensores ópticos, sensores de temperaturas, sensores resistivos, semelhantes, ou uma combinação dos mesmos. Os sensores de proximidade exemplificativos são descritos no Guia de Desenho de Sensores de Toque ATMEL® , 10620 D-AT42-04/09, de 9 de abril de 2009, a referência total do qual é aqui incorporada para referência.

[049] Os interruptores de proximidade 22 mostrados nas Figuras 1 e 2 proveem, cada qual, controle de um componente ou dispositivo de veículo ou proveem uma função de controle designada. Um ou mais dos interruptores de proximidade 22 podem ser dedicados a controlar o movimento de um teto solar ou um moonroof 16 de modo a fazer com que o moonroof 16 se mova em uma direção fechada ou aberta, a inclinar o moonroof, ou a deter o movimento do moonroof com base em um algoritmo de controle. Um ou mais outros interruptores de proximidade 22 podem ser dedicados a controlar o movimento de um dispositivo de sombra de moonroof 18 entre posições aberta e fechada. Cada um, o moonroof 16 ou o dispositivo de sombra 18, pode ser acionado por um motor elétrico em resposta ao acionamento do interruptor de proximidade correspondente 22. Outros interruptores de proximidade 22 podem ser dedicados a controlar outros dispositivos, tal como acender uma lâmpada de mapa/leitura interna 30, apagar uma lâmpada de mapa/leitura interna 30, acender ou apagar uma lâmpada de teto, destravar um porta-malas, abrir uma porta traseira, ou desmontar um interruptor de luz de porta. Controles adicionais via os interruptores de proximidade 22 podem incluir acionar vidros elétricos de porta para cima e para baixo. Vários outros controles de veículo podem ser controlados por meio de interruptores de proximidade 22 descritos aqui.

[050] Com referência à Figura 3, uma porção da montagem de interruptor de proximidade 20 é ilustrada apresentando um arranjo de três interruptores de proximidade dispostos em série 22 em relação estreita entre si em relação ao dedo de um usuário 34 durante o uso da montagem de interruptor 20. Cada interruptor de proximidade 22 inclui um ou mais sensores de proximidade 24 para gerar um campo de ativação de detecção. De acordo com uma concretização, cada dos sensores de proximidade 24 pode ser formado com a impressão de uma tinta condutiva sobre a superfície superior do console suspenso polimérico 12. Um exemplo de um sensor de proximidade de tinta impressa 24 é mostrado na Figura 4 apresentando, em geral, um eletrodo de acionamento 26 e um eletrodo receptor 28, cada qual apresentando dedos interdigitados para gerar um campo capacitivo 32. Deve ser apreciado que cada dos sensores de proximidade 24 pode ter outro modo formado, tal como com a montagem de um traçado de circuito condutivo pré-formado em um substrato, de acordo com outras concretizações. O eletrodo de acionamento 26 recebe pulsos de acionamento de onda quadrada aplicados na tensão V|. O eletrodo receptor 28 apresenta uma saída para gerar uma tensão de saída Vo. Deve ser apreciado que os eletrodos 26 e 28 podem ser dispostos em várias outras configurações para gerar o campo capacitivo como o campo de ativação 32.

[051] Na concretização mostrada e descrita aqui, o eletrodo de acionamento 26 de cada sensor de proximidade 24 é aplicado com entrada de tensão V como pulsos de onda quadrada apresentando um ciclo de pulso de carga suficiente para carregar o eletrodo receptor 28 em uma tensão desejada. O eletrodo receptor 28 serve assim como um eletrodo de medição. Na concretização mostrada, campos de ativação de detecção adjacentes 32 gerados por interruptores de proximidade adjacentes 22 se sobrepõem ligeiramente; contudo, a sobreposição pode não existir de acordo com outras concretizações. Quando um usuário ou operador, tal como o dedo do usuário 34, entrar em um campo de ativação 32, a montagem de interruptor de proximidade 20 detectará o distúrbio causado pelo dedo 34 ao campo de ativação 32 e determinará se o distúrbio é suficiente para ativar o interruptor de proximidade correspondente 22. O distúrbio do campo de ativação 32 é detectado com o processamento do sinal de pulso de carga associado com o canal de sinal correspondente. Quando o dedo do usuário 34 entrar em contato com dois campos de ativação 32, a montagem de interruptor de proximidade 20 detectará o distúrbio de ambos os campos de ativação em contato 32 via canais de sinal separados. Cada interruptor de proximidade 22 apresenta seu próprio canal de sinal dedicado que gera contagens de pulso de carga que são processadas, conforme discutido aqui.

[052] Com referência à Figura 5, a montagem de interruptor de proximidade 20 é ilustrada de acordo com uma concretização. Uma pluralidade de sensores de proximidade 24 é mostrada provendo entradas para um controlador 40, tal como um microcontrolador. O controlador 40 pode incluir circuitos de controle, tais como um microprocessador 42 e uma memória 48.

Os circuitos de controle podem incluir circuitos de controle de detecção que processam o campo de ativação de cada sensor 22 para detectar a ativação de usuário do interruptor correspondente com a comparação do sinal de campo de ativação a um ou mais limiares de acordo com uma ou mais rotinas de controle. Deve ser apreciado que outros circuitos de controle analógicos e/ou digitais podem ser empregados para processar cada campo de ativação, determinar a ativação de usuário, e iniciar um ação. O controlador 40 pode empregar um método de aquisição de QMatrix disponível pela ATMEL®, de acordo com uma concretização. O método de aquisição ATMEL emprega um compilador WINDOWS® host C/C++ e depurador WinAVR para simplificar o desenvolvimento e os testes da utilidade Hawkeye que permite o monitoramento em tempo real do estado interno de variáveis críticas no software bem como coleta de registros de dados para pós-processamento.

[053] O controlador 40 provê um sinal de saída para um ou mais dispositivos que são configurados para executar ações dedicadas responsivas à ativação correta de um interruptor de proximidade. Por exemplo, um ou mais dispositivos podem incluir um moonroof 16 apresentando um motor para mover o painel de moonroof entre as posições aberta, fechada e inclinada, um dispositivo de sombra de moonroof 18 que se move entre posições aberta e fechada, e dispositivos de iluminação 30 que podem ser ligados e desligados. Outros dispositivos podem ser controlados, tal como um rádio, para executar funções de ligar e desligar, o controle de volume, a varredura, e outros tipos de dispositivos para executar outras funções dedicadas. Um dos interruptores de proximidade 22 pode ser dedicado para acionar o fechamento do moonroof, outro interruptor de proximidade 22 pode ser dedicado para acionar a abertura do moonroof, e um interruptor adicional 22 pode ser dedicado para acionar o moonroof para uma posição inclinada, todos os quais fariam com que um motor movesse o moonroof para uma posição desejada. O dispositivo de sombra de moonroof 18 pode ser aberto em resposta a um interruptor de proximidade 22 e pode ser fechado responsivo a outro interruptor de proximidade 22.

[054] O controlador 40 é adicionalmente mostrado apresentando um comparador do analógico para o digital (A/D) 44 acoplado ao microprocessador 42. O comparador A/D 44 recebe a saída de tensão Vo de cada dos interruptores de proximidade 22, converte o sinal analógico em um sinal digital, e provê o sinal digital para o microprocessador 42. Adicionalmente, o controlador 40 inclui um contador de pulsos 46 acoplado ao microprocessador 42. O contador de pulsos 46 conta os pulsos de sinal de carga que são aplicados a cada eletrodo de acionamento de cada sensor de proximidade, executa uma contagem dos pulsos necessários para carregar o capacitor até que a saída de tensão Vo alcance uma tensão predeterminada, e provê a contagem para o microprocessador 42. A contagem de pulsos é indicativa da mudança na capacitância do sensor capacitivo correspondente. O controlador 40 é adicionalmente mostrado se comunicando com um buffer de drive modulado por largura de pulso 15. O controlador 40 provê um sinal modulado por largura de pulso para o buffer de drive modulado por largura de pulso 15 para gerar um trem de pulsos de onda quadrada V que é aplicado a cada eletrodo de acionamento de cada sensor/interruptor de proximidade 22. O controlador 40 processa uma rotina de controle 100 armazenada na memória para monitorar e fazer uma determinação quanto à ativação de um dos interruptores de proximidade.

[055] Nas Figuras 6-13, a mudança nas contagens de pulso de carga de sensor mostradas como Contagem de Sensor Δ para uma pluralidade de canais de sinal associados com uma pluralidade de interruptores de proximidade 22, tais como os três interruptores 22 mostrados na Figura 3, é ilustrada de acordo com vários exemplos. A mudança na contagem de pulso de carga de sensor é a diferença entre um valor de contagem de referência inicializada sem nenhum dedo ou outro objeto presente no campo de ativação e a leitura de sensor correspondente. Nestes exemplos, o dedo do usuário entra nos campos de ativação 32 associados com cada dos três interruptores de proximidade 22, geralmente um campo de ativação de detecção de cada vez com sobreposição entre campos de ativação adjacentes 32, à medida que o dedo do usuário se move através do arranjo de interruptores. O canal 1 é a mudança (Δ) na contagem de pulsos de carga de sensor associada com um primeiro sensor capacitivo 24, o canal 2 é a mudança na contagem de pulsos de carga de sensor associada com o segundo sensor capacitivo adjacente 24, e o canal 3 é a mudança na contagem de pulsos de carga de sensor associada com o terceiro sensor capacitivo 24 adjacente ao segundo sensor capacitivo. Na concretização descrita, os sensores de proximidade 24 são sensores capacitivos. Quando o dedo de um usuário estiver em contato com um sensor 24 ou em proximidade estreita com o mesmo, o dedo irá alterar a capacitância medida no sensor correspondente 24. A capacitância está em paralelo à capacitância parasítica de tecla de sensor não tocada, sendo assim medida como um deslocamento. A capacitância induzida por usuário ou operador é proporcional à constante dielétrica do dedo ou de outra parte do corpo do usuário, à superfície exposta à tecla capacitiva, e é inversamente proporcional à distância do membro do usuário ao botão de interruptor. De acordo com uma concretização, cada sensor é excitado com um trem de pulsos de tensão via eletrônica de modulação por largura de pulso (PWM) até que o sensor seja carregado até um potencial de tensão ajustado. Tal método de aquisição carrega o eletrodo receptor 28 em um potencial de tensão conhecido. O ciclo é repetido até que a tensão através do capacitor de medição alcance uma tensão predeterminada. A colocação do dedo de um usuário na superfície de toque do interruptor 24 introduz capacitância externa que aumenta a quantidade de carga transferida a cada ciclo, reduzindo assim o número total de ciclos exigidos para a capacitância de medição para alcançar a tensão predeterminada. O dedo do usuário faz com que a mudança na contagem de pulsos de carga de sensor aumente, uma vez que este valor se baseia na contagem de referência inicializada menos a leitura do sensor.

[056] A montagem de interruptor de proximidade 20 será capaz de reconhecer o movimento da mão do usuário, quando a mão, particularmente um dedo, estiver em proximidade estreita aos interruptores de proximidade 22, para discriminar se a intenção do usuário é a de ativar um interruptor 22, explorar um botão de interruptor específico enquanto foca em tarefas de maior prioridade, tal como dirigir, ou é o resultado de uma tarefa, tal como ajustar o espelho retrovisor que não tem nada a ver com o acionamento do interruptor de proximidade 22. A montagem de interruptor de proximidade 20 pode operar em um modo de exploração ou busca que permite que o usuário explore as teclas ou botões ao passar ou deslizar um dedo em proximidade estreita aos interruptores sem disparar uma ativação de um interruptor até que a intenção do usuário seja determinada. A montagem de interruptor de proximidade 20 monitora a amplitude de um sinal gerado em resposta ao campo de ativação, determina uma mudança diferencial no sinal gerado, e gera uma saída de ativação, quando o sinal diferencial exceder um limiar. Como resultado, a exploração da montagem de interruptor de proximidade 20 é permitida, tal que os usuários fiquem livres para explorar a tecla de interface de interruptor com seus dedos sem inadvertidamente disparar um evento, o tempo de resposta de interface é rápido, a ativação acontecerá quando o dedo entrar em contato com um painel de superfície, e a ativação inadvertida do interruptor é impedida ou reduzida.

[057] Com referência à Figura 6, à medida que o dedo do usuário 34 se aproxima de um interruptor 22 associado com o canal de sinal 1, o dedo 34 entra no campo de ativação 32 associado com o sensor 24, o que causa ruptura à capacitância, resultando assim em um aumento na contagem de sensor, conforme mostrado pelo sinal 50A apresentando um perfil de movimento de ativação típico. Um método de inclinação de rampa de entrada pode ser usado para determinar se o operador pretende pressionar um botão ou explorar a interface com base na inclinação da rampa de entrada no sinal 50A do sinal do canal 1 que surge do ponto 52 onde o sinal 50A cruza a contagem de nível ativo (LVL_ACTIVE) até o ponto 54 onde o sinal 50A cruza a contagem de nível de limiar (LCL_THRESHOLD), de acordo com uma concretização. A inclinação da rampa de entrada é a mudança diferencial no sinal gerado entre os pontos 52 e 54 que ocorreu durante o período de tempo entre os tempos tth e tac· Pelo fato de o nível de limiar - nível ativo do numerador geralmente mudar apenas na medida em que a presença de luvas é detectada, embora seja de outro modo uma constante, a inclinação pode ser calculada meramente como o tempo expirou para cruzar do nível ativo para o nível de limiar referido como tactive2threshold, que é a diferença entre o tth e tac. Um pressionamento direto sobre uma tecla de interruptor pode tipicamente ocorrer em um período de tempo referido como tdirectpush na faixa de cerca de 40 a 60 milissegundos. Se o tempo tactiVe2threshoid for menor ou igual ao tempo do pressionamento direto tdirectpush, então a ativação do interruptor será determinada como ocorrendo. De outro modo, o interruptor é determinado como estando em um modo de exploração.

[058] De acordo com outra concretização, a inclinação da rampa de entrar pode ser computada como a diferença no tempo do tempo tac no ponto 52 para o tempo tPk para atingir o valor de contagem de pico no ponto 56, referido como tempo tactive2peak· O tempo tactjVe2peak pode ser comparado a um pico de pressionamento direto, referido como tdirect_push_pk que pode ter um valor de 100 milissegundos de acordo com uma concretização. Se o tempo tactive2Peak for menor ou igual a tdirect_ppuhs_pk, a ativação do interruptor será determinada como ocorrendo. De outro modo, a montagem de interruptor opera em um modo de exploração.

[059] No exemplo mostrado na Figura 6, o sinal do canal 1 é mostrado aumentado na medida em que o distúrbio de capacitância aumenta, subindo rapidamente do ponto 52 para o valor de pico no ponto 56. A montagem de interruptor de proximidade 20 determina a inclinação da rampa de entrada na medida em que o período de tempo tactive2threshoid ou tactive2Peak para o sinal aumenta do primeiro limiar no ponto 52 para o segundo limiar no ponto 54 ou o limiar de pico no ponto 56. A inclinação ou mudança diferencial no sinal gerado é então usada para comparação com um limiar de pressionamento direto representativo tdjrect_push ou tdirect_push_pk para determinar a ativação do interruptor de proximidade. Especificamente, quando o tempo tactive2peak for menor do que tdirect_push ou tactive2threshoid for menor do que tdirect_push, a ativação do interruptor será determinada. De outro modo, a montagem de interruptor permanece no modo de exploração.

[060] Com referência à Figura 7, um exemplo de um movimento de deslizamento/exploração através de dois interruptores é ilustrado na medida em que o dedo passa ou desliza através do campo de ativação de dois sensores de proximidade adjacentes mostrados como canal 1 de sinal rotulado de 50A e canal 2 de sinal rotulado de 50B. À medida que o dedo do usuário se aproxima de um primeiro interruptor, o dedo entra no campo de ativação associado com o primeiro sensor de interruptor fazendo com que a mudança na contagem do sensor no sinal 50A aumente em uma taxa mais lenta de tal modo que uma mudança diferencial menor no sinal gerado seja determinada. Neste exemplo, o perfil do canal de sinal 1 experimenta uma mudança no tempo tactive2peak que é menor ou igual a tdirect_push, resultando assim na entrada no modo de busca ou exploração. Pelo fato de tactive2threshoid ser indicativo de uma mudança diferencial lenta no sinal gerado, nenhuma ativação do botão de interruptor será iniciada, de acordo com uma concretização. De acordo com outra concretização, pelo fato de o tempo tactive2peak não ser menor ou igual a tdirect_push_pk, indicativo de uma mudança diferencial lenta em um sinal gerado, nenhuma ativação é iniciada, de acordo com outra concretização. O segundo canal de sinal rotulado de 50B é mostrado como se tornando o sinal máximo no ponto de transição 58 e apresenta uma mudança ascendente na contagem de sensor Δ com uma mudança diferencial no sinal similar àquela do sinal 50A. Como resultado, o primeiro e o segundo canais 50A e 50B refletem um movimento deslizante do dedo através de dois sensores capacitivos no modo de exploração resultando em nenhuma ativação de cada interruptor. Com o uso do período de tempo tactive2threshoid ou tactive2peak, uma decisão pode ser tomada para ativar ou não um interruptor de proximidade, visto que seu nível de capacitância alcança o pico de sinal.

[061] Para um movimento de pressionamento direto lento, tal como mostrado na Figura 8, processamento adicional pode ser empregado para se ter certeza de que nenhuma ativação é pretendida. Conforme visto na Figura 8, o canal 1 de sinal identificado como sinal 50A é mostrado subindo mais lentamente durante cada período de tempo tactive2threshoid ou tactive2peak, o que resultaria na entrada no modo de exploração. Quando tal condição de deslizamento/exploração for detectada, com o tempo tactive2threshoid maior do que tdirect_push. se o canal que falha na condição fosse o primeiro canal de sinal que entra no modo de exploração, sendo ainda o canal máximo (canal com a maior intensidade) na medida em que sua capacitância cai abaixo de LVL_KEYUP_Threshold no ponto 60, então a ativação do interruptor será iniciada.

[062] Com referência à Figura 9, um movimento rápido do dedo de um usuário através da montagem de interruptor de proximidade é ilustrado sem nenhuma ativação dos interruptores. Neste exemplo, a mudança diferencial relativamente grande no sinal gerado para canais 1 e 2 é detectada para ambos os canais 1 e 2 mostrados pelas linhas 50A e 50B, respectivamente. A montagem de interruptor emprega um período de tempo retardado para retardar a ativação de uma decisão até o ponto de transição 58 no qual o segundo canal de sinal 50B é elevado acima do primeiro canal de sinal 50A. O retardo de tempo podería ser ajustado igual ao limiar de tempo tdirect_push_pk de acordo com uma concretização. Desse modo, com o emprego de um período de tempo de retardo antes de determinar a ativação de um interruptor, a exploração muito rápida dos teclas de proximidade impede uma ativação involuntária de um interruptor. A introdução do retardo de tempo na resposta pode tomar a interface menos responsiva e poderá trabalhar melhor, quando o movimento do dedo do operador for substancialmente uniforme.

[063] Se um evento de limiar anterior que não resultou em ativação fosse recentemente detectado, o modo de exploração poderia ser introduzido automaticamente, de acordo com uma concretização. Como resultado, uma vez que o acionamento inadvertido é detectado e rejeitado, mais atenção pode ser aplicada por um período de tempo no modo de exploração.

[064] Outra maneira de permitir que um operador entre no modo de exploração é usando uma ou mais áreas adequadamente marcadas e/ou texturizadas ou teclas na superfície do painel de interruptores associadas com os interruptores de proximidade dedicados com a função de sinalizar a montagem de interruptor de proximidade da intenção do operador de cegamente explorar. Uma ou mais teclas de engajamento de exploração podem ser localizadas em uma localização fácil de ser alcançada não provável para gerar atividade com outros canais de sinal. De acordo com outra concretização, uma tecla de engajamento de exploração não marcada maior pode ser empregada circundando toda a interface do interruptor. Tal tecla de exploração provavelmente seria encontrada primeiro na medida em que a mão do operador desliza através do acabamento no console suspenso procurando por um ponto de referência a partir da qual começa a exploração cega da montagem de interruptor de proximidade.

[065] Uma vez que a montagem de sensor de proximidade determina se um aumento na mudança na contagem de sensor é uma ativação de interruptor ou o resultado de um movimento de exploração, a montagem procede para determinar se e como o movimento de exploração deve terminar ou não em uma ativação de interruptor de proximidade. De acordo com uma concretização, a montagem de interruptor de proximidade procura por uma pressão estável em um botão de interruptor por pelo menos um período de tempo predeterminado. Em uma concretização específica, a quantidade de tempo é igual ou maior do que 50 milissegundos, e mais preferivelmente de cerca de 80 milissegundos. Exemplos da operação da montagem de interruptor que emprega uma metodologia de tempo estável são ilustrados nas Figuras 1013.

[066] Com referência à Figura 10, a exploração de três interruptores de proximidade correspondendo a canais de sinal 1-3 rotulados como sinais 50A-50C, respectivamente, é ilustrada enquanto um dedo desliza através de um primeiro e um segundo interruptores no modo de exploração, ativando então o terceiro interruptor associado com o canal de sinal 3. Visto que o dedo explora o primeiro e o segundo interruptores associados com os canais 1 e 2, nenhuma ativação é determinada devido a nenhum sinal estável nas linhas 50A e 50B. O sinal na linha 50A para o canal 1 começa na medida em que o valor de sinal máximo até o canal 2 na linha 50B se torna o valor máximo e finalmente o canal 3 se torna um valor máximo. O canal de sinal 3 é mostrado apresentando uma mudança estável na contagem de sensor perto do valor de pico por um período de tempo suficiente tstabie. tal como de 80 milissegundos, que é suficiente para iniciar a ativação do interruptor de proximidade correspondente. Quando a condição de disparo de nível de limiar tiver sido satisfeita e um pico tiver sido alcançado, o método de nível estável ativará o interruptor depois que o nível no interruptor estiver vinculado a uma faixa estreita por pelo menos o período de tempo tstabie- Isto permite que o operador explore os vários interruptores de proximidade e ative um interruptor desejado, uma vez que é considerado como mantendo a posição do dedo do usuário em proximidade ao interruptor por um período de tempo estável tstabie- [067] Com referência à Figura 11, é ilustrada outra concretização do método de nível estável, na qual o terceiro canal de sinal na linha 50C apresenta uma mudança na contagem de sensor que apresenta uma condição estável na descida do sinal. Neste exemplo, a mudança na contagem de sensor para o terceiro canal excede o nível de limiar e apresenta uma pressão estável detectada durante o período de tempo tstabie de tal modo que a ativação do terceiro interruptor seja determinada.

[068] De acordo com outra concretização, a montagem de interruptor de proximidade pode empregar um método de botão virtual que procura por um valor de pico inicial de mudança na contagem de sensor, enquanto no modo de exploração, seguido por um aumento sustentado adicional na mudança na contagem de sensor para fazer uma determinação para ativar o interruptor, conforme mostrado nas Figuras 12 e 13. Na Figura 12, o terceiro canal de sinal na linha 50C é elevado a um valor de pico inicial, aumentando então adicionalmente por uma mudança na contagem de sensor Cvb. Isto é equivalente a um dedo de usuário que varre suavemente a superfície da montagem de interruptor na medida em que desliza através da montagem de interruptor, que alcança o botão desejado, e que então pressiona o interruptor mecânico virtual de tal modo que o dedo do usuário pressione a superfície de contato do interruptor e aumente a porção de volume do dedo mais perto do interruptor. O aumento na capacitância é causado pela maior superfície da ponta do dedo, conforme é comprimido na superfície da tecla. A maior capacitância poderá ocorrer imediatamente depois da detecção de um valor de pico mostrado na Figura 12 ou poderá ocorrer seguindo uma diminuição gradativa na mudança na contagem de sensor, conforme mostrado na Figura 13. A montagem de interruptor de proximidade detecta um valor de pico inicial seguido por uma maior mudança adicional na contagem de sensor indicada pela capacitância Cvb em um nível estável ou um período de tempo estável tstabie· Um nível estável de detecção geralmente indica nenhuma mudança no ruído ausente de valor de contagiem de sensor ou uma pequena mudança no ruído ausente de valor de contagem de sensor que pode ser predeterminada durante a calibração.

[069] Deve ser apreciado que um período de tempo mais curto tstabie pode resultar em ativações acidentais, especialmente seguindo uma inversão na direção do movimento do dedo, e que um período de tempo mais longo tstabie pode resultar em uma interface menos responsiva.

[070] Deve ser também apreciado que tanto o método de valor estável quanto o método de botão virtual podem estar ativos ao mesmo tempo. Assim, o tempo estável tstabie pode ser relaxado para ser mais longo, tal como um segundo, uma vez que o operador pode sempre disparar o botão usando o método de botão virtual sem esperar pelo intervalo de pressão estável.

[071] A montagem de interruptor de proximidade pode adicionalmente empregar a rejeição de ruído robusto para impedir acionamentos inadvertidos importunos. Por exemplo, com um console suspenso, a abertura e o fechamento acidentais do moonroof devem ser evitados. A rejeição de ruído extremo pode acabar rejeitando ativações pretendidas, o que deve ser evitado. Uma abordagem para rejeitar ruído é a de verificar se múltiplos canais adjacentes estão reportando eventos de disparo simultâneos e, caso positivo, selecionar o canal de sinal com o sinal mais alto e ativá-lo, ignorando assim todos os outros canais de sinal até a liberação do canal de sinal selecionado.

[072] A montagem de interruptor de proximidade 20 pode incluir um método de rejeição de ruído de assinatura com base em dois parâmetros, isto é, um parâmetro de assinatura que é a relação entre o canal entre a maior intensidade (max_channel) e todo o nível acumulativo (sum_channel), e o parâmetro dac que é o número de canais que estão pelo menos em certa relação do max_channel. Em uma concretização, o dac adac = 0,5. O parâmetro de assinatura pode ser definido pela seguinte equação: [073] O parâmetro dac pode ser definido pela seguinte equação: , Vchannels, > α. , , dac = 1 dac maxchannel.

[074] Dependendo do dac, para uma ativação reconhecida a não ser rejeitada, o canal tem geralmente que estar limpo, isto é, a assinatura tem que ser maior do que um limiar predefinido. Em uma concretização, adac =0,4, e adac=2 = 0,67. Se o dac for maior do que 2, a ativação será rejeitada de acordo com uma concretização.

[075] Quando uma decisão de ativar ou não um interruptor for tomada na fase descendente do perfil, então, em vez de max_channel e sum_channel, seus valores de pico peak_mac_channel e peak_sum_channel poderão ser usados para calcular a assinatura. A assinatura pode ter a seguinte equação: peak max channel max(max channel(t)) assinatura = -—=------=--------=---------=--------—. peak_sum_channel max(sum_channel(t)) [076] Um modo de busca de disparos de rejeição de ruído pode ser empregado. Quando uma ativação detectada for rejeitada por causa de uma assinatura suja, o modo de busca ou de exploração deverá ser automaticamente engajado. Desse modo, quando da exploração cega, um usuário poderá alcançar com todos os dedos estendidos procurando estabelecer um quadro de referência a partir do qual deve ser iniciada a busca. Isto pode disparar múltiplos canais ao mesmo tempo, resultando assim em uma assinatura pobre.

[077] Com referência à Figura 14, um diagrama de estados é mostrado para a montagem de interruptor de proximidade 20 em uma implementação de máquina de estado, de acordo com uma concretização. A implementação de máquina de estado é mostrada apresentando cinco estados incluindo o estado SW-NONE 70, o estado SW_ACTIVE 72, o estado SW_THRESHOLD 74, o estado SWJHUNTING 76 e o estado SWITCH_ACTIVATED 78. O estado SW_NONE 70 é o estado no qual não é detectada nenhuma atividade de sensor. O estado SW_ACTIVE é o estado no qual alguma atividade é detectada pelo sensor, mas não suficiente para disparar a ativação do interruptor nesse ponto no tempo. O estado SW_THRESHOLD é o estado no qual atividade, conforme determinada pelo sensor, é alta o suficiente para garantir a ativação, a busca/exploração, ou o movimento casual da montagem de interruptor. O estado SW_HUNTING 76 será introduzido quando o padrão de atividade, conforme determinado pela montagem de interruptor, for compatível com a interação de exploração/busca. O estado SWITCH_ACTIVATED 78 é o estado no qual a ativação de um interruptor foi identificada. No estado SWITCH_ACTIVATED 78, o botão de comutador irá permanecer ativo e nenhuma outra seleção será possível até que o interruptor correspondente seja solto.

[078] O estado da montagem de interruptor de proximidade 20 muda dependendo da detecção e do processamento dos sinais detectados. Quando no estado SW_NONE 70, o sistema 20 pode avançar para o estado SW_ACTIVE 72, quando alguma atividade for detectada por um ou mais sensores. Se atividade suficiente para garantir ativação, busca ou movimento causai for detectada, o sistema 20 poderá proceder diretamente para o estado SW_threshold 74. Quando no estado SW_THRESHOLD 74, o sistema 20 poderá proceder para o estado SWJHUNTING 76, quando um padrão indicativo de exploração for detectado, ou poderá proceder diretamente para o estado ativado de interruptor 78. Quando uma ativação de interruptor estiver no estado SWJHUNTING, uma ativação do interruptor poderá ser detectada para mudar para o estado SWITCH_ACTIVATED 78. Se o sinal for rejeitado e ação inadvertida for detectada, o sistema 20 poderá retornar para o estado SW-NONE 70.

[079] Com referência à Figura 15, é mostrado o método principal 100 de monitorar e determinar, quando da geração de uma saída de ativação com a disposição de interruptor de proximidade, de acordo com uma concretização. O método 100 começa na etapa 102 e procede para a etapa 104 para executar uma calibração inicial que pode ser executada uma vez. Os valores de canal de sinal calibrados são computados dos dados de canal brutos e valores de referência calibrados com a subtração do valor de referência dos dados brutos na etapa 106. Depois, na etapa 108, de todas as leituras de sensor de canal de sinal, são calculados o valor de contagem mais alto referenciado como max_channel e a soma de todas as leituras do sensor de canal referida como sum_channel. Além disso, o número de canais ativos é determinado. Na etapa 110, o método 100 calcula a faixa recente do max_channel e do sum_channel para determinar posteriormente se o movimento está progredindo ou não.

[080] Depois da etapa 110, o método 100 procede para a etapa de decisão 112 para determinar se qualquer dos interruptores está ativo. Se nenhum interruptor estiver ativo, o método 100 procederá para a etapa 114 para executar uma calibração em tempo real online. De outro modo, o método 116 processa a soltura do interruptor na etapa 116. Consequentemente, se um interruptor já estiver ativo, então o método 100 procederá para um módulo onde ele espera e trava toda a atividade até sua soltura.

[081] Depois da calibração em tempo real, o método 100 procede para a etapa de decisão 118 para determinar se há qualquer bloqueio de canal indicativo de ativação recente e, caso positivo, procederá para a etapa 120 para diminuir o timer de bloqueio de canal. Se não for detectado nenhum bloqueio, o método 100 procederá para a etapa de decisão 122 para procurar por um novo max_channel. Se o max_channel atual tiver mudado de tal modo que haja um novo max_channel, o método 100 procederá para a etapa 124 para restabelecer o max_channel, somar as faixas, e ajustar os níveis de limiar. Desse modo, se um novo max_channel for identificado, o método restabelecerá as faixas de sinal recentes, e atualizará, caso necessário, os parâmetros de busca/exploração. Se o swtich_status for menor do que SW ACTIVE, então a bandeira de busca/exploração será ajustada igual a verdadeiro e o status do interruptor será ajustado igual a SW_NONE. Se o max_channel atual não tiver mudado, o método 100 procederá para a etapa 126 para processar o status de dedo desprotegido (nenhuma luva) de max_channel. Isto pode incluir processar a lógica entre os vários estados, conforme mostrado no diagrama de estados da Figura 14.

[082] Depois da etapa 126, o método 100 procede para a etapa de decisão 128 para determinar se qualquer interruptor está ativo. Se não for detectada nenhuma ativação de interruptor, o método 100 procederá para a etapa 130 para detectar uma possível presença de luva na mão do usuário. A presença de uma luva pode ser detectada com base em uma mudança reduzida no valor de contagem de capacitância. O método 100 procede então para a etapa 132 para atualizar o histórico passado do max_channel e sum_channel. O índice do interruptor ativo, caso haja algum, será então emitido para o módulo de hardware de software na etapa 134 antes de terminar na etapa 136.

[083] Quando um interruptor estiver ativo, uma rotina de soltura de interruptor de processo será ativada, a qual é mostrada na Figura 16. A rotina de soltura de interruptor de processo 116 começa na etapa 140 e procede para a etapa de decisão 142 para determinar se o canal ativo é menor do que LVL_RELEASE e, caso positivo, termina na etapa 152. Se o canal ativo for menor do que o LVL_RELEASE, então a rotina 116 procederá para a etapa de decisão 144 para determinar se LVL_DELTA_THRESHOLD é maior do que 0 e, caso negativo, procederá para a etapa 146 para elevar o nível de limiar, se o sinal for mais forte. Isto pode ser conseguido com o decréscimo de LVL_DETLA_THRESHOLD. A etapa 146 também ajusta o limiar, libera e ativa níveis. A rotina 116 procede então para a etapa 148 para restabelecer o timer de histórico máximo e de soma do canal para parâmetros de busca/exploração de sinal estável longo. O status do interruptor é ajustado igual a SW NONE na etapa 150 antes de terminar na etapa 152. Para sair do módulo de soltura de interruptor de processo, o sinal no canal ativo tem que cair abaixo de LVL_RELEASE, o que é um limiar adaptativo que mudará na medida em que a interação de luva é detectada. Conforme o botão de interruptor é solto, todos os parâmetros internos são restabelecidos e um timer de bloqueio é iniciado para impedir ativações adicionais antes de certo tempo de espera ter decorrido, tal como de 100 milissegundos. Adicionalmente, os níveis de limiar são adaptados em função da presença de luvas ou não.

[084] Com referência à Figura 17, é ilustrada uma rotina 200 para determinar a mudança de status do estado SW_NONE para o estado SW_ACTIVE, de acordo com uma concretização. A rotina 200 começa na etapa 202 para processar o estado SW_NONE, e então procede para a etapa de decisão 204 para determinar se o max_channel_ é maior do que LVL_ACTIVE. Se o max_channel for maior do que LVL ACTIVE, então a montagem de interruptor de proximidade mudará o estado do estado de SW_NONE para o estado de SW_ACTIVE e terminará na etapa 210. Se o max_channel não for maior do que LVL_ACTIVE, a rotina 200 verificará se restabelece a bandeira de busca na etapa 208 antes de terminar na etapa 210. Desse modo, o status mudará do estado de SW_NONE para o estado SW_ACTIVE, quando o max_channel disparar acima de LVL_ACTIVE. Se os canais permanecerem abaixo deste nível, depois de certo período de espera, a bandeira de busca, caso esteja ajustada, será restabelecida em nenhuma busca, que é uma maneira de se afastar do modo de busca.

[085] Com referência à Figura 18, é ilustrado um método 220 para processar o estado do estado SW_ACTIVE que muda para o estado SW_THRESHOLD ou para o estado SW_NONE, de acordo com uma concretização. O método 220 começa na etapa 222 e procede para a etapa de decisão 224. Se max_channel não for maior do que LVL_THRESHOLD, então o método 220 procederá para a etapa 226 para determinar se o max_channel é menor do que LVL_ACTIVE, e, caso positivo, procederá pra a etapa 228 para mudar o status do interruptor para SW_NONE. Consequentemente, o status da máquina de estado se moverá do estado de SW_ACTIVE para o estado de SW_NONE, quando o sinal de max_channel cair abaixo de LVL_ACTIVE. Um valor delta pode ser também subtraído de LVL_ACTIVE para introduzir alguma histerese. Se o max_channel for maior do que LVL_THRESHOLD, então a rotina 220 procederá para a etapa de decisão 230 para determinar se um evento de limiar recente ou uma luva foram detectados e, caso positivo, ajustará a busca na bandeira igual a verdadeiro na etapa 232. Na etapa 234, o método 220 comuta o status para o estado SW_THRESHOLD antes de termina na etapa 236. Desse modo, se o max_channel disparar acima do LVL_THRESHOLD, o status mudará para o estado de SW_THRESHOLD. Se luvas forem detectadas ou um evento de limiar anterior que não resultou em ativação fosse recentemente detectado, então o modo de busca/exploração poderia ser introduzido automaticamente.

[086] Com referência à Figura 19, é ilustrado um método 240 de determinar a ativação de um interruptor do estado de SW_TFIRESFIOLD, de acordo com uma concretização. O método 240 começa na etapa 242 para processar o estado de SW_THRESHOLD e procede para o bloco de decisão 244 para determinar se o sinal é estável ou se o canal de sinal está em um pico e, caso negativo, terminará na etapa 256. Se o sinal estiver estável ou o canal de sinal estiver em um pico, então o método 240 procederá para a etapa de decisão 246 para determinar se o modo de busca ou exploração está ativo e, caso positivo, saltará para a etapa 250. Se o modo de busca e exploração não estiver ativo, o método 240 procederá para a etapa de decisão 248 para determinar se o canal de sinal que está limpo e ativo rápido é maior do que um limiar e, caso positivo, ajustará o interruptor ativo igual ao canal máximo na etapa 250. O método 240 procede para o bloco de decisão 252 para determinar se há um interruptor ativo e, caso positivo, termina na etapa 256. Se não houver nenhum interruptor ativo, o método 240 procederá para a etapa 254 para inicializar as variáveis de busca SWITCH_STATUS ajustadas iguais a SWITCHJHUNTING e PEAK_MAX_BASE iguais a MAX_CHANNELS, antes de terminar na etapa 256.

[087] No estado SW_THRESHOLD, nenhuma decisão será tomada até que um pico em MAX_CHANNEL é detectado. A detecção do valor de pico é condicionada em uma inversão na direção do sinal, ou tanto o MAX_CHANNEL quanto o SUM_CHANNEL permanecem estáveis (vinculados a uma faixa) por pelo menos certo intervalo, tal como de 60 milissegundos. Uma vez que o pico é detectado, a bandeira de busca é verificada. Se o modo de busca estiver desativado, será aplicado o método de inclinação de rampa de entrada. Se o SW_ACTIVE a SW_THRESHOLD for menor do que um limiar, tais como de 16 milissegundos, e a assinatura do método de rejeição de ruído indicá-lo como um evento de disparo válido, então o estado será mudado para SWITCH-ACTIVE e o processo será transferido para o módulo de PROCESS_SWITCH_RELEASE; de outro modo, a bandeira de busca será ajustada igual a verdadeiro. Se o método de ativação retardado for empregado no lugar da ativação imediata do interruptor, o estado será mudado para SW_DELAYED_ACTIVATION, onde um retardo será imposto, no final do qual o botão será ativado, se o índice de MAX_CHANNEL atual não tiver mudado.

[088] Com referência à Figura 20, é ilustrado um método de botão virtual que implementa o estado de SW_HUNTING, de acordo com uma concretização. O método 260 começa na etapa 262 para processar o estado de SW_HUNTING e procede para a etapa de decisão 264 para determinar se o MAX_CHANNEL caiu abaixo do LVL_KEYUP_THRESHOLD e, caso positivo, ajusta MAX_PEAK_BASE igual a MIN(MAX_PEAK_BASE, MAX_CHANNEL) na etapa 272. Se o MAX_CHANNEL tiver caído abaixo do LVL_KEYUP_THRESHOLD, então o método 260 procederá para a etapa 266 para empregar o método de busca de disparo do primeiro canal para verificar se o evento deve disparar a ativação do botão. Isto será determinado ao determinar se o primeiro e único canal é atravessado e o sinal está limpo. Caso positivo, o método 260 ajusta o interruptor ativo igual ao canal máximo na etapa 270 antes de terminar na etapa 282. Se o primeiro e único canal não for atravessado ou se o sinal não estiver limpo, o método 260 procederá para a etapa 268 para desistir e determinar um acionamento inadvertido e ajustar o SWTICH_STATUS igual ao estado SW_NONE antes de terminar na etapa 282.

[089] Depois da etapa 272, o método 260 procede para a etapa de decisão 274 para determinar se o canal é clicado. Isto pode ser determinado por se MAX_CHANNEL é maior do que MAX_PEAK_BASE mais delta. Se o canal tiver sido clicado, o método 260 procederá para a etapa de decisão 276 para determinar se o sinal é estável e está limpo e, caso positivo, ajustará o estado de interruptor ativo ao canal máximo na etapa 280 antes de terminar na etapa 282. Se o canal não tiver sido clicado, o método 260 procederá para a etapa de decisão 278 para ver se o sinal é longo, estável e limpo, e caso, positivo, procederá para a etapa 280 para ajustar o interruptor ativo igual ao canal máximo antes de terminar na etapa 282.

[090] A montagem de interruptor de proximidade 20 pode incluir um modo de botão virtual, de acordo com outra concretização. Com referência às Figuras 21-27, a montagem de interruptor de proximidade apresentando um modo de botão virtual e um método de ativar o interruptor de proximidade com o modo de botão virtual é mostrada aí, de acordo com esta concretização. A montagem de interruptor de proximidade pode incluir um ou mais interruptores de proximidade, cada qual provendo um campo de ativação de detecção e circuitos de controle para controlar o campo de ativação de cada interruptor de proximidade para detectar ativação. Os circuitos de controle monitoram sinais indicativos dos campos de ativação, determinam uma primeira amplitude estável do sinal por um período de tempo, determinam uma segunda amplitude estável subsequente do sinal durante o período de tempo, e irão gerar uma saída de ativação quando o segundo sinal estável exceder o primeiro sinal estável por um grau conhecido. O método pode ser empregado pela montagem de interruptor de proximidade e inclui as etapas de gerar um campo de ativação associado com cada um ou mais de uma pluralidade de sensores de proximidade, e de monitorar um sinal indicativo de cada campo de ativação associado. O método também inclui as etapas de determinar uma primeira amplitude, quando o sinal estiver estável por um período de tempo mínimo, e de determinar uma segunda amplitude, quando o sinal estiver estável durante o período de tempo mínimo. O método adicionalmente inclui a etapa de gerar uma saída de ativação, quando a segunda amplitude exceder a primeira amplitude por um grau conhecido. Como resultado, um modo de botão virtual é provido para o interruptor de proximidade que impede ou reduz ativações involuntárias ou falsas que podem ser causadas por um dedo que explora uma pluralidade de botões de interruptor de proximidade e que muda direções ou por um dedo coberto por uma luva.

[091] Na Figura 21, a exploração e a ativação de um interruptor de proximidade são mostradas para um dos canais de sinal rotulados como sinal 50, à medida que o dedo de um usuário desliza através do interruptor correspondente, entra em um modo de exploração, e procede para ativar o interruptor no modo de botão virtual. Deve ser apreciado que o dedo de um usuário pode explorar uma pluralidade de interruptores capacitivos, conforme ilustrado nas Figuras 10-12, nos quais os sinais associados com cada dos canais de sinal correspondentes são gerados na medida em que o dedo passa através do campo de ativação de cada canal. Uma pluralidade de canais de sinal pode ser processada ao mesmo tempo, e o canal de sinal máximo pode ser processado para determinar a ativação do interruptor de proximidade correspondente. Nos exemplos providos nos diagramas de sinal das Figuras 21-25, é mostrado um único canal de sinal associado com um interruptor; contudo, uma pluralidade de canais de sinal poderia ser processada. O sinal 50 associado com um dos canais de sinal é mostrado na Figura 21 subindo até um nível de limiar ativo 320 no ponto 300, em cujo ponto o sinal entra no modo de exploração. O sinal 50 continua, depois disso, a ser elevado e alcança uma primeira amplitude, em cujo ponto o sinal fica estável por um período de tempo mínimo, mostrado como Tstable que é mostrado no ponto 302. No ponto 302, o sinal 50 entra no modo de botão virtual e estabelece um primeiro valor base Cbase que é a contagem de sinal delta no ponto 302. Neste ponto, o modo de botão virtual estabelece um limiar de ativação incrementai como uma função do valor base Cbase multiplicado por uma constante KVb- O limiar de ativação para determinar uma ativação pode ser representado por: (1+ Kvb) X Cbase, onde Kvb é uma constante maior do que zero. O modo de botão virtual continua a monitorar o sinal 50 para determinar se ele alcança uma segunda amplitude estável durante o período de tempo mínimo Tstable que ocorre no ponto 304. Neste ponto 304, o modo de botão virtual compara a segunda amplitude estável à primeira amplitude estável e determina se a segunda amplitude excede a primeira amplitude pelo grau conhecido de Kvb x Cbase. Se a segunda amplitude exceder a primeira amplitude pelo grau conhecido, uma saída de ativação para o interruptor de proximidade será então gerada.

[092] De acordo com esta concretização, uma amplitude de sinal estável tem que ser mantida pelo canal de sinal por pelo menos um período de tempo mínimo Tstable antes de entrar no modo de botão virtual ou determinar ativação do interruptor. O valor do sensor, à medida que ele entra no modo de botão virtual, é registrado como Cbase. O método monitora para quando uma amplitude de sinal estável subsequente é obtida novamente antes de um período de intervalo. Se uma amplitude de sinal estável for obtida novamente antes do período de intervalo que expira com um valor de contagem delta maior do que uma porcentagem desejada, tal como de 12,5 porcento do Cbase registrado anterior, então a ativação será disparada. De acordo com uma concretização, um aumento de contagem de sinal delta percentual de pelo menos 10 porcento é provido por Kvb x Cbase.

[093] O multiplicador Kvb é um fator de pelo menos 0,1 ou pelo menos 10 porcento do valor de Cbase, de acordo com uma concretização. De acordo com outra concretização, o multiplicador Kvb é ajustado em cerca de 0,125 que equivalem a 12,5 porcento. O período de tempo estável Tstable pode ser ajustado em um tempo de pelo menos 50 milissegundos, de acordo com uma concretização. De acordo com outra concretização, o período de tempo estável Tstable pode ser ajustado na faixa de 50 a 100 milissegundos. A amplitude estável pode ser determinada pela amplitude de sinal que é substancialmente estável em uma faixa dentro de duas vezes o tamanho de ruído estimado no sinal de acordo com uma concretização, ou dentro de 2,5 a 5,0 porcento do nível de sinal, de acordo com outra concretização, ou uma combinação de duas vezes o ruído estimado do sinal acrescido em 2,5 a 5,0 porcento do nível de sinal, de acordo com uma concretização adicional.

[094] Com referência à Figura 22, um sinal 50 para um canal de sinal associado com um interruptor de proximidade é ilustrado entrando no modo de exploração no ponto 300 e procedendo para alcançar uma primeira amplitude estável, quando a amplitude de sinal estável existir por um período de tempo mínimo Tstable no ponto 302 no qual o modo de botão virtual é introduzido. Neste ponto, o valor de Cbase é determinado. Depois disso, o sinal 50 é mostrado caindo e novamente subindo para uma segunda amplitude, quando o sinal estiver estável durante o período de tempo mínimo Tstable no ponto 306. Contudo, nesta situação, a segunda amplitude no ponto 306 não excede o valor base Cbase do sinal no ponto 302 pelo grau conhecido de Kvb x Cbase, e, como resultado, não gera uma saída de ativação para o interruptor.

[095] Com referência à Figura 23, é ilustrado um sinal 50 associado com um canal de sinal entrando no modo de exploração no ponto 300 e procedendo para alcançar uma primeira amplitude por um período de tempo estável Tstable no ponto 302 no qual é introduzido o modo de botão virtual e Cbase é determinado. Depois disso, o sinal 50 continua a subir para uma segunda amplitude que é estável durante o período de tempo mínimo Tstable no ponto 308. Contudo, no ponto 308, a segunda amplitude não excede o valor base Cbase do sinal estabelecido na primeira amplitude no ponto 302 pelo grau conhecido de Kvb x Cbase; assim, a montagem de interruptor de proximidade não dispara uma saída de interruptor. Entretanto, um novo valor base atualizado é gerado para Cbase no ponto 308 e é usado para determinar o grau conhecido para comparação com a próxima amplitude estável. O sinal 50 é mostrado caindo e depois subindo para uma terceira amplitude que é estável durante o período de tempo mínimo Tstable no ponto 310. A terceira amplitude excede a segunda amplitude em mais do que o grau conhecido Kvbx Cbase de tal modo que uma saída de ativação para o interruptor seja gerada.

[096] Com referência à Figura 24, outro exemplo de um sinal 50 é ilustrado entrando no modo de exploração no ponto 300 e continuando a subir para uma primeira amplitude que é estável por um período de tempo mínimo Tstable no ponto 302 no qual o modo de botão virtual é introduzido e Cbase é determinado. Depois disso, o sinal 50 é mostrado caindo para uma segunda amplitude que é estável durante o período de tempo mínimo Tstable no ponto 312. No ponto 312, a segunda amplitude não excede a primeira amplitude pelo grau conhecido de Kbv x Cbase de tal modo que um disparo do sinal não seja gerado. Contudo, um valor base atualizado Cbase é gerado no ponto 312. Depois disso, o sinal 50 continua a subir para uma terceira amplitude que é estável durante o período de tempo mínimo Tstable no ponto 310. A terceira amplitude excede a segunda amplitude pelo grau conhecido Kvb x Cbase de tal modo que uma saída de disparo ou ativação para o interruptor seja gerada.

[097] Com referência à Figura 25, outro exemplo de um sinal 50 para um canal de sinal é mostrado entrando no modo de exploração no ponto 300 e procedendo para alcançar uma primeira amplitude que é estável durante o período de tempo mínimo Tstable no ponto 302 e, portanto, entra no modo de botão virtual e determina Cbase. Depois, o sinal 50 continua a subir para uma segunda amplitude que é estável durante o período de tempo Tstable no ponto 308. A segunda amplitude não excede a primeira amplitude pelo grau conhecido de tal modo que um disparo do interruptor não seja gerado neste ponto. Depois disso, o sinal 50 é mostrado caindo para o ponto 314 e, no processo de se fazer isto, um timer de restabelecimento é interrompido, uma vez que a última amplitude estável tenha sido recebida, conforme mostrado pelo tempo Treset. Quando o timer de restabelecimento for interrompido, no ponto 314, o modo de botão virtual será deixado e o modo de exploração será introduzido, uma vez que o modo de botão virtual é deixado. Quando isto ocorrer, o Cbase determinado anterior não é mais válido. Depois disso, o sinal 50 é mostrado subindo para uma terceira amplitude que é estável durante o período de tempo mínimo Tstable no ponto 316. Neste ponto, a terceira amplitude estabelece um Cbase atualizado que é usado para determinar futuras ativações do interruptor. Depois disso, o sinal 50 é adicionalmente mostrado caindo abaixo do valor limiar ativo 320, em cujo caso o modo de botão virtual é deixado sem quaisquer ativações.

[098] Um método de ativar um interruptor de proximidade com um modo de botão virtual usando a montagem de interruptor de proximidade é ilustrado nas Figuras 26 e 27. Com referência à Figura 26, o método 400 começa na etapa 402 e procede para adquirir todos os canais de sinal associados com todos os interruptores de proximidade na etapa 404. O método 400 procede para o bloco de decisão 406 para determinar se o estado é ajustado no estado ACTIVE e, caso positivo, verifica a soltura do interruptor na etapa 414 antes de terminar na etapa 416. Se o estado não for ajustado no estado ACTIVE, o método 400 procederá para a etapa 408 para encontrar o canal máximo (CHT). Depois, uma vez que o canal máximo tenha sido encontrado, a rotina 400 procederá para a etapa 410 para processar o método de botão virtual de canal máximo (CHT) antes de terminar na etapa 416. O método de botão virtual de canal máximo de processo 410 é ilustrado na Figura 27 e descrito abaixo. Deve ser apreciado que o método 400 pode incluir uma etapa opcional 412 para também processar o sinal de canal máximo usando um método de tocar levemente para detectar um usuário tocando levemente em um interruptor de proximidade de modo a gerar uma saída de ativação.

[099] O método de botão virtual de canal máximo de processo 410 mostrado na Figura 27 começa na etapa 420 e procede para a etapa 422 pra introduzir o sinal de canal máximo. Consequentemente, o canal de sinal máximo associado com um dos interruptores de proximidade é processado para determinar o estado de modo de botão virtual e ativação do interruptor. Na etapa de decisão 424, o método 410 determina se o interruptor é ajustado ao estado de modo de botão virtual e, caso positivo, procede para a etapa de decisão 426 para determinar se o valor de canal de sinal é menor do que o limiar ativo. Se o canal de sinal for menor do que o limiar ativo, o método 410 procederá para a etapa 428 para ajustar o estado igual a ΝΟΝΕ e retornará para o início. Se o canal de sinal não for menor do que o valor limiar ativo, o método 410 procederá para a etapa de decisão 430 para determinar se o sinal apresenta uma primeira amplitude estável por um período de tempo maior do que o período de tempo estável Tstable. Se o canal de sinal estável na primeira amplitude for estável por um período de tempo maior do que Tstable, o método 410 procederá para a etapa de decisão 432 para determinar se o canal de sinal não é estável por um período de tempo que excede o período de tempo de restabelecimento Treset e, caso negativo, retorna para a etapa 422. Se o canal de sinal não for estável por um período de tempo que excede o período de tempo de restabelecimento Treset, o método 410 procederá para ajustar o estado igual ao estado de exploração/busca e finalizará na etapa 460.

[100] De volta à etapa de decisão 430, se o canal de sinal for estável por um período de tempo que excede o período de tempo estável Tstable, o método 410 procederá para a etapa de decisão 436 para determinar se o sinal Ch(t) é maior do que Cbase por um grau conhecido definido por KVb c Cbase e, caso positivo, ajustará o estado do interruptor em ativo de modo a gerar uma saída de ativação antes de terminar na etapa 460. Se o sinal não exceder Cbase pelo grau conhecido de Kvb x CbaSe, o método 410 procederá para ajustar o novo valor Cbase na amplitude de sinal estável corrente na etapa 440, antes de terminar na etapa 460.

[101] De volta à etapa de decisão 424, se o estado do interruptor não for ajustado no modo de botão virtual, o método 410 procederá para a etapa de decisão 442 para determinar se o estado é ajustado no estado de exploração e, caso positivo, procederá para a etapa de decisão 444 para determinar se o sinal é maior do que o limiar ativo e, caso negativo, ajustará o estado igual ao estado ΝΟΝΕ e terminará na etapa 460. Se o sinal for maior do que o limiar ativo, o método 410 procederá para a etapa de decisão 448 para determinar se o sinal é estável em uma amplitude por um período de tempo que excede o período de tempo mínimo Tstable e, caso negativo, termina na etapa 460. Se o sinal for estável em uma amplitude por um período de tempo que excede o período de tempo mínimo Tstable, o método 410 procederá para a etapa 450 para ajustar o estado para o interruptor ao estado de botão virtual e para estabelecer o novo valor Cbase para o canal de sinal na etapa 450 antes de terminar na etapa 460.

[102] De volta à etapa de decisão 442, se o estado do interruptor não for ajustado no estado de exploração/busca, o método 410 procederá para a etapa de decisão 452 para determinar se o sinal é maior do que o limiar ativo e, caso negativo, terminará na etapa 460. Se o sinal for maior do que o limiar ativo, o método 410 procederá para a etapa de decisão 454 para ajustar o estado ao estado de exploração/busca antes de terminar na etapa 460.

[103] Consequentemente, a montagem de interruptor de proximidade apresentando o método de botão virtual 410 vantajosamente provê uma melhor detecção de ativação de interruptor de botão virtual e uma rejeição aperfeiçoada de ativações involuntárias. O método 410 pode vantajosamente detectar uma ativação de um interruptor enquanto rejeita ativações involuntárias que poderão ser detectadas quando um dedo explorar a montagem de interruptor e inverter a direção ou na qual o dedo do usuário está coberto por uma luva. A detecção de ativação aperfeiçoada vantajosamente provê uma montagem de interruptor de proximidade aperfeiçoada.

[104] Consequentemente, a rotina de determinação vantajosamente determina a ativação dos interruptores de proximidade. A rotina vantajosamente permite que um usuário explore as teclas de interruptor de proximidade, o que pode ser particularmente útil em uma aplicação automotiva onde a distração do motorista pode ser evitada.

[105] A montagem de interruptor de proximidade 20 pode incluir um material flexível que cobre o sensor de proximidade, e os circuitos de controle podem ativar um interruptor de proximidade com base em um sinal gerado pelo sensor em relação a um limiar, quando o dedo de um usuário comprimir o material flexível, de acordo com uma concretização adicional. Nesta concretização, a montagem de interruptor de proximidade 20 pode operar no modo de botão virtual e pode prover detecção de sinal aperfeiçoada com o emprego do material flexível que se deforma para permitir que o dedo do usuário se mova para mais perto do sensor de proximidade. Além disso, um espaço vazio na forma de um receptáculo de ar pode ser provido entre o material flexível e o sensor de proximidade e uma superfície em relevo ou elevada pode ser adicionalmente provida no material flexível.

[106] Com referência às Figuras 28A-31, a montagem de interruptor de proximidade 20 que emprega o material flexível e que opera em um modo de botão virtual e um método de ativar o interruptor de proximidade com o uso do material flexível no modo de botão virtual é mostrada aí, de acordo com esta concretização. A montagem de interruptor de proximidade 22 pode incluir um sensor de proximidade, tal como um sensor capacitivo, que gera um campo de ativação. Deve ser apreciado que uma pluralidade de sensores de proximidade 24, cada qual gerando um campo de ativação, pode ser empregada. Os sensores de proximidade 24 são mostrados providos na superfície de uma estrutura rígida, tal como um console suspenso polimérico 12, de acordo com uma concretização. Cada dos sensores de proximidade 24 pode ser formado por tinta condutiva de impressão na superfície do console suspenso polimérico 12. Os sensores de proximidade 24 podem de outro modo ser formados tal como com a montagem de traçados de circuito condutivos pré-formados em um substrato de, acordo com outras concretizações.

[107] Um material flexível 500 é mostrado cobrindo o substrato 12 e se destina a prover a superfície de toque para o dedo de um usuário 34 para interagir com sensores de proximidade 24 para ativar os interruptores 22. O material flexível 500 é mostrado formado como uma camada de cobertura que pode ser formada de um material elástico incluindo borracha, de acordo com uma concretização. O material flexível 500 é flexível com relação ao substrato subjacente 12 que é geralmente rígido. O material flexível 500 se sobrepõe ao sensor de proximidade 24 e será deformável quando o dedo de um usuário 34 aplicar pressão de tal modo que o dedo 34 comprima o material flexível 500 e se mova para dentro para o sensor de proximidade 24, conforme mostrado na Figura 28C. De acordo com uma concretização, o material flexível 500 pode ter uma espessura de camada na faixa de aproximadamente de 0,1 a 10 milímetros, e mais preferivelmente na faixa de 1,0 a 2,0 mm.

[108] A montagem de interruptor de proximidade 20 emprega os circuitos de controle para monitorar o campo de ativação associado com cada sensor 24 e determinar uma ativação de um interruptor de proximidade com base em um sinal gerado pelo sensor de proximidade 24 em relação a um limiar, quando o dedo de um usuário 34 comprimir o material flexível 50. Os circuitos de controle podem determinar uma amplitude estável de um sinal gerado pelo sensor de proximidade 24 por um período de tempo predeterminado e poderão gerar uma saída de ativação de interruptor, quando a saída estável exceder um valor limiar. De acordo com uma concretização, os circuitos de controle podem determinar uma primeira amplitude estável de um sinal por um período de tempo, podem determinar uma segunda amplitude estável subsequente do sinal por um período de tempo, e podem gerar uma saída de ativação para um interruptor de proximidade associado com o sinal, quando o segundo sinal estável exceder o primeiro sinal estável por um grau conhecido.

[109] Com referência às Figuras 28A-28D, a montagem de interruptor de proximidade 20 é ilustrada empregando um material flexível 500 que se sobrepõe a um ou mais sensores de proximidade 24, de acordo com uma primeira concretização. Conforme visto na Figura 28A, o dedo de um usuário 34 mostrado em uma primeira posição entra em contato com a superfície do material flexível 500 em uma localização perto, mas lateralmente deslocada de um sensor de proximidade 24. Na Figura 28B, o dedo do usuário 34 é mostrado movendo com o deslizamento lateral para uma segunda posição alinhada com um sensor de proximidade 24 sem aplicar pressão ao material flexível 500. Isto poderá ocorrer quando um usuário estiver explorando a montagem de interruptor de proximidade 20 em um modo de exploração/busca sem a intenção de ativar o interruptor 22. Na Figura 28C, o dedo do usuário 34 é mostrado aplicando uma força na direção do sensor de proximidade 24 de modo a comprimir o material flexível 500 para mover o dedo do usuário 34 para uma terceira posição mais próxima ao sensor de proximidade 24. O dedo do usuário 34 pode assim pressionar o material flexível 500 e deformá-lo para aproximação ao sensor de proximidade 24 e pode adicionalmente apertá-lo e assim pressionar o dedo 34 contra o substrato 12 para prover uma maior área ou volume de superfície do dedo em proximidade estreita ao senso 24 que provê uma maior interação com o campo de ativação associado e, consequentemente, um maior sinal.

[110] A sequência de eventos mostrada nas Figuras 28A-28C é adicionalmente ilustrada na resposta de sinal mostrada na Figura 28D. O sinal 506 gerado pelo sensor de proximidade 24 é mostrado subindo até um primeiro nível 506A indicativo do dedo do usuário 34 em contato com a montagem de interruptor de proximidade 20 na primeira posição lateralmente distante do sensor de proximidade 24, conforme visto na Figura 28A. O sinal 506 é então elevado para o nível 506B indicativo do dedo do usuário 34 mostrado na segunda posição alinhada com o sensor de proximidade 24 sem aplicar força, conforme mostrado na Figura 28B. Depois disso, o sinal 506 sobe então para um terceiro nível 506C indicativo do dedo do usuário 34 que aplica força na terceira posição para comprimir o material flexível 500, conforme mostrado na Figura 28C. Desse modo, o sinal 506 é muito maior quando o dedo do usuário 34 comprimir o material flexível 500 que permite a detecção de botão virtual.

[111] Os circuitos de controle monitoram o campo de ativação e determinam uma ativação do interruptor de proximidade com base no sinal 506 em relação a um limiar, quando o dedo do usuário pressionar o material flexível 500. Os circuitos de processo podem incluir o controlador 400 mostrado na Figura 5 para executar uma rotina de controle que pode incluir a rotina 520 mostrada e descrita aqui em conexão com a Figura 31. Assim, os circuitos de processo podem usar um método de botão virtual, conforme descrito acima, para detectar um modo de exploração e ativações de botão virtual de um ou mais interruptores de proximidade.

[112] A montagem de interruptor de proximidade 20 pode ser adicionalmente configurada com um material flexível 500 apresentando uma porção de superfície de toque em relevo ou elevada 502 alinhada com cada sensor de proximidade 24 e um espaço vazio ou entreferro 504 disposto entre a porção elevada 502 e o sensor de proximidade 24, conforme mostrado nas Figuras 24A-24C, de acordo com outra concretização. Nesta concretização, o entreferro 504 formado entre o material flexível 500 e cada sensor de proximidade 24 provê uma maior distância de percurso durante a ativação de interruptor que pode também servir como uma sensação háptica para um usuário. O entreferro 504 pode ter uma distância de altura de menos de 5,0 milímetros, de acordo com uma concretização, mais preferivelmente na faixa de 1,0 a 2,0 milímetros. A porção elevada 502 do material flexível 500 mantém o dedo do usuário 34 mais distai do sensor de proximidade 24 no estado não comprimido. Conforme mostrado na Figura 29A, o dedo de um usuário 34 entra em contato com a montagem de interruptor de proximidade 20 em uma localização perto, mas lateralmente distanciada do sensor de proximidade 24 em uma primeira posição. Depois, na Figura 28B, o dedo do usuário 34 se move para uma segunda posição alinhada com o sensor de proximidade 24 no topo da porção elevada 52 do material flexível 500. Nesta posição, o dedo de um usuário 34 pode estar explorando os interruptores de proximidade 22 em um modo de exploração/busca, sem nenhuma intenção de ativar um interruptor. Na Figura 29C, o dedo do usuário 34 é mostrado em uma terceira posição comprimindo o material flexível 500 no topo da porção elevada 502 de modo a mover o dedo 34 para um estado totalmente comprimido que comprime o material flexível 500 e o entreferro 504 para permitir que o dedo de um usuário fique em uma posição mais próxima com relação ao sensor de proximidade 24. Quando isto ocorrer, os circuitos de controle irão detectar a intenção do usuário de ativar o interruptor 22 e gerar um sinal de saída de ativação.

[113] Com referência à Figura 28D, o sinal 506 gerado em resposta à ativação do campo de ativação pelo sensor de proximidade 24 é mostrado em relação aos acionamentos de dedo do usuário mostrados nas Figuras 29A-29C. O sinal 506 é mostrado subindo até um primeiro nível 506A indicativo do dedo do usuário 34 na primeira posição em contato com a montagem de interruptor de proximidade 20 em uma distância lateral longe do sensor 24 mostrado na Figura 29A. O sinal 506 permanece no primeiro nível 506A, conforme mostrado também pelo nível 506B, enquanto o dedo do usuário sobe para a segunda posição na porção elevada 502 alinhada acima do sensor de proximidade 24 sem comprimir o material flexível 500, conforme mostrado na Figura 29B. A porção elevada 502 permite assim que o sinal 506 mantenha um sinal baixo quando o dedo de um usuário estiver em um modo de exploração e não pretendendo ativar o interruptor 22. O sinal 506 é mostrado aumentando até um nível elevado adicional 506C indicativo do dedo do usuário 34 comprimindo o material flexível na terceira posição pela compressão da porção elevada 502 e do entreferro 504, conforme mostrado na Figura 29C, para ativar o interruptor 22. Os circuitos de controle processam o sinal 506 para detectar uma ativação do interruptor 22, quando isto ocorrer, e poderá adicionalmente detectar um modo de exploração/busca, conforme descrito acima.

[114] Com referência à Figura 30, um diagrama de estados é mostrado para a montagem de interruptor de proximidade em outra implementação de máquina de estado que utiliza o material flexível e o modo de botão virtual, de acordo com uma concretização. A implementação de máquina de estado é mostrada apresentando quatro estados incluindo o estado de espera 510, o estado de busca 512, o estado de botão virtual 514 e o estado de pressionar botão 516. O estado de espera 510 será introduzido quando o sinal for menor do que um limiar indicativo de que não há nenhuma atividade de sensor detectada. O estado de busca 512 será introduzido quando o sinal for maior do que um limiar indicativo de atividade determinado para ser compatível com uma interação de exploração/busca. O estado de botão virtual 514 será introduzido quando o sinal estiver estável. O estado de pressionar botão 516 é indicativo de uma forte pressão sobre o interruptor para comprimir o material flexível, uma vez no estado de botão virtual. Quando o sinal alcançar um certo limiar, o modo de busca/exploração 512 será introduzido. Quando o sinal estiver estável e for maior do que um nível de base, o modo de botão virtual 514 será introduzido. Se o sinal for estável e maior do que um nível de base mais um valor de cúpula delta, o modo de pressionar botão 516 será introduzido. Deve ser apreciado que o nível de base pode ser atualizado, conforme descrito acima.

[115] Com referência à Figura 31, a rotina 520 para controlar a montagem de interruptor de proximidade e método de ativação que usa um material flexível, conforme descrito acima em conexão com as Figuras 28A-30, é mostrada e descrita aqui. A rotina 520 pode ser armazenada na memória 48 e executada pelo controlador 40, de acordo com uma concretização. A rotina 520 começa na etapa 522 para processar o canal de sinal maior ou máximo, que é o canal de sinal máximo associado com um dos interruptores de proximidade. Na etapa 524, o canal de sinal máximo é introduzido no controlador. Depois, na etapa de decisão 526, a rotina 520 determina se o estado atual é ajustado no estado de espera e, caso positivo, procede para a etapa de decisão 528 para determinar se o canal de sinal máximo é maior do que um limiar. Se o canal de sinal máximo não for maior do que o limiar, a rotina 520 terminará na etapa 530. Se o canal de sinal máximo for maior do que um limiar, a rotina 520 procederá para ajustar o estado ao estado de busca na etapa 532 antes de terminar na etapa 530.

[116] De volta à etapa de decisão 526, se o estado for ajustado no estado de espera, a rotina 520 procederá para a etapa de decisão 534 para determinar se o estado é ajustado no estado de busca e, caso positivo, procederá para a etapa de decisão 536 para determinar se o canal de sinal máximo é menor do que um limiar. Se o canal de sinal máximo for menor do que o limitar, a rotina 520 procederá para a etapa 538 para ajustar o estado no estado de espera, e então terminará na etapa 530. Se o canal de sinal máximo não for menor do que o limiar 536, a rotina 520 procederá para a etapa de decisão 540 para determinar se todos os canais de sinal são estáveis e, caso negativo, terminará na etapa 530. Se todos os canais de sinal forem estáveis, a rotina 520 procederá para a etapa 542 para ajustar o estado igual ao estado de botão virtual, e depois disso ajustará a base do canal ao canal de sinal máximo na etapa 544 antes de terminar na etapa 530.

[117] De volta à etapa de decisão 534, se o estado não for ajustado igual ao estado de busca, a rotina 520 procederá para a etapa de decisão 546 para determinar se o estado está no estado de botão virtual e, caso negativo, procederá para a etapa 548 para ajustar o estado ao estado de pressionar botão. Em seguida, a rotina 520 procederá para a etapa de decisão 550 para determinar se o canal de sinal máximo é menor do que um limiar e, caso negativo, terminará na etapa 530. Se o canal máximo for menor do que um limiar, a rotina 520 ajustará o estado igual ao estado de espera na etapa 552 e então liberará a ativação na etapa 554 antes de terminar na etapa 530.

[118] De volta à etapa de decisão 546, se o estado for ajustado igual ao estado de botão virtual, a rotina 520 procederá para a etapa de decisão 556 para determinar se o canal de sinal máximo é menor do que um limiar e, caso positivo, ajustar o estado igual ao estado de espera na etapa 558 antes de terminar na etapa 530. Se o canal de sinal máximo não for menor do que o limiar, a rotina 520 procederá para a etapa de decisão 560 para determinar se o timer de botão virtual é maior do que um intervalo e, caso positivo, ajustará o estado no estado de busca na etapa 562 antes de terminar na etapa 530. O timer de botão virtual pode ser ajustado em uma faixa de um a três segundos, de acordo com uma concretização. Se o timer de botão virtual não tiver excedido o intervalo, a rotina 520 procederá para a decisão 564 para determinar se todos os canais de sinal são estáveis e, caso negativo, terminará na etapa 530. Se todos os canais de sinal forem determinados como sendo estáveis, a rotina 520 procederá para a etapa de decisão 566 para determinar se a cúpula de borracha é comprimida, o que pode ser determinado pelo canal de sinal máximo maior do que uma base de canal de sinal somada com um valor de cúpula delta de sinal. Se a cúpula de borracha for comprimida, a rotina 520 procederá para a etapa de decisão 568 para ajustar o estado igual ao estado de pressionar botão, e, em seguida, irá gerar uma ativação do canal de sinal máximo na etapa 570 antes de terminar na etapa 530. Se a cúpula de borracha não for comprimida, a rotina 520 procederá para a etapa 572 para determinar que o dedo ainda está deslizando para atualizar o sinal de base ChBase ao canal de sinal máximo na etapa 572 antes de terminar na etapa 530.

[119] Consequentemente, a montagem de interruptor de proximidade 20 apresentando o material flexível 500 e o modo de botão virtual vantajosamente provê uma melhor detecção de ativação de interruptor de botão virtual para aperfeiçoar a rejeição de ativações involuntárias. O método 520 pode vantajosamente detectar uma ativação de um interruptor enquanto rejeita interruptor de ativação involuntária que pode ser detectado quando um dedo explorar a montagem de interruptor. A detecção de ativação aperfeiçoada vantajosamente provê uma montagem de interruptor de proximidade aperfeiçoada que pode ser particularmente vantajosa ou útil em uma aplicação automotiva quando uma distração do motorista puder ser evitada.

[120] Será entendido que variações e modificações podem ser feitas na estrutura acima mencionada sem se afastar dos conceitos da presente invenção, sendo adicionalmente entendido que tais conceitos se destinam a ser cobertos pelas seguintes reivindicações, a menos que estas reivindicações por sua linguagem expressamente indiquem o contrário.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Montagem de interruptor de proximidade, caracterizada por compreender: um sensor de proximidade que gera um campo de ativação; um material flexível sobreposto ao sensor de proximidade; e circuitos de controle que monitoram o campo de ativação e que determinam uma ativação de um interruptor de proximidade com base em um sinal gerado pelo sensor em relação a um limiar, quando o dedo de um usuário comprimir o material flexível.

2. Montagem de interruptor de proximidade, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por adicionalmente compreender um substrato, onde o sensor de proximidade é localizado no substrato, e o material flexível cobre o substrato.

3. Montagem de interruptor de proximidade, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o material flexível compreender borracha.

4. Montagem de interruptor de proximidade, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por adicionalmente compreender um entreferro disposto entre o material flexível e o sensor de proximidade, onde o entreferro permite o movimento adicional do dedo de um usuário na direção do sensor de proximidade durante um movimento de compressão

5. Montagem de interruptor de proximidade, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por adicionalmente compreender uma superfície de toque em relevo provida no material flexível acima do entreferro.

6. Montagem de interruptor de proximidade, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os circuitos de controle determinarem uma amplitude estável de um sinal gerado pelo sensor por um período de tempo e gerarem uma saída de ativação de interruptor, quando a saída estável exceder um valor limiar.

7. Montagem de interruptor de proximidade, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os circuitos de controle determinarem uma primeira amplitude estável de um sinal por um período de tempo, determinarem uma segunda amplitude estável subsequente do sinal por um segundo período de tempo, e gerarem uma saída de ativação para um interruptor de proximidade, quando o segundo sinal estável exceder o primeiro sinal estável por um grau conhecido.

8. Montagem de interruptor de proximidade, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por uma pluralidade de interruptores de proximidade ser instalada em um veículo para uso por um passageiro no veículo.

9. Montagem de interruptor de proximidade, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o interruptor de proximidade compreender um interruptor capacitivo que compreende um ou mais sensores capacitivos.

10. Montagem de interruptor de proximidade, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os circuitos de controle determinarem o sinal como o maior de uma pluralidade de sinais monitorados associados com uma pluralidade de interruptores de proximidade.

11. Método de ativar um interruptor de proximidade, caracterizado por compreender: gerar um campo de ativação associado com um sensor de proximidade; monitorar um sinal indicativo do campo de ativação; determinar uma amplitude quando o sinal for estável por um período de tempo mínimo; e gerar uma saída de ativação quando a amplitude exceder uma primeira amplitude por um grau conhecido indicativo de um usuário comprimindo um material flexível sobreposto ao sensor de proximidade.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por adicionalmente compreender a etapa de determinar o sinal como o maior de uma pluralidade de sinais monitorados associados com uma pluralidade de interruptores de proximidade.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o sensor de proximidade ser localizado em um substrato, e por o material flexível ser sobreposto ao substrato.

14. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o material flexível compreender borracha.

15. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por adicionalmente compreender um entreferro disposto entre o material flexível e o sensor de proximidade, onde o entreferro permite o movimento adicional do dedo de um usuário na direção do sensor de proximidade durante um movimento de compressão.

16. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por uma superfície de toque em relevo ser provida no material flexível acima do entreferro.

17. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por adicionalmente compreender determinar uma amplitude estável de um sinal gerado pelo sensor por um período de tempo e gerar uma saída de ativação de interruptor quando a saída estável exceder um valor limiar.