CN106059556A - 具有信号漂移抑制的接近开关总成及方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种接近开关总成和用于检测对接近开关总成的激活的方法。该方法包括以下步骤：通过与多个接近开关相关联的多个接近传感器来生成激活场，监控响应于每个激活场而生成的信号的振幅，从每个其他信号中减去最小信号，以及根据减去后的信号来确定对多个接近开关之一的激活。还提供了一种接近传感器总成和抑制多个接近传感器的噪声的方法。抑制多个接近传感器的噪声的方法包括：从与多个接近传感器相关联的每个其他信号中减去最小信号并且根据减去后的信号来确定对多个接近传感器之一的激活。

Description

具有信号漂移抑制的接近开关总成及方法

技术领域

本发明总体上涉及开关，并且更具体地涉及具有增强的开关激活确定的接近开关。

背景技术

机动车辆通常配备有各种使用者可致动的开关，例如用于操作设备的开关，设备包括电动车窗、前照灯、挡风玻璃刮水器、天窗、内部照明装置、广播和信息娱乐设备以及各种其他设备。总体上，这些类型的开关需要由使用者致动，以便激活或停用设备或执行某种类型的控制功能。接近开关，例如电容开关，采用一个或多个接近传感器来生成感测激活场(sense activation field)，并且感测表示对开关的使用者致动的激活场的变化，该变化通常是由使用者的手指非常接近传感器或与传感器接触引起。电容开关通常被配置用于基于感测激活场与阈值的比较来检测对开关的使用者致动。

开关总成常常采用相互非常接近的多个电容开关并且总体上需要使用者选择单个所需的电容开关来执行预期的操作。在一些应用中，例如在机动车辆中使用时，车辆的驾驶员由于驾驶员分心而致观察开关的能力受限。在这样的应用中，允许使用者探索用于特定按钮的开关总成同时避免对开关激活的过早确定是可取的。因此，辨别使用者是打算激活开关、还是在专注于较高优先级任务(例如驾驶)的同时仅探索特定的开关按钮、还是没有打算激活开关是可取的。

电容开关可以使用薄膜技术来制造，在薄膜技术中，印刷并且固化与溶剂混合的导电油墨以实现电路布局。电容开关可能受到凝结物的不利影响。例如，当湿度变化时，凝结物的变化可以改变电容信号。凝结物的变化可能足以触发错误激活。

传感器信号中的电漂移可能是由于电磁干扰和通常非常快速地发生的内部漂移引起的，内部漂移是由于内部部件交互引起的。这样的电漂移的大小可以取决于电路设计和干扰辐射的强度和频率。由于电磁干扰和内部漂移干扰电容电场而导致的信号的相对快速的变化可能影响电容传感器和开关正常操作的能力。

因此，提供一种增强人员(例如车辆的驾驶员)对接近开关的使用的接近开关布置是可取的。提供一种减少或防止由于环境变化(例如冷凝事件、电磁干扰和内部漂移)而导致的错误激活的接近开关布置是更可取的。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种激活接近开关总成的方法。该方法包括以下步骤：通过与多个接近开关相关联的多个接近传感器来生成激活场，以及监控响应于每个激活场而生成的信号的振幅。该方法还包括以下步骤：从每个其他信号中减去最小信号，以及根据减去后的信号来确定对多个接近开关之一的激活。

根据本发明的另一个方面，提供一种接近开关总成。该接近开关总成包括多个接近开关，每个接近开关包含用于提供感测激活场的接近传感器。该接近开关总成还包括控制电路，该控制电路处理每个接近开关的激活场以感测激活。该控制电路监控响应于每个激活场而生成的信号的振幅，从每个其他信号中减去最小信号，以及根据减去后的信号来确定对多个接近开关之一的激活。

根据本发明的另一方面，提供一种抑制多个接近传感器的噪声的方法。该方法包括以下步骤：通过多个接近传感器来生成激活场，监控响应于每个激活场而生成的信号的振幅，从每个其他信号中减去最小信号，以及根据减去后的信号来确定对多个接近传感器之一的激活。

根据本发明的另一方面，提供一种接近传感器总成。该接近传感器总成包括多个接近传感器和控制电路，每个接近传感器提供感测激活场，该控制电路用于处理每个接近传感器的激活场以感测激活。控制电路监控响应于每个激活场而生成的信号的振幅，从每个其他信号中减去最小信号，以及根据减去后的信号来确定对多个接近传感器之一的激活。

通过研究下面的说明书、权利要求和附图，本领域技术人员将理解和领会本发明的这些以及其它方面、目标和特征。

附图说明

在附图中：

图1是具有顶置控制台的机动车辆的乘客舱的透视图，该顶置控制台采用根据一个实施例的接近开关总成；

图2是图1中所示的顶置控制台和接近开关总成的放大视图；

图3是通过图2中的线III-III截取的放大剖视图，其示出了相对于使用者的手指的接近开关的阵列；

图4是图3中所示的每个电容开关中所采用的电容传感器的示意图；

图5是示出根据一个实施例的接近开关总成的框图；

图6是说明与电容传感器相关联的一个通道(channel)的信号计数(signal count)的曲线图，其示出了激活运动分布曲线；

图7是说明与电容传感器相关联的两个通道的信号计数的曲线图，其示出了滑动探索/搜索运动分布曲线；

图8是说明与电容传感器相关联的信号通道的信号计数的曲线图，其示出了缓慢激活运动分布曲线；

图9是说明与电容传感器关联的两个通道的信号计数的曲线图，其示出了快速滑动探索/搜索运动分布曲线；

图10是说明根据一个实施例与处于探索/搜索模式的电容传感器相关联的三个通道的信号计数的曲线图，其示出了在峰值处的稳定按压激活；

图11是说明根据另一个实施例与处于探索/搜索模式的电容传感器相关联的三个通道的信号计数的曲线图，其说明了在信号下降到峰值以下时的稳定按压激活；

图12是说明根据另一实施例与处于探索/搜索模式的电容传感器相关联的三个通道的信号计数的曲线图，其示出了垫板(pad)上激活开关的增加的稳定压力；

图13是说明根据另一实施例与处于探索模式的电容传感器相关联的三个通道的信号计数以及根据增加的稳定压力选择垫板的曲线图；

图14是说明根据一个实施例采用状态机(state machine)实施的电容开关总成的五种状态的状态图；

图15是说明根据一个实施例用于执行激活开关总成的开关的方法的程序的流程图；

图16是说明开关激活和开关释放的处理的流程图；

图17是说明用于在开关非激活(switch none)和开关激活(switchactive)状态之间转换的逻辑的流程图；

图18是说明用于从开关激活状态向开关非激活状态或开关阈值状态转换的逻辑的流程图；

图19是说明在开关阈值与开关搜索状态之间转换的程序的流程图；

图20是说明实施开关搜索状态的虚拟按钮方法的流程图；

图21是说明与经历凝结物影响的电容传感器相关联的信号通道的信号计数的曲线图；

图22是说明根据一个实施例与采用基于阈值的速率监控的电容传感器相关的信号通道的信号计数的曲线图；

图23是说明根据一个实施例用于执行用于启用对接近开关的激活的速率监控的程序的流程图；

图24A是说明根据一个示例经历例如由于电磁干扰导致的电漂移的三个信号通道的信号计数的曲线图；

图24B是说明根据一个实施例图24A所示的三个信号通道使用共模漂移抑制的信号计数的曲线图；

图25A是说明根据另一个示例经历电漂移的三个信号通道的信号计数的曲线图；

图25B是说明图25A所示的三个信号通道使用共模漂移抑制的信号计数的曲线图；

图26A是说明根据另一示例经历电漂移的三个信号通道的曲线图；

图26B是说明图26A所示的三个信号使用共模漂移抑制的信号计数的曲线图；

图27是说明根据一个实施例采用共模漂移抑制程序的简化的开关激活程序的流程图；

图28是说明根据一个实施例的共模漂移抑制程序的流程图；以及

图29是说明根据另一实施例用于根据传感器组来实施共模漂移抑制的程序的流程图。

具体实施方式

按照规定，在此公开了本发明的详细实施例；然而，应当理解的是，所公开的实施例仅为本发明的示例，其可以实施为各种和替代的形式。附图不一定是具体设计；某些示意图可以放大或缩小以显示功能概况。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅是作为教导本领域技术人员不同地使用本发明的代表性基础。

参照图1和2，根据一个实施例，机动车辆10内部总体显示为具有乘客舱和开关总成20，开关总成20采用多个接近开关22，接近开关22具有开关激活监控和判定。车辆10通常包括装配到车辆乘客舱顶部的车顶或天花板下侧的车顶内衬上的顶置控制台12，其总体处在前排乘客就座区域上方。根据一个实施例，开关总成20具有在顶置控制台12中相互邻近设置的多个接近开关22。各种接近开关22可以控制若干车辆设备和功能中的任意一个，例如控制天窗16的运动、控制天窗遮板18的运动、控制一个或多个照明设备(例如内部地图/阅读灯和顶灯30)的开启，以及控制各种其它设备和功能。然而，应当理解的是，接近开关22可以位于车辆10的其它位置，例如位于仪表板、位于其他控制台(例如中央控制台)、集成到广播或信息娱乐系统的触屏显示器14(例如导航和/或音频显示器)中、或者根据不同的车辆应用位于车辆10内的其它位置。

根据一个实施例，接近开关22在此示出且描述为电容开关。每个接近开关22包括至少一个接近传感器，该接近传感器提供感测激活场以感测使用者接触或者非常接近(例如1毫米之内)一个或者多个接近传感器，例如通过使用者的手指的滑动动作。因此，在示例性实施例中每个接近开关22的感测激活场是电容场，并且，对本领域技术人员应当显而易见的是，使用者的手指具有引起感测激活场的变化或扰动的导电性和介电性能。然而，本领域技术人员应当理解的是，也可以使用另外或替代类型的接近传感器，例如但不限于，感应传感器、光学传感器、温度传感器、电阻传感器等等、或者其组合。2009年4月9日，ATMEL^@触摸传感器设计指南，10620D-AT42-04/09中描述了示例性接近传感器，该参考文献的全部内容在此通过引用并入本文。

图1和2中所示的接近开关22每个都提供对车辆部件或设备的控制，或者提供指定的控制功能。一个或多个接近开关22可以专用于控制天窗16的运动，以便根据控制算法使天窗16在打开或者关闭方向上移动、倾斜天窗、或者停止天窗的移动。一个或多个其它接近开关22可以专用于控制天窗遮板18在打开和关闭位置之间移动。天窗16和遮板18每个可以响应于相应的接近开关22的致动而被电动马达致动。其它接近开关22可以专用于控制其它设备，例如开启内部地图/阅读灯30、关闭内部地图/阅读灯30、开启或关闭顶灯、解锁行李箱、打开后舱门、或者消除门灯开关。通过接近开关22的附加控制可以包括致动车门电动窗上升和下降。通过本文所描述的接近传感器22可以控制各种其它车辆控制器。

图2还示出了三组接近开关22，被示为第一组22A、第二组22B和第三组22C。每组22A-22C具有多个接近开关，每个接近开关具有各自的接近传感器。每个单独的组22A-22C中的接近开关22被示为具有三个开关和相对相互靠近进行分组。每组22A-22C可以具有界面垫板，该界面垫板靠在一起和/或电气电路相对靠在一起使得总成内的电磁干扰或其他内部漂移对同一组内的所有开关22可能具有类似的影响。接近开关总成可以补偿所有接近开关22或一个或多个组内的那些接近开关的由电磁干扰或其它内部漂移引起的传感器信号中的电漂移。

参照图3，示出了开关总成20使用过程中相对于使用者的手指34的接近开关总成20的一部分，开关总成20具有三个彼此紧密靠近的串行设置的接近开关22的阵列。每个接近开关22包括用于生成感测激活场的一个或多个接近传感器24。根据一个实施例，可以通过将导电油墨印刷在聚合物顶置控制台12的上表面来形成每个接近传感器24。图4中示出了印刷油墨接近传感器24的一个示例，印刷油墨接近传感器24总体上具有驱动电极26和接收电极28，驱动电极26和接收电极28每个具有用于生成电容场32的交叉指状元件。应当理解的是，可以以其它方式形成每个接近传感器24，例如，根据另外的实施例，通过将预制的导电电路布线装配到载体上。驱动电极26接收以电压V_I施加的方波驱动脉冲。接收电极28具有用于生成输出电压V_O的输出。应当理解的是，可以以用于生成如激活场32的电容场的各种其它结构设置电极26和28。

在本文所示和所描述的实施例中，向每个接近传感器24的驱动电极26施加方波脉冲的电压输入V_I，该方波脉冲具有足以将接收电极28充电为所需电压的充电脉冲周期。因此接收电极28用作测量电极。在所示的实施例中，通过相邻的接近开关22生成的相邻感测激活场32轻微重叠，然而，根据其它的实施例，可以不存在重叠。当使用者或者操作者，例如使用者的手指34，进入激活场32时，接近开关总成20检测到由手指34对激活场32造成的扰动，并且确定该扰动是否足以激活相应的接近开关22。通过处理与相应的信号通道相关联的充电脉冲信号(chargepulse signal)来检测激活场32的扰动。当使用者的手指34接触两个激活场32时，接近开关总成20通过单独的信号通道检测两个接触到的激活场32的扰动。每个接近开关22具有其自身专用的生成充电脉冲计数的信号通道，如本文所讨论的处理该充电脉冲计数。

参照图5，根据一个实施例示出了接近开关总成20。多个接近传感器24被示为向控制器40(例如微控制器)提供输入。控制器40可以包括控制电路，例如微处理器(μP)42和存储器48。控制电路可以包括感测控制电路，该感测控制电路处理每个传感器22的激活场，以按照一个或者多个控制程序通过将激活场信号与一个或多个阈值相比较来感测使用者对相应的开关的激活。应当理解的是，其它模拟和/或数字控制电路也可以用于处理每个激活场，判定使用者激活，并且发起动作。根据一个实施例，控制器40可以采用由爱特梅尔公司(ATMEL^@)提供的QMatrix采集法(QMatrix acquisition method)。ATMEL采集法采用WINDOWS^@主机C/C++编译器和WinAVR调试程序简化鹰眼实用程序(utilityHawkeye)的开发和测试，鹰眼实用程序允许实时监控软件关键变量的内部状态以及收集数据日志用于后处理。

控制器40向一个或者多个设备提供输出信号，该一个或者多个设备被配置为响应于对接近开关的正确激活而执行专门动作。例如，一个或者多个设备可以包括具有使天窗面板在打开和关闭位置以及倾斜位置之间移动的马达的天窗16、在打开和关闭位置之间移动的天窗遮板18、可以开启和关闭的照明设备30。可以控制其它设备，例如用于执行开启和关闭功能、音量控制、扫描的无线电设备，以及用于执行其它专用功能的其它类型的设备。一个接近开关22可以专用于致动天窗关闭，另一个接近开关22可以专用于致动天窗打开，并且另外的接近开关22可以专用于将天窗致动到倾斜位置，所有这些接近开关都会使马达将天窗移动到所需位置。天窗遮板18可以响应于一个接近开关22而打开，并且可以响应于另一个接近开关22而关闭。

控制器40被进一步示为具有连接到微处理器42的模拟-数字(A/D)比较器(analog to digital(A/D)comparator)44。A/D比较器44接收来自每个接近开关22的电压输出V_O，将模拟信号转换为数字信号，并且将数字信号提供给微处理器42。此外，控制器40包括连接到微处理器42的脉冲计数器(pulse counter)46。脉冲计数器46对施加到每个接近传感器的每个驱动电极的充电信号脉冲进行计数，执行对电容器充电所需的脉冲的计数直到电压输出V_O达到预定电压，并将该计数提供到微处理器42。脉冲计数是相应的电容传感器的电容变化的指示。控制器40被进一步示为与脉宽调制驱动缓冲器(pulse width modulated drive buffer)15通信。控制器40向脉宽调制驱动缓冲器15提供脉宽调制信号(pulse widthmodulated signal)，以生成施加到每个接近传感器/开关22的每个驱动电极的方波脉冲序列V_I。控制器40处理存储在存储器中的控制程序100，以监控并作出对接近开关之一的激活的判定。控制程序可以包括用于执行使用速率监控激活接近开关以减少或消除由凝结物引起的不利影响的方法的程序。

还示出了存储在存储器48中的共模漂移抑制程序420。程序420同样可以是可由微处理器42执行。共模漂移抑制程序420有利地从每个传感器信号中减去共模信号从而补偿可能由电磁干扰或其他内部漂移引起的漂移，共模信号是与接近传感器相关联的最小振幅信号。共模漂移抑制可以补偿所有接近传感器或一个或多个接近传感器组中的漂移。对于传感器或开关应用，共模漂移抑制可以用于移除传感器中的电漂移。

在图6-13中，根据各种示例，示出了与多个接近开关22(例如图3中示出的三个开关22)相关联的多个信号通道的传感器充电脉冲计数的变化量，传感器充电脉冲计数的变化量被示为Δ传感器计数(ΔSensorCount)。传感器充电脉冲计数的变化量是无任何手指或其它对象出现在激活场中时的初始参考计数值与相应的传感器读数之间的差值。在这些示例中，当使用者的手指移动通过开关阵列时，使用者的手指进入与三个接近开关中的每一个相关联的激活场32，通常一次进入一个感测激活场，相邻的激活场32之间有重叠。通道1是与第一电容传感器24相关联的传感器充电脉冲计数的变化量(Δ)，通道2是与相邻的第二电容传感器24相关联的传感器充电脉冲计数的变化量，并且通道3是与邻近第二电容传感器的第三电容传感器24相关联的传感器充电脉冲计数的变化量。在所公开的实施例中，接近传感器24是电容传感器。当使用者的手指接触或者非常接近传感器24时，手指改变在相应的传感器24处测得的电容。该电容并行于未接触的传感器垫板寄生电容(sensor pad parasiticcapacitance)，并且因此，测量值作为偏移量。使用者或者操作者感应的电容与使用者的手指或者其它身体部分的介电常数、暴露于电容垫板的表面成正比，并且与使用者的肢体到开关按钮的距离成反比。根据一个实施例，通过脉宽调制(pulse width modulation，PWM)电子设备，使用一列电压脉冲激发每个传感器，直到将传感器充电至设置的电势。这样的采集方法将接收电极28充电至已知电势。重复此循环直到测量电容两端的电压达到预定电压。将使用者的手指置于开关24的接触表面上引入外部电容，该外部电容增加每个周期所传递的电荷量，从而减少测量电容达到预定电压所需的周期总数。因为传感器充电脉冲计数变化是基于初始参考计数减去传感器读数，所以使用者的手指引起传感器充电脉冲计数变化增加。

当手特别是手指非常靠近接近传感器22时，接近开关总成20能够识别使用者的手部移动，以辨别使用者的意图是激活开关22，还是在专注于较高优先级任务(例如驾驶)的同时探索特定的开关按钮，或者是与接近开关22的致动无关的任务的结果，例如调整后视镜。接近开关总成20可以在探索或搜索模式下操作，该模式容许使用者通过将手指非常接近地经过或划过开关来探索键盘或按钮而不触发对开关的激活，直到确定使用者的意图。接近开关总成20监控响应于激活场而生成的信号的振幅，确定所生成的信号的差分变化，并且当差分信号超出阈值时生成激活输出。因此，允许对接近开关总成20的探索，以便使用者可以使用其手指自由地探索开关界面垫板而不会有无意触发事件，界面响应时间迅速，当手指接触表面面板时发生激活，并且防止或者减少对开关的无意激活。

参照图6，当使用者的手指34接近与信号通道1相关联的开关22时，手指34进入与传感器24相关联的激活场32，这引起对电容的扰动，从而导致传感器计数增加，如具有典型激活运动分布曲线的信号50A所示。根据一个实施例，可以使用入口斜坡斜率法(entry ramp slope method)来确定操作者是否打算按下按钮或者探索界面，其基于通道1的信号50A的入口斜坡的斜率，即从信号50A穿过激活电平(LVL_ACTIVE)计数的点52上升到信号50A穿过阈值电平(LVL_THRESHOLD)计数的点54之间的斜率。入口斜坡的斜率是点52与54之间所生成的信号的差分变化，其发生在时间t_th和t_ac之间的时间段中。因为通常只有当检测到手套存在时计数器阈值电平(激活电平)才变化，否则为常数，所以斜率刚好可以计算为从激活电平到阈值电平所经过的时间，简称t_{active2threshold}，其为时间t_th和t_ac之间的差。直接推动开关垫板通常可以发生在约40到60毫秒范围内的时间段内，称为t_directpush。如果时间t_{active2threshold}小于或者等于直接推动时间t_directpush，那么判定发生开关激活。否则，判定开关处于探索模式。

根据另一个实施例，入口斜坡的斜率可以被计算为从点52处的时间t_ac到达到点56处峰值计数值的时间t_pk的时间差，称为t_active2peak。时间t_active2peak可以与称为t_{direct_push_pk}的直接推动峰值相比较，根据一个实施例，t_{direct_push_pk}可以具有100毫秒的值。如果时间t_active2peak小于或者等于t_{direct_push_pk}，则判定发生开关激活。否则，开关总成在探索模式下操作。

在图6所示的示例中，通道1信号被示为随着电容扰动增加而增强，迅速从点52处上升到点56处的峰值。接近开关总成20将入口斜坡斜率确定为信号从第一阈值点52上升到点54处的第二阈值或者点56处的峰值阈值的时间段t_{active2threshold}或者t_active2peak。然后将所生成的信号的斜率或者差分变化用于与典型直接推动阈值t_{direct_push}或t_{direct_push_pk}比较，以判定对接近开关的激活。具体地，当时间t_active2peak小于t_{direct_push}或者t_{active2threshold}小于t_{direct_push}时，判定开关激活。否则，开关总成保持在探索模式。

参照图7，滑动/探索运动经过两个开关的一个示例被示为手指通过或者划过两个相邻的接近传感器的激活场，其被示为标记为50A的信号通道1和标记为50B的信号通道2。当使用者的手指接近第一开关时，手指进入与第一开关传感器相关联的激活场，引起信号50A的传感器计数变化以较慢速度上升，如此，判定所生成的信号的减小的差分变化。在此示例中，信号通道1的分布曲线在不小于或者等于t_{direct_push}的时间t_active2peak经历了变化，从而导致进入搜索或探索模式。根据一个实施例，因为t_{active2threshold}是所生成的信号的缓慢差分变化的指示，所以不发起对开关按钮的激活。根据另一个实施例，因为时间t_active2peak不小于或者等于t_{direct_push_pk}，指示所生成的信号的缓慢差分变化，所以不发起激活。标记为50B的第二信号通道被示为在过渡点58处成为最大信号，并且其Δ传感器计数有上升的变化，且信号的差分变化类似于信号50A的差分变化。因此，第一和第二通道50A和50B反映手指在探索模式中经过两个电容传感器的滑动动作，结果是不激活任何一个开关。在接近开关的电容电平达到信号峰值时，使用时间段t_{active2threshold}或t_active2peak，可以做出激活或者不激活接近开关的判定。

对于如图8所示的缓慢直接推动动作，可以采用额外处理以确保无有意激活。如图8中可以看出，标示为信号50A的信号通道1被示为在时间段t_{active2threshold}或t_active2peak期间都更加缓慢地上升，这将导致进入探索模式。当检测到这种滑动/探索状态，且时间t_{active2threshold}大于t_{direct_push}，如果通道失效，其条件是第一信号通道进入探索模式，并且在其电容在点60处下降到低于LVL_KEYUP_Threshold(电平升高阈值)时，其仍然为最大通道(具有最高强度的通道)，则发起开关激活。

参照图9，其示出了使用者的手指经过接近开关总成的快速动作，并且无开关激活。在此示例中，对于分别由线50A和50B表示的两个通道1和2，检测到通道1和2的所生成的信号的相对大的差分变化。开关总成采用延迟的时间段来推迟激活判定，直到第二信号通道50B上升到高于第一信号通道50A处的过渡点58。根据一个实施例，可以将时间延迟设置为等于时间阈值t_{direct_push_pk}。因此，通过在判定开关激活之前采用延迟时间段，接近键盘非常快的探索防止了对开关的无意激活。在响应中引入时间延迟可以使界面较不敏感，并且当操作者的手指运动大体上均匀时可以更好地工作。

根据一个实施例，如果最近检测到之前的未导致激活的阈值事件，则可以自动地进入探索模式。因此，一旦检测到并且拒绝了无意致动，在探索模式的一段时间内可以更加谨慎。

允许操作者进入探索模式的另一种方式是，使用开关面板表面上的一个或者多个适当标记和/或有纹理的区域或垫板，其与专用的接近开关相关联，该专用的接近开关具有向接近开关总成发送操作者盲目探索意图信号的功能。一个或多个探索预定垫板可以位于易于接触到并且不大可能产生其它信号通道激活的位置。根据另一个实施例，可以采用围绕整个开关界面的未标记的更大探索预定垫板。当操作者的手划过顶置控制台上的饰边寻找标志物并从该标志物开始对接近开关总成的盲目探索时，很可能会首先触碰到这种探索垫板。

一旦接近传感器总成判定传感器计数变化的增加是开关激活或者是探索动作的结果，该总成就进行到判定在接近开关激活中是否应当结束以及如何结束探索动作。根据一个实施例，接近开关总成查找对开关按钮最少达到预设的时间量的稳定按压。在一个特定的实施例中，预设的时间量等于或者大于50毫秒，并且更优选为约80毫秒。图10-13中示出了采用稳定时间法的开关总成操作的示例。

参照图10，示出了对三个接近开关的探索，其分别对应于标记为信号50A-50C的信号通道1-3，手指在探索模式中滑动经过第一和第二开关，并且然后激活与信号通道3相关联的第三开关。当手指探索与通道1和2相关联的第一和第二开关时，由于线50A和50B无稳定信号，所以判定不激活。通道1的线50A的信号作为最大信号值开始，直到线50B的通道2成为最大值，并且最后通道3成为最大值。信号通道3被示为在峰值附近具有例如80毫秒的足够长时间段t_stable的传感器计数的稳定变化，该时间段足以发起相应接近开关的激活。当已经满足电平阈值触发条件并且已经达到峰值时，稳定电平法在开关的电平被限定在一个狭窄范围内至少时间段t_stable之后激活开关。这允许操作者探索不同的接近开关，并且，一旦发现使用者的手指保持在靠近开关的位置持续稳定时间段t_stable，就激活所需开关。

参照图11，其示出了稳定电平法的另一个实施例，其中，线50C的第三信号通道具有在信号下降中具有稳定状态的传感器计数变化。在此示例中，第三通道的传感器计数变化超出阈值电平，并且具有检测到时间段t_stable的稳定按压，因此判定第三开关激活。

如图12和13所示，根据另一个实施例，接近开关总成可以采用虚拟按钮法，其搜索在探索模式中时传感器计数变化的初始峰值，在该初始峰值后跟随着传感器计数变化的额外持续上升，以此作出激活开关的判定。在图12中，线50C的第三信号通道上升到初始峰值，然后进一步上升传感器计数变化C_vb。这等同于使用者的手指划过开关总成时轻轻擦到开关总成表面，接触到所需按钮，然后按下虚拟机械开关，以便使用者的手指按在开关接触表面上，并且增加手指靠近开关的体积量。当指尖挤压在垫板表面时，增加的指尖表面引起电容的增加。电容增加可能在检测到图12中所示的峰值之后立刻发生，或者可以如图13所示地在传感器计数变化下降之后发生。接近开关总成检测初始峰值，该初始峰值后跟随着处于稳定电平或稳定时间段t_stable的传感器计数进一步上升的变化，表示为电容C_vb。检测到稳定电平总体上意味着无噪声的传感器计数值没有变化，或者无噪声的传感器计数值的小的变化，其可以在校准期间预先设定。

应当理解的是，较短的时间段t_stable可能导致意外激活，尤其是在手指运动方向反转之后，并且较长的时间段t_stable可能导致较不敏感的界面。

还应当理解的是，稳定值法和虚拟按钮法可以同时激活。在这种情况下，由于操作者可以始终用虚拟按钮法触发按钮而不必等待稳定推按超时，因此可以将稳定时间t_stable放宽至更长，例如1秒。

接近开关总成可以进一步采用鲁棒噪声抑制(robust noise rejection)来防止扰人的意外致动。例如，利用顶置控制台，应当避免意外打开和关闭天窗。过多的噪声抑制最终可能会拒绝有意的激活，这应当避免。一种抑制噪声的方法是检查是否多个相邻通道同时报告触发事件，并且如果为是，则选择具有最高信号的信号通道并且激活它，从而忽略所有其它信号通道直到释放选择的信号通道。

接近开关总成20可以包括特征噪声抑制法(signature noise rejectionmethod)，其基于两个参数，即特征参数(signature parameter)和dac参数，特征参数是最高强度通道(max_channel)与整体累积电平(sum_channel)的比值，dac参数是与max_channel最少成一定比例的通道的数目。在一个实施例中，dacα_dac＝0.5。特征参数可以由以下方程定义：

dac参数可以由以下方程定义：

$dac=\∀{\mathrm{channels}}_i>{\mathrm{\α}}_{dac}\max \_channel.$

根据dac，对于未被拒绝的已识别的激活，通道通常必须清晰，即特征参数必须高于预定阈值。在一个实施例中，α_dac＝1＝0.4并且α_dac＝2＝0.67。根据一个实施例，如果dac大于2，则拒绝激活。

当在分布曲线的下降阶段做出激活或者不激活开关的判定时，则可使用max_channel及sum_channel的峰值peak_max_channel及peak_sum_channel来替代max_channel及sum_channel用于计算特征参数。特征参数可以为以下方程：

可采用噪声抑制触发搜索模式。当由于不清晰的特征参数而拒绝检测到的激活时，应当自动使用搜索或者探索模式。因此，当盲目探索时，使用者可以使用所有伸直手指触碰，以期望建立参考系，由此开始搜索。这可以同时触发多个通道，因而导致较差的特征参数。

参照图14，根据一个实施例，示出了一种状态机实施方式中的接近开关总成20的状态图。状态机的实施方式被示为具有五种状态，包括SW_NONE状态70、SW_ACTIVE状态72、SW_THRESHOLD状态74、SW_HUNTING状态76以及SWITCH_ACTIVATED状态78。SW_NONE状态70是未检测到传感器激活的状态。SW_ACTIVE状态是传感器检测到某些激活、但在此时间点上不足以触发对开关的激活的状态。SW_THRESHOLD状态是传感器确定的激活高到足以保证开关总成的激活、搜索/探索、或者偶然动作的状态。当开关总成确定的激活模式与探索/搜索交互作用相一致时，进入SW_HUNTING状态76。SWITCH_ACTIVATED状态78是已经确认开关激活的状态。在SWITCH_ACTIVATED状态78，开关按钮将保持激活，并且不再能够进行其他选择，直到释放相应的开关。

接近开关总成20的状态取决于感测信号的检测和处理而改变。当处于SW_NONE状态70时，在一个或者多个传感器检测到某些激活时，系统20可以进行到SW_ACTIVE状态72。如果检测到足以保证激活、搜索或者偶然动作的激活，则系统20可以直接进入SW_THRESHOLD状态74。当处于SW_THRESHOLD状态74时，系统20在检测到指示探索的模式时可以进入SW_HUNTING状态76，或者系统20可以直接进入SWITCH_ACTIVATED状态78。在SW_HUNTING状态下激活开关时，可以检测到开关激活以改变到SWITCH_ACTIVATED状态78。如果信号被拒绝并且检测到意外动作时，则系统20可以返回到SW_NONE状态70。

参照图15，其示出了根据一个实施例监控和判定何时使用接近开关装置生成激活输出的主方法100。方法100开始于步骤102，然后进行到步骤104执行初始校准，该初始校准可以执行一次。在步骤106，通过从原始数据中减去参考值，由原始通道数据与校准参考值计算出校准的信号通道值。方法100然后可以进行到步骤107以执行共模漂移抑制。共模漂移抑制从与接近传感器或接近传感器的组相关联的每个其他信号中减去最小信号以补偿电磁干扰和其他内部漂移。然后，在步骤108，从所有信号通道传感器读数计算出称为max_channel的最高计数值以及称为sum_channel的所有通道传感器读数的总和。此外，确定激活通道数目。在步骤110，方法100计算出max_channel和sum_channel的最近范围，以在随后判定动作是否在进行中。

步骤110之后，方法100进行到判定步骤112，以判定是否有任何开关被激活。如果无开关激活，则方法100进行到步骤114，以执行在线实时校准。否则，方法116在步骤116处理开关释放。因此，如果开关已经激活，那么方法100进行到模块，在此等待并锁定所有激活直到其释放。

实时校准之后，方法100进行到判定步骤118，以判定是否有指示最近激活的任何通道锁定，并且如果为是，则进行到步骤120以递减通道锁定计时器(channel lockout timer)。如果未检测到通道锁定，则方法100进行到判定步骤122以寻找新的max_channel。如果当前max_channel已经改变，这样就有新的max_channel，则方法100进行到步骤124以重新设置max_channel、计算范围的总和、并且设置阈值电平。因此，如果识别出新的max_channel，则方法重新设置最近的信号范围，并且，如果需要，则更新搜索/探索参数。如果switch_status(开关状态)小于SW_ACTIVE，则将搜索/探索标志(hunting/exploration flag)设置为等于true(真值)(hunting/exploration_on＝true)，并且，将开关状态设置为等于SW_NONE。此外，步骤124，重新设置速率标志。附加地，在步骤124，重新设置速率标志。步骤124之后，程序100进行至步骤131以更新速率标志。当所监控的Δ信号计数的变化速率(例如变化的平均速率)超过有效的激活速率时，速率标志启用开关的激活，从而防止由于凝结物变化而导致的错误激活。当设置速率标志时，允许对开关的激活。当不设置速率标志时，阻止对开关的激活。

如果当前max_channel未改变，则方法100进行到步骤126以处理max_channel赤裸(无手套)手指状态。这可以包括处理如图14的状态图中所示的不同状态之间的逻辑。步骤126之后，方法100进行到判定步骤128，以判定是否有任何开关激活。如果未检测到开关激活，则方法100进行到步骤130，以检测使用者手上可能的手套存在。手套的存在可以根据电容计数值减少的变化来检测。然后方法100进行到步骤131以更新速率标志，并且然后进行到步骤132以更新max_channel和sum_channel的既往史。然后，在步骤136结束之前，在步骤134将激活开关指数(index of the active switch)——如果有的话——输出到软件硬件模块。

当开关激活时，激活图16中示出的处理开关释放程序。处理开关释放程序116开始于步骤140，并且进行到判定步骤142以判定激活通道是否小于LVL_RELEASE(释放电平)，并且如果为是，则在步骤152结束。如果激活通道小于LVL_RELEASE，则程序116进行到判定步骤144，以判定LVL_DELTA_THRESHOLD(电平增量阈值)是否大于0，并且如果为否，则如果信号较强，进行到步骤146以提高阈值电平。这可以通过降低LVL_DELTA_THRESHOLD来实现。步骤146还设置阈值、释放电平和激活电平。然后程序116进行到步骤148，以重新设置用于长期稳定信号搜索/探索参数的最大通道及总和历史计时器。在步骤152结束之前，在步骤150将开关状态设置为等于SW_NONE。为了退出处理开关释放模块，激活通道的信号必须降到LVL_RELEASE以下，LVL_RELEASE是自适应阈值，当检测到手套干预时，该自适应阈值将改变。当开关按钮释放时，重新设置所有内部参数，并且开启锁定计时器，以便在特定的等待时间过去之前，例如100毫秒，阻止进一步激活。此外，根据手套存在与否来调节阈值电平。

参照图17，根据一个实施例，示出了判定状态从SW_NONE状态改变为SW_ACTIVE状态的程序200。程序200开始于步骤202，以处理SW_NONE状态，并且然后进行到判定步骤204，以判定max_channel是否大于LVL_ACTIVE。如果max_channel大于LVL_ACTIVE，则接近开关总成改变状态，从SW_NONE状态改变为SW_ACTIVE状态，并且在步骤210结束。如果max_channel不大于LVL_ACTIVE，则在步骤210结束之前，程序200在步骤208检查是否重新设置搜索标志。因此，当max_channel触发LVL_ACTIVE以上时，状态从SW_NONE状态改变为SW_ACTIVE状态。如果通道保持低于此电平，经过一定的等待时间后，如果设置了搜索标记，则搜索标记被重新设置为无搜索，这是离开搜索模式的方法之一。

参照图18，根据一个实施例，示出了处理状态从SW_ACTIVE状态改变为SW_THRESHOLD状态或者SW_NONE状态的方法220。方法220开始于步骤222，然后进行到判定步骤224。如果max_channel不大于LVL_THRESHOLD，则方法220进行到步骤226，以判定max_channel是否小于LVL_ACTIVE，并且，如果为是，则进行到步骤228，将开关状态改变为SW_NONE。相应地，当max_channel信号降低到LVL_ACTIVE以下时，状态机的状态从SW_ACTIVE状态移动到SW_NONE状态。还可以从LVL_ACTIVE中减去一个Δ值，以引入某些滞后。如果max_channel大于LVL_THRESHOLD，则程序220进行到判定步骤230，以判断是否已经检测到最近的阈值事件或者手套，并且如果为是，则在步骤232将搜索开启标志设置为等于真(true)。在步骤236结束之前，方法220在步骤234将状态转换为SW_THRESHOLD状态。因此，如果max_channel触发LVL_THRESHOLD以上，则状态改变为SW_THRESHOLD状态。如果检测到手套，或者最近检测到未导致激活的先前阈值事件，则可以自动进入搜索/探索模式。

参照图19，根据一个实施例，示出了从SW_THRESHOLD状态判定开关激活的方法240。方法240开始于步骤242，以处理SW_THRESHOLD状态，并且进行到判定框244，以判定信号是否稳定或者信号通道是否处于峰值，并且如果为否，则在步骤256结束。如果信号稳定或者信号通道处于峰值，则然后方法240进行到判定步骤246，以判定搜索或探索模式是否被激活，并且如果为是，则跳到步骤250。如果搜索或者探索模式未被激活，则方法240进行到判定步骤248，以判定信号通道是否清晰并且快速激活是否大于阈值，并且如果为是，则进行到判定步骤249以判定速率标志是否被设置，并且如果为是，则在步骤250将开关激活(switch_active)设置为等于最大通道(MAX_CHANNEL)。如果信号通道不清晰并且快速激活不大于阈值，则方法240直接进行到步骤252。类似地，如果速率标志未被设置，则方法240直接进行到步骤252。在判定框252，方法240判定是否存在开关激活，并且如果为是，则在步骤256结束。如果无开关激活，则方法240进行到步骤254，在步骤256结束之前将搜索变量SWITCH_STATUS初始设置为等于SWITCH_HUNTING(开关搜索)(SW_EXPLORATION/HUNTING)，并且将PEAK_MAX_BASE(峰值最大基数)初始设置为等于MAX_CHANNELS。

在SW_THRESHOLD状态中，不进行判定，直到检测到MAX_CHANNEL中的峰值。检测到峰值的条件是信号方向的反转，或者MAX_CHANNEL和SUM_CHANNEL在至少一定时间段(例如60毫秒)内都保持稳定(限定在一个范围内)。一旦检测到峰值，则检查搜索标志。如果搜索模式关闭，则应用入口斜坡斜率法。如果SW_ACTIVE到SW_THRESHOLD的时间少于阈值，例如16毫秒，并且噪声抑制法的特征指示其是有效触发事件，则状态改变为SWITCH_ACTIVE，并且过程转到PROCESS_SWITCH_RELEASE(处理开关释放)模块，否则将搜索标志设置为等于true。如果采用延迟激活法而不是立即激活开关，则状态改变为SW_DELAYED_ACTIVATION(开关延迟激活)，其中强制执行延迟，在延迟结束时，如果当前MAX_CHANNEL指数未改变，则激活按钮。

参照图20，根据一个实施例，示出了实施SW_HUNTING状态的虚拟按钮法。方法260开始于步骤262，以处理SW_HUNTING状态，并且进行到判定步骤264，以判定MAX_CHANNEL是否已经下降到LVL_KEYUP_THRESHOLD以下，并且如果为是，则在步骤272将MAX_PEAK_BASE(最大峰值基数)设置为等于MIN(MAX_PEAK_BASE，MAX_CHANNEL)。如果MAX_CHANNEL已经下降到LVL_KEYUP_THRESHOLD以下，则方法260进行到步骤266，以采用第一通道触发搜索法来检查该事件是否应该触发按钮激活。这取决于判定是否横穿第一且唯一的通道并且信号清晰。如果为是，则方法260进行到判定步骤269以判定速率标志是否被设置，并且如果为是，则在步骤282结束之前，在步骤270将开关激活设置为等于最大通道。如果速率标志未被设置，则方法260在步骤282结束。如果未横穿第一且唯一的通道或如果信号不清晰，则方法260进行到步骤268，以停止并且判定意外致动，并且在步骤282结束之前将SWITCH_STATUS设置为等于SW_NONE状态。

步骤272之后，方法260进行到判定步骤274以判定通道是否被选中。这取决于MAX_CHANNEL是否大于MAX_PEAK_BASE加上Δ值(delta，增量值)。如果通道已选中，则方法260进行到判定步骤276，以判定信号是否稳定且清晰，并且如果为是，则进行到判定步骤279以判定速率标志是否被设置，并且如果为是，则在步骤282结束之前，在步骤280将开关激活状态设置到最大通道。如果通道未选中，则方法260进行到判定步骤278，以检查信号是否长、稳定并且清晰，并且如果为是，则进行到判定步骤279以判定速率标志是被设置，并且如果为是，则进行到步骤280以在步骤282结束之前将开关激活设置为等于最大通道。如果速率标志不被设置，则方法260在步骤282结束。

因此，接近开关监控和判定程序有利地判定对接近开关的激活。该程序有利地允许使用者探索接近开关垫板，该接近开关垫板在应避免驾驶员分心的机动车辆应用中特别有用。

可以使用薄膜技术来制造接近传感器，薄膜技术可以包括印刷与溶剂混合的导电油墨以实现所需的电路布局。印刷油墨可以形成薄片，薄片在固化过程中使用可控的加热和选通以移除溶剂的光/热而固化。现有固化过程中的变化可以导致残余溶剂留在电气迹线中，这可能导致传感器对温度和湿度变化敏感。当凝结物在接近传感器上形成时，原始电容信号和Δ信号计数可能变化。凝结物形成可以发生在车辆中，例如，当在打开除霜器之前在暴雨中驾驶时或当在炎热、潮湿的夏日进入车辆并且暖通空调(HVAC)风扇将湿气吹到开关上时。同样地，当凝结物干涸时，原始电容信号和Δ信号计数可以在相反的方向变化。图21示出了在凝结物变化期间Δ信号计数变化的一个示例。信号50被示为由于凝结物变化——例如凝结物减少——而导致数值增加，如果信号50达到特定的阈值，则这可以触发错误激活事件。类似地，当凝结物增加时，Δ传感器计数信号50可以减小，这也可以导致错误激活事件的触发。为了补偿凝结物并且防止或减少错误激活，接近开关总成20和方法100采用速率监控程序来根据错误凝结物事件确定有效开关激活。

参考图22，说明了在潜在开关激活期间并且具有特定信号采样速率与连续获得的信号样本的Δ信号计数信号50。信号样本包括当前信号样本C₀、先前监控的信号样本C_-1、下一个先前监控的信号样本C_-2、以及下一个先前监控的信号样本C_-3。因此，速率监控程序监控并且采用Δ传感器计数信号50的样本的历史。速率监控程序监控响应于激活场生成的信号的振幅、确定所生成的信号的变化速率、将变化速率与阈值速率进行比较并且根据变化速率超过阈值速率而生成输出。所生成的输出然后被激活接近传感器的方法采用。在一个实施例中，当在未设置速率标志时设置并且防止对接近开关的激活时，速率标志启用对接近开关的激活。变化速率可以是取得多于两个信号样品(例如样本C₀-C_-3)的移动变化平均速率(moving average rate of change)。为了消除或移除来自信号上升估算值的噪声，可以例如通过低通滤波器来计算移动平均值以启用对传感器的激活并且防止由于凝结物而导致的错误激活。移动平均值可以通过计算第一计数信号和第二计数信号之间的差来计算，其中在包括多于两个样本的时间内取得第一和第二计数值。此外，速率监控程序可以确定连续信号样本(例如样本C₀和C_-1)之间的变化值的增量速率，并且进一步地将变化值的连续速率与步进速率阈值进行比较，其中当变化信号的连续速率超过步进速率阈值时，生成激活输出。此外，根据一个实施例，所生成的信号的变化速率可以是两个连续信号计数(例如样本C_-0和C_-1)之间的差与快速激活速率的比较。通常已知的是，当由于凝结物导致达到阈值确定值时，凝结物将以比使用者的激活慢的速率上升，以便阻止较慢激活速率激活传感器。

在图23中示出了速率监控程序300，速率监控程序300被实施为开始于步骤302的更新速率标志程序。程序300进行到判定步骤304以计算当前最大Δ传感器计数值MAX_CH(t)和先前确定的最大Δ传感器计数值MAX_CH(t-3)之间的差值并且确定计算出的差值是否大于有效激活速率。在连续采样时间t、t-1、t-2和t-3取得多个信号样本(例如四个样本C₀-C_-3)的最大Δ传感器计数值之间的差值。如此，差值提供Δ传感器计数的移动平均值。如果移动平均值大于激活速率，则方法300进行到判定步骤306。在判定步骤306，程序300比较连续监控的样本之间的最大Δ传感器计数信号值MAX_CH(t)的每个变化增量并且将增量差值与步进速率值进行比较。这包括将当前最大通道信号MAX_CH(t)与先前最大通道信号MAX_CH(t-1)进行比较以查看差值是否大于步进速率，将先前最大通道信号MAX_CH(t-1)与第二先前最大通道信号MAX_CH(t-2)进行比较以查看差值是否大于步进速率，并且将第二先前最大通道信号MAX_CH(t-2)与第三先前最大通道信号MAX_CH(t-3)进行比较以查看差值是否大于步进速率值。如果每个增量信号通道的差值都大于步进速率值，则方法300进行到步骤310以在步骤312结束之前设置速率标志。如果增量信号通道的任何差值不大于步进速率值，则程序在步骤312结束。一旦设置速率标志，就启用监控程序来激活传感器输出。速率标志的设置减少或消除可能由于凝结物影响而导致的错误激活。

程序300包括判定步骤308，如果Δ传感器计数值未超过有效激活速率，则实施判定步骤308。判定步骤308将当前最大通道信号MAX_CH(t)与先前最大通道信号MAX_CH(t-1)的差值与有效快速激活速率进行比较。如果该差值超过有效快速激活速率，则方法300进行到步骤310设置速率标志。判定步骤308允许当前信号样本与先前信号样本的Δ传感器计数值的快速增加的差值以启用激活并且忽略先前样本历史。因此，如果两个最近的Δ传感器计数值之间的差值指示非常快速的速率，则设置速率标志。

在一个实施例中，有效激活速率可以被设置为50个计数的值，步进速率可以被设置为1个计数的值，并且有效快速激活速率可以被设置为100个计数的值。因此，根据一个实施例，有效快速激活速率约比有效激活速率大两倍。有效快速激活速率大于有效激活速率。然而，应该领会的是，根据另外的实施例，有效激活速率、有效快速激活速率和步进速率可以被设置为不同的值。

根据所示的实施例，速率监控程序300监控最大信号通道值并且设置或重新设置用于最大信号通道的速率标志。通过监控最大信号通道，最有可能有激活的信号不断地被监控并且被用于启用速率标志以最小化凝结物的影响。应该领会的是，根据其他实施例，可以监控除了最大信号通道以外的任何信号通道。速率监控程序300设置和重新设置用于最大信号通道的速率标志，然而，根据另一实施例，速率监控程序300设置和重新设置用于除了最大信号通道以外的其他信号通道的速率标志。应当进一步领会的是，用于采集Δ计数信号样本的采样速率可以变化。更快的采样速率将提供用于确定激活并且识别凝结物的存在的增加的速度。信号监控可以是连续的，并且噪声过滤可以用于消除噪声。

因此，速率监控程序300有利地监控Δ传感器计数的变化速率并且如果速率是足够值，就启用对开关的激活。这使由于凝结物和其他潜在影响而导致的错误激活能够避免。从而接近开关总成能够基于设置的速率标志而生成指示开关激活的输出信号并且防止当未设置速率标志时激活。

接近开关总成20进一步包括共模漂移抑制程序以处理电漂移(例如不是由于使用者与传感器交互而导致的传感器信号的增加或减少)的存在。存在各种可能干扰电容电场的因素，例如环境变化，包括电磁干扰和内部部件交互，其中电容界面电子元件中的部件可能干扰电容场的采集。电磁干扰和其他内部漂移通常发生很快，并且漂移的大小可以取决于电路设计和干扰辐射的强度和频率。共模漂移抑制程序监控响应于每个激活场而生成的信号的振幅以检测最小信号并且在根据减去后的信号确定对多个接近传感器或接近开关之一的激活之前从每个其它信号中减去最小信号。优选的是，接近开关总成具有多个接近开关，使得具有最小信号值的一个接近开关被认为是由噪声引起的值，而不是由使用者与传感器交互而引起的。然后最小信号被认为是共模信号，从其它信号中减去共模信号以便抑制可能由于电磁辐射和其他内部漂移引起的共模噪声。

共模漂移抑制可以用于通过从由接近传感器生成的每个其他信号中减去最小信号来确定对多个接近开关之一的激活。在接近开关总成实施例中，包括多个接近开关和控制电路，每个接近开关包含用于提供感测激活场的接近传感器，控制电路处理每个接近开关的激活场以感测激活。控制电路实施激活接近开关总成的方法。该方法包括通过与多个接近开关相关联的多个接近传感来生成激活场器，并且监控响应于每个激活场而生成的信号的振幅。该方法还包括从每个其它信号中减去最小信号并且根据所减去后的信号来确定对多个接近开关之一的激活的步骤。多个接近传感器可以包括与至少三个相应的接近开关相关联的至少三个接近传感器。对接近开关之一的激活是通过以下方式来确定，即：一旦最小信号已从最大信号中减去就根据一个或多个阈值来处理最大信号。

共模漂移抑制也可以用来确定对多个接近传感器之一的激活。接近传感器总成包括各自提供感测激活场的多个接近传感器和用于处理每个接近传感器的激活场以感测激活的控制电路。控制电路实施抑制多个接近传感器的噪声的方法。该方法包括通过多个接近传感器来生成激活场，并且监控响应于每个激活场而生成的信号的振幅。该方法还包括从每个其他信号中减去最小信号，并且根据减去后的信号来确定对多个接近传感器之一的激活。

共模漂移抑制程序的应用通过图24A-26B所示的几个示例来说明。根据一个实施例，图24A-26B中所生成的信号50A-50C可以通过与图2中所示的组22A的接近开关22相关联的接近传感器来生成。每个信号50A-50C通过与组22A的各个接近开关22相关联的三个接近传感器之一生成。在图24中，使用者的手指使由与第一接近开关22相关联的第一接近传感器生成的信号50A上升到峰值56。第二信号50B由与邻近第一接近开关的第二接近开关22相关联的第二接近传感器生成，并且被示为生成小于第一信号50A的振幅，这可以部分由使用者的手指紧密接近第二接近传感器而引起。第三信号50C是由与可以邻近第二接近开关的第三接近开关相关联的第三接近传感器生成。第三信号50C是最低或最小信号，其被示为以近似台阶状的方式快速上升并且稳定在大体上恒定的振幅处。在这个示例中，可以认为的是，该最小信号的基线增加是由电漂移引起的，电漂移可以以台阶状的方式发生并且可以由电磁辐射引起，电磁辐射是由于例如一个或多个电路部件打开而导致的。共模漂移抑制程序确定最小信号，在该示例中，最小信号是第三信号50C和被示为min_CH，并且使用该值来补偿电漂移。具体地，该程序从每个其它信号50A和50B中减去最小信号min_CH，如图24B所示。因此，最大信号50A的振幅减小量min_CH，以便减少或抑制共模电漂移。在该示例中，漂移抑制防止噪声诱导的对第一接近开关的激活，因为调节后的最大振幅小于阈值激活值。

在图25A和25B中，说明了根据另一个示例与第一、第二和第三接近传感器相关联的第一、第二和第三信号50A、50B和50C，第一、第二和第三接近传感器与各个第一、第二和第三接近开关相关联，在图25A中没有共模漂移抑制，在图25B中具有共模抑制漂移。共模漂移抑制程序检测与接近传感器之一相关联的最小信号(被示为标记为min_CH的信号50C)并且从每个其它信号50A和50B中减去值min_CH，如图25B所示。当这种情况发生时，最大信号50A与其它信号50B和50C的累加的比率足够高以采用如图25B所示施加的共模漂移抑制启用对第一接近开关的预期激活。

在图26A和26B中，示出了根据另一示例由与各个第一、第二和第三接近开关相关联的第一、第二和第三接近传感器生成的第一、第二和第三信号50A、50B和50C。在这个示例中，在图26A中被示为信号50C的最小信号具有min_CH的值，该min_CH的值足够高并且大于阈值，如图26A所示。采用所施加的共模漂移抑制程序，从每个其它信号50A和50B中减去最小信号min_CH以提供图26B所示的信号。当这种情况发生时，仅最大的信号被示为高于阈值激活信号，这允许对与最大信号50A相关联的接近开关的激活。

在图27中，示出了用于处理对接近传感器或接近开关的激活的简化主程序400。应当领会的是，程序400是激活程序的简化版本，例如图15中所示的程序100加上共模抑制。程序400的基本步骤被简化并且说明采集每个信号通道的信号CH[i]的步骤404之后的主循环402。程序400包括在使用信号通道CH_CH[i]检测激活的步骤408之前执行共模抑制的步骤406，并且然后在步骤410处理激活。以下步骤中的每个可以如图15中程序100所示的那样实施：在步骤404采集信号、在步骤408检测激活以及在步骤410处理激活。

在图28中，说明了根据一个实施例的共模漂移抑制程序420。共模漂移抑制程序420开始于步骤422并且进行到步骤424以找到与接近开关之一相关联的接近传感器之一相关联的最小信号。在该实施例中，监控由所有的多个接近传感器生成的信号，并且选择与其相关联的最小信号。接着，在步骤426，程序420从所有其他信号通道中减去最小信号通道。这样，最小信号被视为共模信号，该共模信号从每个其他信号中减去或减小每个其他信号的值。此后，程序420在步骤428结束。

参考图29，示出了根据另一个实施例的共模漂移抑制程序430。在该实施例中，施加共模漂移抑制以选择接近传感器和接近开关的组。例如，如果接近开关总成设置有多个接近传感器组，则每个组可以减去仅与该组相关联的共模信号。程序400开始于步骤432并且进行到步骤434以使所有接近传感器标准化。这可以包括根据垫板或界面配置包括尺寸和形状而给予某些接近传感器定权重。这样，具有最大交互区域的传感器可以被给予不同于具有较小交互区域的传感器的权重。接着，在判定步骤436，程序400判定共模抑制在当前传感器组i上是否被激活，并且如果为否，则跳过提前到判定步骤442。如果共模抑制在当前传感器组i上被激活，则程序430进行到步骤438以找到当前传感器组i中的最小信号。接着，在进行到判定步骤442之前，在步骤440，程序430从当前组i中的所有其他信号通道中减去最小信号通道。在判定步骤442，程序430判定所有的传感器组是否都已经被处理，并且如果为是，则在步骤444结束。如果不是所有传感器组已被处理，则程序430返回步骤436以处理下一个传感器组。因此，根据该实施例，每个组被单独处理以确定最小信号，并且从与该组相关联的所有其他信号通道中减去最小信号。

因此，共模漂移抑制程序有利地监控激活信号，并且确定与接近总成或接近传感器的组相关联的最小信号，并且从每个其它信号中减去最小信号，并且根据减去后的信号来确定对多个接近传感器或开关之一的激活。这能够抑制干扰，例如与电容电场交互的电磁干扰和其他内部漂移，电磁干扰和其他内部漂移可以相对快速发生并且不是由于使用者与接近总成交互而导致的。

应当理解的是，在不脱离本发明的构思的前提下，可以对上述结构做出变化和修改，并且进一步应当理解的是，这样的构思旨在被以下权利要求覆盖，除非这些权利要求通过其文字另有明确表述。

Claims (20)

1.一种激活接近开关总成的方法，包含：

通过与多个接近开关相关联的多个接近传感器来生成激活场；

监控响应于每个所述激活场而生成的信号的振幅；

从每个其他信号中减去最小信号；以及

根据所述减去后的信号来确定对所述多个接近开关之一的激活。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个接近传感器包含与至少三个相应的接近开关相关联的至少三个接近传感器。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个接近传感器与第一组接近开关相关联，并且其中所述接近开关总成包含第二组接近开关，其中来自所述第一组接近开关的每个所述其他信号的所述最小信号从所述第一组接近开关的每个所述其他信号中减去。

4.根据权利要求1所述的方法，其中根据所述减去后的信号来确定对所述多个接近开关之一的激活的步骤包含根据一个或多个阈值来确定对具有最大信号的所述接近开关的激活。

5.根据权利要求1所述的方法，其中根据接近开关界面垫板配置来给所述多个接近传感器中的至少一个定权重。

6.根据权利要求1所述的方法，其中将所述接近开关总成安装在车辆上以便所述车辆中的乘客使用。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述接近开关包含电容开关，所述电容开关包含一个或多个电容传感器。

8.一种接近开关总成，包含：

多个接近开关，每个所述接近开关包含用于提供感测激活场的接近传感器；以及

控制电路，所述控制电路处理每个所述接近开关的所述激活场以感测激活，所述控制电路监控响应于每个所述激活场而生成的信号的振幅，从每个其他信号中减去最小信号，以及根据所述减去后的信号来确定对所述多个接近开关之一的激活。

9.根据权利要求8所述的接近开关总成，其中所述多个接近开关包含至少三个接近开关，每个所述接近开关具有至少一个接近传感器。

10.根据权利要求8所述的接近开关总成，其中所述多个接近开关包括第一组接近开关和第二组接近开关，其中来自所述第一组接近开关的每个所述其他信号的所述最小信号从所述第一组接近开关的所述其他信号中减去。

11.根据权利要求8所述的接近开关总成，其中所述控制电路进一步确定最大信号并且根据从所述最大信号中减去所述最小信号来确定对所述多个接近开关之一的激活。

12.根据权利要求8所述的接近开关总成，其中所述多个接近传感器中的至少一个根据接近开关界面垫板配置来定权重。

13.根据权利要求8所述的接近开关总成，其中所述接近开关总成被安装在车辆上以便所述车辆中的乘客使用。

14.根据权利要求8所述的接近开关总成，其中所述接近开关包含电容开关，所述电容开关包含一个或多个电容传感器。

15.一种抑制多个接近传感器的噪声的方法，包含：

通过所述多个接近传感器来生成激活场；

监控响应于每个所述激活场而生成的信号的振幅；

从每个其他信号中减去最小信号；以及

根据所述减去后的信号来确定对所述多个接近传感器之一的激活。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述多个接近传感器涉及第一组和第二组，其中来自所述第一组接近传感器的每个所述其他信号的所述最小信号从所述第一组接近传感器的所述其他信号中减去，并且其中来自所述第二组接近传感器的每个所述其他信号的所述最小信号从所述第二组接近传感器的所述其他信号中减去。

17.根据权利要求15所述的方法，其中将所述接近传感器安装在车辆上以便所述车辆中的乘客使用。

18.一种接近传感器总成，包含：

多个接近传感器，每个所述接近传感器提供感测激活场；

控制电路，所述控制电路用于处理每个所述接近传感器的所述激活场以感测激活，所述控制电路监控响应于每个所述激活场而生成的信号的振幅、从每个其他信号中减去最小信号、以及根据所述减去后的信号来确定对所述多个接近传感器之一的激活。

19.根据权利要求18所述的接近传感器总成，其中所述多个接近传感器涉及第一组和第二组，其中来自所述第一组接近传感器的每个所述其他信号的所述最小信号从所述第一组接近传感器的所述其他信号中减去，并且其中来自所述第二组接近传感器的每个所述其他信号的所述最小信号从所述第二组接近传感器的所述其他信号中减去。

20.根据权利要求18所述的接近传感器总成，其中所述接近传感器被安装在车辆上以便所述车辆中的乘客使用。