CN107849871B

CN107849871B - 操作输入检测装置及电容传感器的校准装置

Info

Publication number: CN107849871B
Application number: CN201680044810.4A
Authority: CN
Inventors: 松井晴佳; 中村淳哉
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2015-08-04
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2021-03-12
Anticipated expiration: 2036-06-29
Also published as: US10814704B2; CN107849871A; US20180215241A1; JP2017031731A; WO2017022376A1; JP6507918B2

Abstract

本发明的输入检测装置包含：操作输入检测部、移动检测部、及传感器输出校正部。操作输入检测部基于根据检测对象物相对于设于车辆表面的操作输入部接近及离开而变化的电容传感器的传感器输出，检测对操作输入部的操作输入的检测。移动检测部对车辆的移动进行检测。传感器输出校正部在检测到车辆的移动的情况下执行电容传感器的校准。

Description

操作输入检测装置及电容传感器的校准装置

技术领域

本发明涉及操作输入检测装置及电容传感器的校准装置。

背景技术

以往，有这样的操作输入检测装置：基于根据检测对象物相对于设于车辆表面的操作输入部接近及离开而变化的电容传感器的传感器输出，进行对该操作输入部的操作输入的检测。例如，在专利文献1公开了如下结构：根据检测接近车辆的门把手的使用者的手而能非接触地进行该门的上锁/解锁。而且由此能谋求便利性的提高。

另外，在暴露于急剧环境变化的车辆用的操作输入检测装置中，存在该电容传感器的传感器输出容易产生偏移(偏差)的问题。然而，即便在这种情况下，通过执行校准(校正)，能对该传感器输出设定新的基准。而且由此能良好地维持该操作输入的检测灵敏度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5106533号公报

发明所要解决的问题

然而，在实际的使用环境下，可能会例如在受到人、墙等位于车辆附近的物体的影响的状态下，执行该电容传感器的校准。从而，在为了避免伴随于此的灵敏度的下降，以短间隔反复进行校准的情况下，存在有其耗电的增加导致车载电源(电池)的蓄电量下降的问题，关于这一点另外还有改善的余地。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能更恰当地对电容传感器的传感器输出设定基准的操作输入检测装置及电容传感器的校准装置。

用于解决问题的手段

为了达到上述目的，本发明的一个实施方式所涉及的输入检测装置具备：操作输入检测部，该操作输入检测部基于根据检测对象物相对于设于车辆表面的操作输入部接近及离开而变化的电容传感器的传感器输出，检测对所述操作输入部的操作输入；移动检测部，该移动检测部对车辆的移动进行检测；以及传感器输出校正部，该传感器输出校正部在检测到所述车辆的移动的情况下执行所述电容传感器的校准。

附图说明

图1是设于本发明的一个实施方式所涉及的车辆的后背门的标志开关的大致结构图。

图2是示出使用了图1的标志开关的后背门的打开驱动控制的处理工序的流程图。

图3是对作为执行图1的电容传感器的校准的传感器输出校正部的门ECU的功能进行说明的电路图。

图4是示出图1的门ECU所进行的校准的处理工序的流程图。

图5是车辆移动时所执行的校准的作用说明图(冷暖差)。

图6是车辆移动时所执行的校准的作用说明图(叶子接近)。

图7(a)和图7(b)是示出校准的其他例子的时序图。

图8是示出车辆转移到停止状态后反复执行的其他例子的校准中的结束判定的处理工序的流程图。

图9是示出校准的其他例子的流程图。

图10是示出校准的其他例子的时序图。

图11是示出校准的其他例子的说明图(执行间隔逐渐增加)。

图12是示出校准的其他例子的流程图(执行确认判定)。

具体实施方式

以下根据附图对操作输入装置的一个实施方式进行说明。

如图1所示，在门开口部2设有所谓的上掀式的后背门3，门开口部2形成于车辆1的后端，后背门3以其上端部为转动中心进行开闭动作。另外，在该后背门3的外表面3s设有车辆1的标志4。从而，在该车辆1中，该标志4成为用于使后背门3进行打开动作的操作输入部。

详细而言，在本实施方式中，在标志4的内侧设有电容传感器5。另外，该电容传感器5的传感器输出S(的检测值Sd)输入到门ECU10。从而，在本实施方式的车辆1中，由此该门ECU10成为起到操作输入检测部的作用的结构，该操作输入检测部检测对构成该操作输入部的标志4的操作输入。

即电容传感器5的传感器输出S根据检测对象物相对于该标志4接近及离开而变化。另外，门ECU10基于该电容传感器5的传感器输出S而例如检测对标志4的接近操作输入(例如所谓的“手遮操作”等)。从而，在本实施方式的车辆1中，由此形成作为操作输入检测装置的标志开关20。

进一步详细而言，在本实施方式的门ECU10检测到对标志4的操作输入的情况下，以例如满足所谓的电子钥匙等安全要件作为条件，使设于该后背门3的锁装置30进行打开动作。另外，在本实施方式的车辆1中，设有以未图示的电机为驱动源的电动后背门装置(PBD)40。从而，门ECU10构成为：通过对该电动后背门装置40的动作进行控制，使后背门3进行打开动作。

具体而言，如图2的流程图所示，本实施方式的门ECU10在后背门处于全闭状态(步骤101：是)且电动后背门装置40处于停止中的情况下(步骤102：是)，执行对该标志4的操作输入的检测判定(步骤103)。而且，门ECU10构成为：在检测到对该标志4的操作输入的情况下(步骤104：是)，执行后背门3的打开驱动控制(步骤S105)。

(电容传感器的校准)

接着，对于本实施方式的门ECU10所执行的电容传感器5的校准进行说明。

本实施方式的门ECU10具有作为传感器输出校正部(校准装置)的功能，该传感器输出校正部为了对电容传感器5的传感器输出S设定基准，执行该电容传感器5的校准。

详细而言，如图3所示，本实施方式的门ECU10具备调整电路53，电容传感器5的电极(省略图示)形成电容器(检测通道)51，在电容器51和调整电路53之间形成串联电路52。另外，门ECU10具备比较器(运算放大器)54，以该串联电路52的中点电位、及施加到该串联电路52的电源电压(Vdd)的“1/2电位(1/2·Vdd)”作为比较器54的输入。从而，本实施方式的门ECU10构成为：通过调整电路53动作使该比较器54的输出为“0”，由此执行该电容传感器5的校准。

进一步详细而言，本实施方式的门ECU10以规定间隔(t＝t0)周期性地执行上述电容传感器5的校准(固定间隔校准)。即，门ECU10具有作为固定间隔校正部的功能。更具体而言，传感器输出校正部具有作为固定间隔校正部的功能。另外，向本实施方式的门ECU10输入车速V(参照图1)，该门ECU10基于该车速V对车辆1的移动进行检测。具体而言，在本实施方式的标志开关20中，作为移动检测部的门ECU10在车速V成为表示行驶状态的第一规定速度以上之后(V≥V1)，在成为表示停止状态的第二规定速度以下的情况下(V≤V2)，判定为该车辆1产生了移动。从而本实施方式的门ECU10构成为：在检测到该车辆1移动的情况下，即在车辆1从行驶状态转移到停止状态的时刻也执行该电容传感器5的校准(移动时校准)。即，门ECU10具有作为移动时校正部的功能。更具体而言，传感器输出校正部具有作为移动时校正部的功能。

接着，关于本实施方式的门ECU10所执行的电容传感器5的校准，对其处理工序进行说明。

如图4的流程图所示，本实施方式的门ECU10执行车辆移动检测判定(步骤201)，在该判定结果未示出车辆的移动的情况下(步骤202：否)，继续判定是否设置了计时旗标(步骤203)。然后，在还未设置计时旗标的情况下(步骤203：否)，设置计时旗标，且设置用于测定其经过时间t的计时器(t＝0，步骤S204)。此外，在上述步骤203中，在已经设置了计时旗标的情况下(步骤203：是)，不执行步骤204的处理。

接着，门ECU10判定设置了该计时旗标之后的经过时间t是否达到作为执行校准的规定间隔被预先设定的规定时间t0(步骤205)。并且，门ECU10构成为：在经过时间t达到规定时间t0的情况下(t≥t0，步骤205：是)，执行该电容传感器5的校准(步骤206)。

此外，本实施方式的门ECU10在该步骤206中，在执行校准之后，将计时旗标清零。然后，在上述步骤205中，在经过时间t未达到规定时间t0的情况下(t＜t0，步骤205：否)，不执行步骤206的处理。

另外，本实施方式的门ECU10在上述步骤201中的车辆移动检测判定的结果示出车辆的移动的情况下(步骤202：是)，不执行上述步骤203～步骤205的处理，在步骤206中执行电容传感器5的校准。从而在本实施方式的标志开关20中构成为：由此与每个该规定间隔(t0)的校准独立地执行车辆移动时的校准。

接着，对如上所述构成的本实施方式中的标志开关20的作用进行说明。

如图5所示，例如在车辆1从温暖的车库内移动到寒冷的屋外的情况下，伴随着其气氛温度的变化，电容传感器5(的电极)所形成的电容器51(参照图3)的电容量发生变化。从而由此在该电容传感器5的传感器输出S(的检测值Sd)产生偏移(偏差)。

然而，本实施方式的标志开关20中，即便在这种状况下也在该车辆1转移到停止状态的时刻执行电容传感器5的校准(校正)。即，门ECU10通过执行移动时校准，对该电容传感器5的传感器输出S设定气氛温度发生变化的环境下的新的基准。从而本实施方式的标志开关20由此即便在这种电容传感器5的气氛温度急剧变化的状况下，也能良好地维持其操作输入的检测灵敏度。

另外，如图6所示，在车辆1处于停止状态的情况下，对于标志4，在例如被雨水弄湿的植物的叶子等无操作输入意图的检测对象物接近的情况下，电容传感器5的传感器输出S也发生变化，标志4构成该标志开关20的操作输入部。从而在本实施方式的标志开关20中，通过在这种状态下执行固定间隔校准，在该检测对象物等接近的状态下对电容传感器5的传感器输出S设定新的基准。

进一步地，在这种状态下，在车辆1移动的情况下，检测对象物从作为操作输入部的标志4离开，由此，在该电容传感器5的传感器输出S产生偏移。然而，在本实施方式的标志开关20中，即便在这种状况下，也能通过由门ECU10进行移动时校准，从而对电容传感器5的传感器输出S设定在该标志4的附近不存在检测对象物的环境下的新的基准。从而本实施方式的标志开关20，由此即便在从在作为操作输入部的标志4的附近存在无意进行这种操作输入的检测对象物的状况转移到不存在的状况的情况下，也能良好地维持其操作输入的检测灵敏度。

以上，根据本实施方式，能获得以下益处。

(1)作为操作输入检测装置的标志开关20具备作为操作输入检测部的门ECU10，门ECU10基于通过检测对象物相对于作为操作输入部而设定的车辆1的标志4接近及离开而变化的电容传感器5的传感器输出S，从而检测对该标志4的操作输入。另外，该门ECU10对车辆1的移动进行检测。从而在检测到车辆1的移动的情况下，为了对传感器输出S设定基准而执行电容传感器5的校准。

根据上述结构，即便在伴随着车辆1的移动而环境发生变化的情况下，也能对电容传感器5的传感器输出S设定该变化后的环境下的新的基准。从而由此能对耗电进行抑制，良好地维持其操作输入的检测灵敏度。

(2)门ECU10在车辆1从行驶状态转移到停止状态的时刻执行该电容传感器5的校准。

即，使用者对设于车辆1的外表面(后背门3的外表面3s)的标志4的操作输入通常在该车辆1处于停止状态时进行。因此，根据上述结构，能更有效地对耗电进行抑制，良好地维持其操作输入的检测灵敏度。

此外，上述实施方式也可以进行如下变更。

在上述实施方式中，在本发明中对于将设于后背门3的外表面3s的车辆1的标志4作为操作输入部的标志开关20进行了具体化。从而通过检测对该标志4的操作输入，执行后背门3的打开驱动控制。

然而，并不限于此，通过操作输入的检测而开始的控制内容也可以任意地进行设定，例如门锁的上锁/解锁等。另外，该控制对象并非必须是后背门3，例如也可以是侧门、发动机盖等。进一步地，作为该操作输入部的标志4的位置也能任意地进行变更，例如在发动机盖、前格栅等。从而只要是在配置在车辆表面的操作输入部内设有电容传感器5的结构即可，该操作输入部并非必须是车辆1的标志4。

在上述实施方式中，车辆1在从行驶状态转移到停止状态的时刻执行其电容传感器5的校准。然而，并不限于此，也可以构成为，在检测到所述车辆的移动之后，隔开间隔地反复执行电容传感器5的校准。

另外，如图7(a)、7(b)所示，在这种情况下，也可以将检测到该车辆1的移动后进行的移动时校准的执行间隔(规定时间t1)设定为比执行该固定间隔校准的规定间隔(规定时间t0)短。

即，例如配置在标志4的内侧的电容传感器5的气氛温度等车辆1的移动所主要导致的环境变化在一定程度上多为随着时间而进展。关于这点，根据以上结构，能依照该随着时间进展的电容传感器5的环境变化及伴随于此的电容量的变动，随时对电容传感器5的传感器输出S设定新的基准。另外，通过将移动时校准的执行间隔(规定时间t1)设定为比执行该固定间隔校准的规定间隔(规定时间t0)短，能在更大的区间中随时对电容传感器的传感器输出设定新的基准。从而由此更有效地良好地维持其操作输入的检测灵敏度。

此外，在车辆1中，在多数情况下，通过其行驶对车载电源(电池)进行充电。因此，在上述移动时校准中有如下益处：反复进行该校准而导致的耗电的增加及由此导致的蓄电量的减少难以产生问题。

另外，也可以到该随着时间进展的电容传感器5的环境变化及伴随于此的电容量的变动稳定为止，持续这种隔开间隔反复进行的移动时校准。即，通过结束移动时校准而仅执行固定间隔校准，能增大其校准的执行间隔。从而由此能对耗电进行抑制。

例如，如图8的流程图所示，判定车辆1从行驶状态转移到停止状态之后的经过时间T是否达到预先设定的规定时间Tx(步骤301)。另外，判定配置有电容传感器5之处的气氛温度Tmp的变化量(|ΔTmp|)是否在规定的阈值Tmp0以下(步骤302)。进一步地，判定通过执行该校准而对电容传感器5的传感器输出S设定的新的基准与以前的基准之差即校正值α(的绝对值，参照图5)是否在规定的阈值α0以下(步骤303)。此外，从该校准所用的比较器54(参照图3)的输出来求出通过执行移动时校准所得的校正值α。并且，也可以构成为：在满足这些步骤301～步骤303中任意一个的判定条件的情况下，结束该移动时校准的执行(步骤304)。

即，在车辆1从行驶状态转移到停止状态之后，通过经过一定程度的时间(T≥Tx，步骤301：是)，该随着时间进展的电容传感器5的环境变化及伴随于此的电容量的变动变得稳定。另外，若气氛温度Tmp的变化量成为充分小的状态，即电容传感器5的气氛温度Tmp成为稳定状态(|ΔTmp|≤Tmp0，步骤302：是)，则该电容传感器5所形成的电容器51(参照图3)的电容量也变得稳定的可能性高。进一步地，以较短间隔执行的移动时校准所得的校正值α(的绝对值)较小(|α|≤α0，步骤303：是)直接地示出了该电容传感器5所形成的电容器51的电容量变得稳定。因此，根据上述结构，能对其耗电进行抑制，且良好地维持其操作输入的检测灵敏度。

关于移动时校准的结束判定，也可以单独使用车辆1转移到停止状态之后的经过时间T、配置有电容传感器5的气氛温度Tmp的稳定、及通过执行校准所得的校正值α的减小中的任意一个。另外，更直接地，也可以对电容传感器5所形成的电容器51的电容量进行测定，将该值变得稳定作为条件。并且，也可以构成为：任意组合上述条件来进行移动时校准的结束判定。

进一步地，如图10所示，在车辆1处于行驶状态的情况下不执行校准，在车辆1从行驶状态转移到停止状态的时刻执行校准。另外，在此之后，以规定间隔(t3)执行校准。并且，也可以构成为：在车辆1的移动所导致的随着时间进展的电容传感器5的环境变化及伴随于此的电容量的变动变得稳定之后，增大该执行间隔，以规定间隔(t4)执行校准(t3＜t4)。

具体而言，如图9的流程图所示，门ECU10在车辆1处于停止状态的情况下(步骤401：是)，首先判定是否设置了行驶旗标(步骤402)。然后，在设置了行驶旗标的情况下(步骤402：是)，即，判定为处于车辆1从行驶状态转移到停止状态的时刻的情况下，将该行驶旗标清零(步骤403)，执行电容传感器5的校准(步骤404)。

另一方面，在上述步骤402中，在没有设置行驶旗标的情况下(步骤402：否)，门ECU10继续判定是否设置了计时旗标(步骤405)。然后，在还没有设置计时旗标的情况下(步骤405：否)，设置计时旗标，以及设置用于对该经过时间t进行测定的计时器(t＝0，步骤406)。此外，在上述步骤405中，在已设置计时旗标的情况下(步骤405：是)，门ECU10不执行步骤406。

接着，门ECU10执行是否变更校准的执行间隔tn的判定处理(步骤407)。此外，在该例子中，使用与上述移动时校准的结束判定相同的判定条件进行步骤407中的校准执行间隔变更判定(参照图8，步骤301～步骤304)。然后，门ECU10在该任意一个判定条件都不成立的情况下(步骤408：否)，设定规定时间t3作为该执行间隔tn(tn＝t3，步骤409)，在任意一个判定条件成立的情况下(步骤408：是)，设定规定时间t4作为该执行间隔tn(tn＝t4，步骤410)。

进一步地，门ECU10判定设置了计时旗标之后的经过时间t是否达到作为该执行间隔tn而被设定的规定时间(t3，t4)(步骤411)。然后，门ECU10在该经过时间t达到作为该校准的执行间隔tn而被设定的规定时间(t3，t4)的情况下(t≥tn，步骤411：是)，在将计时旗标清零之后(步骤412)，在步骤404中，执行该电容传感器5的校准。

此外，在上述步骤411中，门ECU10在该经过时间t未达到作为该校准的执行间隔tn而被设定的规定时间(t3，t4)的情况下(t＜tn，步骤411：否)，不执行步骤412及步骤404的处理。然后，在上述步骤401中，门ECU在判定车辆1处于行驶状态的情况下(步骤401：否)，将计时旗标清零(步骤413)，并设置行驶旗标(步骤414)。

即，门ECU10在车辆处于行驶状态的情况下不执行电容传感器5的校准。使用者对设于车辆1的外表面(后背门3的外表面3s)的标志4的操作输入通常在该车辆1处于停止的状态下进行。因此，在车辆1处于行驶状态的情况下，即便电容传感器5的传感器输出S产生偏移，也不会对该车辆停止之后进行的使用者的操作输入带来很大影响。另外，考虑到在车辆1的移动所导致的随着时间进展的电容传感器5的环境变化及伴随于此的电容量的变动变得稳定之后，该电容传感器5的传感器输出S也难以产生偏移。由此根据上述结构，能更有效地对耗电进行抑制，良好地维持其操作输入的检测灵敏度。

另外，如图11所示，也可以构成为：校准的执行间隔tn基于车辆1从行驶状态转移到停止状态之后的经过时间T而从规定时间t5开始到规定时间t6为止连续地增大。另外，也可以构成为：执行间隔tn呈阶梯状地阶段性地增大。并且，也可以构成为：随着气氛温度Tmp的变化量(|ΔTmp|)变小，或者随着电容传感器所形成的电容器51的电容量的变动变小，即随着这些因素变得稳定而增大该校准的执行间隔tn。

另外，如图12的流程图所示，在校准的执行时刻中(步骤601：是)，判定该电容传感器5的校准是否有必要(步骤602)。即，门ECU10具有作为执行确认判定部的功能。更具体而言，传感器输出校正部具有作为执行确认判定部的功能。此外，在该步骤602中的校准的执行确认判定例如也可以与移动时校准的结束判定相同的观点来进行(参照图8，步骤301～步骤304)。另外，例如由于车辆1处于行驶状态、或者移动时校准的执行时刻与固定间隔校准的执行时刻相近的原因，该校准也可以无需执行。并且，也可以构成为：在该执行确认判定中，只有在判定为校准的执行是有必要的情况下(步骤602：是)，才执行该电容传感器5的校准(步骤603)。

即，例如在电容传感器5的传感器输出S不产生偏移的情况下，或者在该传感器输出S产生的偏移不会对使用者的操作输入带来较大影响的情况下等，不执行电容传感器5的校准。从而由此能更有效地对耗电进行抑制，良好地维持其操作输入的检测灵敏度。

在上述实施方式中，作为移动检测部的门ECU10在车速V成为表示行驶状态的第一规定速度以上之后(V≥V1)，成为表示停止状态的第二规定速度以下的情况下(V≤V2)，判定车辆1移动过。但是，并不限于此，关于车辆1的移动检测判定，例如也可以车速V成为表示行驶状态的第一规定速度以上、或者该第一规定速度以上的车速V持续规定时间以上作为条件。即，在检测到车辆1的移动的情况下的电容传感器5的校准并非必须在车辆1停止的状态下进行。并且，也可以构成为：例如在车辆1通过牵引、搬运等自身行驶以外的方法进行移动的情况下，也进行电容传感器5的校准。

Claims

1.一种操作输入检测装置，其中，具备：

操作输入检测部，该操作输入检测部基于根据检测对象物相对于设于车辆表面的操作输入部接近及离开而变化的电容传感器的传感器输出，检测对所述操作输入部的操作输入；

移动检测部，该移动检测部对车辆的移动进行检测；以及

传感器输出校正部，该传感器输出校正部在检测到所述车辆的移动的情况下执行所述电容传感器的校准。

2.如权利要求1所述的操作输入检测装置，其中，

所述传感器输出校正部在所述车辆从行驶状态转移到停止状态的时刻执行所述校准。

3.如权利要求1所述的操作输入检测装置，其中，

所述传感器输出校正部在检测到所述车辆的移动之后，隔开间隔地反复执行所述校准。

4.如权利要求3所述的操作输入检测装置，其中，

所述传感器输出校正部基于所述车辆从行驶状态转移到停止状态之后的经过时间来增大所述校准的执行间隔。

5.如权利要求3所述的操作输入检测装置，其中，

所述传感器输出校正部在配置有所述电容传感器的位置的气氛温度稳定的情况下，增大所述校准的执行间隔。

6.如权利要求3所述的操作输入检测装置，其中，

所述传感器输出校正部在所述电容传感器所形成的电容器的电容量稳定的情况下，增大所述校准的执行间隔。

7.如权利要求3所述的操作输入检测装置，其中，

所述传感器输出校正部包含移动时校正部和固定间隔校正部，

该移动时校正部在检测到所述车辆的移动的情况下执行所述校准，

该固定间隔校正部以规定间隔执行所述电容传感器的校准，

由所述移动时校正部进行的所述校准的执行间隔设定为比所述固定间隔校正部执行所述校准的所述规定间隔短。

8.如权利要求1所述的操作输入检测装置，其中，

所述传感器输出校正部包含执行确认判定部，该执行确认判定部在所述校准的执行时刻判定该校准的执行是否有必要。

9.如权利要求1～8中任意一项所述的操作输入检测装置，其中，

所述传感器输出校正部在车辆处于行驶状态的情况下不执行所述校准。

10.一种电容传感器的校准装置，其中，

在检测到车辆的移动的情况下，执行电容传感器的校准，该电容传感器设于车辆表面的操作输入部。