DE102015104343A1

DE102015104343A1 - Näherungsschalter-anordnung und verfahren zur abstimmung derselben

Info

Publication number: DE102015104343A1
Application number: DE102015104343.2A
Authority: DE
Inventors: Pietro Buttolo; Stuart C. Salter; Dipanjan Ghosh; Khaled Omar; James Stewart Rankin
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2015-10-01
Also published as: CN104954001A; CN104954001B

Abstract

Eine Näherungsschalter-Anordnung und ein Verfahren zur Detektion der Aktivierung einer Näherungsschalter-Anordnung und Abstimmung der Anordnung. Die Anordnung umfasst Näherungsschalter, von denen jeder einen Näherungssensor aufweist, der ein Abfühlaktivierungsfeld und eine Steuerschaltung zur Verarbeitung des Aktivierungsfeldes zur Abfühl-Aktivierung bereitstellt. Das Abstimmungsverfahren umfasst das Erzeugen eines Aktivierungsfeldes mit einem Näherungssensor, das Erzeugen eines Signals in Reaktion auf das Aktivierungsfeld, das Detektieren des dem Signal zugeordneten Rauschens und das Einstellen eines auf dem detektierten Rauschen basierenden Parameters, worin der Parameter zur Detektion eines Näherungszustandes, beispielsweise die Aktivierung des Näherungsschalters, angewandt wird.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNGEN
Diese Anmeldung ist eine teilweise Fortsetzung der U.S. Patent Anmeldung Nr. 13/747,578, eingereicht am 23. Januar 2013, unter dem Titel ”NÄHERUNGSSCHALTER MONTAGE UND KALIBRIERUNGSVERFAHREN HIERFÜR,” die eine teilweise Fortsetzung der U.S. Patent Anmeldung Nr. 13/721,886 darstellt, eingereicht am 20. Dezember 2012, unter dem Titel ”NÄHERUNGSSCHALTER MONTAGE UND AKTIVIERUNGSMETHODE MIT FREQUENZMESSUNG,” die eine teilweise Fortsetzung der U.S. Patent Anmeldung Nr. 13/444,374 ist, eingereicht am 11. April 2012, unter dem Titel ”NÄHERUNGSSCHALTER UND AKTIVIERUNGSMETHODE.” Die vorgenannten verwandten Anmeldungen sind hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schalter im Allgemeinen, und im Besonderen auf Näherungsschalter mit einer verbesserten Ermittlung der Schalteraktivierung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Kraftfahrzeuge sind typischerweise mit verschiedenen benutzerbetätigbaren Schaltern ausgestattet, beispielsweise mit Schaltern zum Ansteuern von Vorrichtungen, umfassend elektrisch betätigte Fenster, Scheinwerfer, Scheibenwischer, Glasschiebedächer oder Schiebedächer, Innenbeleuchtung, Radio- und Infotainment-Vorrichtungen, und verschiedene andere Vorrichtungen. Im Allgemeinen müssen diese Schalter durch einen Benutzer aktiviert werden, um eine Vorrichtung zu aktivieren oder deaktivieren oder um eine Art von Steuerfunktion auszuführen. Näherungsschalter, beispielsweise kapazitive Schalter, setzen einen oder mehrere Näherungssensoren ein, um ein Abfühlaktivierungsfeld zu erzeugen und fühlen Änderungen des Aktivierungsfeldes, als Anzeige für die Betätigung des Schalters durch den Benutzer, typischerweise ausgelöst durch den Finger des Benutzers im Nahbereich oder im Kontakt mit dem Sensor. Kapazitive Schalter sind typischerweise konfiguriert, die Betätigung des Schalters durch den Benutzer zu detektieren, basierend auf dem Vergleich des Abfühlaktivierungsfeldes mit einem Schwellenwert.
Schalteranordungen setzen oft eine Vielzahl an eng aneinandergereihten kapazitiven Schaltern ein und erfordern im Allgemeinen das Auswählen seitens des Benutzers eines einzelnen gewünschten kapazitiven Schalters für die Ausführung einer beabsichtigten Operation. Bei einigen Anwendungen, beispielsweise in einem Fahrzeug, ist der Fahrer des Fahrzeugs nur begrenzt fähig, die Schalter aufgrund einer Ablenkung des Fahrers zu sehen. Bei solchen Anwendungen ist es wünschenswert, dem Benutzer die Möglichkeit einzuräumen, die Schalteranordnung nach einer bestimmten Taste unter Vermeidung einer vorzeitigen Bestimmung der Schalteraktivierung auszuforschen. Somit ist es wünschenswert, einen Unterschied zu machen, ob der Benutzer beabsichtigt, einen Schalter zu betätigen, oder einfach nur einen bestimmten Schalterknopf erkundet, während er sich einer Aufgabe von höherer Priorität widmet, beispielsweise dem Fahren, oder ob er keine Absicht hat, einen Schalter zu betätigen.
Kapazitive Schalter können unter der Anwendung einer Dünnschichttechnologie hergestellt werden, wobei eine leitfähige Tinte mit einem Lösungsmittel gedruckt und gehärtet wird, um ein Layout einer elektrischen Schaltung zu erzielen. Kapazitive Schalter können durch Kondensation negativ beeinflusst werden. Beispielsweise können, wenn sich die Feuchtigkeit verändert, Veränderungen in der Kondensation das kapazitive Signal verändern. Änderungen in der Kondensation können ausreichen, eine fehlerhafte Aktivierung auszulösen.
Dementsprechend ist es wünschenswert, eine Näherungsschalter-Anordnung bereitzustellen, die die Benutzung von Näherungsschaltern seitens einer Person, beispielsweise eines Fahrers eines Fahrzeugs, verbessert. Es ist weiter wünschenswert, eine Näherungsschalter-Anordnung bereitzustellen, die Fehlauslösungen aufgrund von Kondensationsgegebenheiten herabsetzt oder vermeidet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Abstimmung eines Näherungssensors vorgesehen. Das Verfahren umfasst die Schritte zur Erzeugung eines Aktivierungsfeldes mit einem Näherungssensor und zur Erzeugung eines Signals in Reaktion auf das Aktivierungsfeld. Das Verfahren umfasst auch die Schritte zur Detektion des mit dem Signal im Zusammenhang stehenden Rauschens und zur Einstellung eines auf dem detektierten Rauschen basierenden Parameters, worin der Parameter zur Detektion eines Näherungszustandes angewendet wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Näherungssensor-Anordnung vorgesehen. Die Näherungssensor-Anordnung umfasst einen Näherungssensor, der ein Aktivierungsfeld bereitstellt und ein Signal erzeugt. Die Näherungssensor-Anordnung umfasst auch eine Steuerschaltung, die ein Signal in Reaktion auf das Aktivierungsfeld erzeugt, wobei das mit dem Signal im Zusammenhang stehende Rauschen detektiert wird, und ein auf dem detektierten Rauschen basierender Parameter eingestellt wird, worin der Parameter zur Detektion eines Näherungszustandes angewendet wird.
Diese und andere Aspekte, Objekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden von den Fachleuten beim Studium der folgenden Beschreibung, Ansprüche und beiliegenden Zeichnungen verstanden und gewürdigt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen:
ist 1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeuginnenraums eines Kraftfahrzeugs mit einer Dachkonsole mit einer Näherungsschalter-Anordnung, gemäß einer Ausführungsform;
ist 2 eine vergrößerte Ansicht der in 1 gezeigten Dachkonsole und der Näherungsschalter-Anordnung;
ist 3 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der in 2 gezogenen Linie III-III, die eine Anordnung von Näherungsschaltern im Verhältnis zum Finger eines Benutzers zeigen;
ist 4 eine schematische Darstellung eines kapazitiven Sensors, der in allen in 3 gezeigten Schaltern eingesetzt wird;
ist 5 ein Blockschaltbild, das die Näherungsschalter-Anordnung zeigt, gemäß einer Ausführungsform;
ist 6 ein Diagramm, das den Signalzählerstand für einen mit einem kapazitiven Sensor in Zusammenhang stehenden Kanal zeigt, und dieser Sensor ein Aktivierungsbewegungsprofil aufweist;
ist 7 ein Diagramm, das den Signalzählerstand für zwei den kapazitiven Sensoren zugeordnete Kanäle zeigt, und diese Sensoren ein gleitendes Explorations-Such-Bewegungsprofil aufweisen;
ist 8 ein Diagramm, das den Signalzählerstand für einen den kapazitiven Sensoren zugeordneten Signalkanal zeigt, und diese kapazitiven Sensoren ein langsames Aktivierungsbewegungsprofil aufweisen;
ist 9 ein Diagramm, das den Signalzählerstand für zwei den kapazitiven Sensoren zugeordnete Kanäle zeigt, und diese kapazitiven Sensoren ein schnelles gleitendes Explorations-Such-Bewegungsprofil aufweisen;
ist 10 ein Diagramm, das den Signalzählerstand für drei den kapazitiven Sensoren zugeordnete Kanäle in einem Explorations-Such-Modus zeigt, der eine stabile Druckaktivierung auf dem Höhepunkt zeigt, gemäß einer Ausführungsform;
ist 11 ein Diagramm, das den Signalzählerstand für drei den kapazitiven Sensoren zugeordnete Kanäle in einem Explorations-Such-Modus zeigt, der die stabile Druckaktivierung auf einer Signalabnahme unter dem Höchstwert zeigt, gemäß einer Ausführungsform;
ist 12 ein Diagramm, das den Signalzählerstand für drei den kapazitiven Sensoren zugeordnete Kanäle in einem Explorations-Such-Modus zeigt, der einen erhöhten stabilen Druck auf eine Unterlage zeigt, um einen Schalter zu aktivieren, gemäß einer weiteren Ausführungsform;
ist 13 ein Diagramm, das den Signalzählerstand für drei den kapazitiven Sensoren zugeordnete Kanäle in einem Explorations-Such-Modus zeigt und die Auswahl einer auf erhöhtem stabilen Druck basierenden Unterlage, gemäß einer weiteren Ausführungsform;
ist 14 ein Zustandsdiagramm, das fünf Zustände der kapazitiven Schalteranordnung zeigt, die mit einer Zustandsmaschine implementiert ist, gemäß einer Ausführungsform;
ist 15 ein Flussdiagramm, dass eine gleichbleibende Routine für die Ausführung eines Verfahrens zur Aktivierung eines Schalters der Schalteranordnung zeigt, gemäß einer Ausführungsform;
ist 16 ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung der Schalteraktivierung und der Auslösung der Schalter zeigt;
ist 17 ein Flussdiagramm, das die Logik für das Schalten zwischen den Schalter-Nicht-Aktiven-Zuständen und den Schalter-Aktiven-Zuständen zeigt;
ist 18 ein Flussdiagramm, das die Logik für das Schalten vom aktiven Schaltzustand zum Nicht-Schalt-Zustand oder Schalt-Schwellenwertzustand zeigt;
ist 19 ein Flussdiagramm, das eine gleichbleibende Routine für das Schalten zwischen dem Schalt-Schwellenwert und Schalt-Such-Zuständen zeigt;
ist 20 ein Flussdiagramm, das ein virtuelles Tasten-Verfahren unter Implementierung des Schalt-Such-Zustands zeigt;
ist 21 ein Diagramm, das den Signalzählerstand für einen Signalkanal zeigt, der einem kapazitiven Sensor zugeordnet ist, der Kondensationseffekten ausgesetzt ist;
ist 22 ein Diagramm, das den Signalzählerstand für einen Signalkanal zeigt, der mit dem kapazitiven Sensor in Zusammenhang steht, der ein auf einem Schwellenwert basierendes Frequenzüberwachen einsetzt, gemäß einer Ausführungsform;
ist 23 ein Flussdiagramm, das ein gleichbleibendes Verfahren für das Ausführen der Frequenzüberwachung zeigt, um die Aktivierung eines Näherungsschalters möglich zu machen, gemäß einer Ausführungsform;
ist 24 ein Flussdiagramm, das die unverzügliche Nachkalibrierungsroutine zeigt, um den Signalzählerstand rasch nachzukalibrieren, gemäß einer Ausführungsform;
ist 25 ein Flussdiagramm, das eine Echtzeitkalibrierungsroutine zur Bereitstellung von anhaltender Driftkompensation zum Signalzählerstand zeigt, gemäß einer Ausführungsform;
sind 26A und 26B Diagramme, die ein Beispiel von Zählerständen für eine Vielzahl von Signalkanälen zeigen, die eine unverzügliche positive Nachkalibrierung mit der unverzüglichen Nachkalibrierungsroutine zeigen;
sind 27A und 27B Diagramme, die ein weiteres Beispiel von Zählerständen für eine Vielzahl an Kanälen zeigen, die eine negative Nachkalibrierung mit der unverzüglichen Nachkalibrierungsroutine zeigen;
ist 28 ein Diagramm, das einen Signalkanal mit verschiedenen Geräuschpegeln und angepassten oder abgestimmten Schwellenwerten zeigt, gemäß einer Ausführungsform;
ist 29 ein Diagramm, das ein Signal mit Rausch- und Teilbereichsschätzwerten des in einer Vielzahl von Bereichen bestimmten Rauschens zeigt, gemäß einer Ausführungsform;
ist 30 ein Flussdiagramm, das ein Abstimmungsverfahren eines auf einem Rauschschätzwert basierenden Näherungssensors zeigt, gemäß einer Ausführungsform;
ist 31 ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Bestimmung eines Teilrauschbereichsschätzwert zur Abstimmung des Näherungssensors zeigt; und
ist 32 ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Schätzung des auf den Teilrauschbereichsschätzwerten basierenden Rauschens zur Anwendung bei der Abstimmung des Näherungssensors zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wie gefordert, werden hier ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung geoffenbart; jedoch liegt es auf der Hand, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen zum Ausdruck gebracht werden kann. Die Figuren stellen nicht notwendigerweise eine ausführliche Ausgestaltung dar; einige schematische Darstellungen können vergrößert oder verkleinert sein, um eine Funktionsübersicht zu geben. Somit sind spezifische, hier geoffenbarte strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend, sondern bloß als eine stellvertretende Basis zu interpretieren, um den Fachleuten die unterschiedlichen Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung näher zu bringen.
Mit Bezugnahme auf die 1 und 2, wird der Innenraum eines Kraftfahrzeugs 10 im Allgemeinen mit einem Fahrzeuginnenraum und einer Schalteranordnung 20 mit einer Vielzahl von Näherungsschaltern 22 mit einer Schalteraktivierungsüberwachung und -Bestimmung und Schalterkalibrierung gezeigt, gemäß einer Ausführungsform. Das Fahrzeug 10 umfasst im Allgemeinen eine Dachkonsole 12, die zum Fahrzeughimmel hin auf der Unterseite des Daches oder der Decke ganz oben auf dem Fahrzeuginnenraum, im Allgemeinen über der vorderen Sitzreihe montiert ist. Die Schalteranordnung 20 weist eine Vielzahl an Näherungsschaltern 22 auf, die eng aneinander liegend in der Dachkonsole 12 angebracht sind, gemäß einer Ausführungsform. Die verschiedenen Näherungsschalter 22 können eine beliebige Anzahl an Fahrzeugvorrichtungen und -funktionen steuern, beispielsweise das Steuern der Bewegung eines Schiebedaches oder Glasschiebedaches 16, das Steuern der Bewegung einer Glasschiebedachblende 18, das Steuern der Aktivierung von einer oder mehreren Beleuchtungsvorrichtungen, beispielsweise Kartenleseleuchten im Fahrzeuginnenraum und Innendeckenlichtern 30, und verschiedene andere Vorrichtungen und Funktionen. Man sollte sich jedoch bewusst sein, dass die Näherungsschalter 22 irgendwo anders auf dem Fahrzeug 10 lokalisiert werden können, beispielsweise im Armaturenbrett, auf anderen Konsolen, beispielsweise auf einer Mittelkonsole, integriert in eine Berührungsbildschirmanzeige 14 für ein Radio- oder Infotainmentsystem, beispielsweise eine Navigations- und/oder Tonanzeige, oder irgendwo anders gemäß den verschiedenen Anwendungen des Fahrzeugs im Fahrzeug 10 lokalisiert sein können.
Die Näherungsschalter 22 werden hier als kapazitive Schalter gezeigt und beschrieben, gemäß einer Ausführungsform. Jeder Näherungsschalter 22 umfasst mindestens einen Näherungssensor, der ein Aktivierungsfeld bereitstellt, um den Kontakt oder den Nahbereich (beispielsweise innerhalb eines Millimeters) eines Benutzers im Verhältnis zu einem oder mehreren Näherungssensoren, wie beispielsweise ein Darüberstreifen mit dem Finger seitens des Benutzers, abzufühlen. Somit ist das Abfühlaktivierungsfeld von jedem Näherungsschalter 22 ein kapazitives Feld in der beispielhaften Ausführungsform und der Finger des Benutzers weist elektrische Leitfähigkeit und dielektrische Eigenschaften auf, die eine Veränderung oder Störung im Abfühlaktivierungsfeld verursachen, was für die Fachleute klar auf der Hand liegt. Die Fachleute sollten sich jedoch auch bewusst sein, dass zusätzliche oder alternative Arten von Näherungssensoren angewendet werden können, beispielsweise, aber nicht beschränkt darauf, induktive Sensoren, optische Sensoren, Temperatursensoren, resistive Sensoren, und ähnliches oder eine Kombination davon. Beispielhafte Näherungssensoren sind im ATMEL^® Berührungssensorgestaltungsführer (Touch Sensors Design Guide), 10620 D-AT42-04/09, vom 9. April 2009, beschrieben, wobei auf den vollständigen Bezug hier Bezug genommen wird.
Die in den 1 und 2 gezeigten Näherungsschalter 22 stellen jeweils die Steuerung einer Fahrzeugkomponente oder -Vorrichtung oder eine vorgesehene Steuerfunktion bereit. Einer oder mehrere Näherungsschalter 22 können einer Steuerbewegung eines Schiebedaches oder Glasschiebedaches 16 zugeordnet sein, um es so dem Glasschiebedach 16 zu ermöglichen, sich in einer geöffneten oder geschlossenen Richtung zu bewegen, das Glasschiebedach zu kippen, oder die Bewegung des Glasschiebedaches durch einen Steueralgorithmus anzuhalten. Einer oder mehrere Näherungsschalter 22 können einer Steuerbewegung einer Glasschiebedachblende 18 zwischen geöffneten und geschlossenen Positionen zugeordnet sein. Jedes der Glasschiebedächer 16 und jede der Blenden 18 kann durch einen Elektromotor in Reaktion auf die Betätigung des entsprechenden Näherungsschalters 22 betätigt werden. Andere Näherungsschalter 22 können der Steuerung anderer Vorrichtungen zugeordnet sein, beispielsweise dem Einschalten einer Fahrzeuginnenraumkartenleseleuchte 30, dem Ausschalten einer Fahrzeuginnenraumkartenleseleuchte 30, dem Ein- und Ausschalten eines Innendeckenlichtes, dem Aufsperren eines Fahrzeugkofferraums, dem Öffnen einer Heckklappe, dem Deaktivieren eines Türlichtschalters. Zusätzliche Steuerungen über die Näherungsschalter 22 können das Betätigen elektrischer Tür-Fensterheber nach oben und nach unten umfassen. Verschiedene andere Fahrzeugsteuerungen können über die hier beschriebenen Näherungsschalter 22 gesteuert werden.
Mit Bezugnahme auf 3 wird ein Teil der Näherungsschalter-Anordnung 20 mit einer Anordnung von drei seriell eng aneinander angeordneten Näherungsschaltern 22 dargestellt, und zwar in Relation zu einem Finger 34 des Benutzers während der Anwendung der Schalteranordnung 20. Jeder Näherungsschalter 22 umfasst einen oder mehrere Näherungssensoren 24 für die Erzeugung eines Abfühlaktivierungsfeldes. Gemäß einer Ausführungsform kann jeder der Näherungssensoren 24 durch das Drucken von leitfähiger Tinte auf die Deckfläche der Polymerdachkonsole 12 gebildet werden. Ein Beispiel eines Druckfarben-Näherungssensors 24 ist in 4 dargestellt, der im Allgemeinen eine Steuerelektrode 26 und eine Empfängerelektrode 28 mit jeweils ineinandergreifenden Fingern zur Erzeugung eines kapazitiven Feldes 32 aufweist. Es wird darauf hingewiesen, dass jeder der Näherungssensoren 24 anders gebildet werden kann, wie beispielsweise durch das Anordnen einer vorgeformten leitfähigen Leiterbahn auf einem Substrat gemäß anderen Ausführungsformen. Die Steuerelektrode 26 empfängt bei der Spannung V_I angewandte Rechteckswellenansteuerungsimpulse. Die Empfängerelektrode 28 hat einen Ausgang zur Erzeugung einer Ausgangsspannung V_O. Es wird darauf hingewiesen, dass die Elektroden 26 und 28 in verschiedenen anderen Konfigurationen zur Erzeugung des kapazitiven Feldes als das Aktivierungsfeld 32 angeordnet werden können.
In der hier gezeigten und beschriebenen Ausführungsform wird die Steuerelektrode 26 von jedem Näherungssensor 24 mit dem Spannungseingang V_I angewandt, da die Rechteckwellenimpulse einen Ladeimpulszyklus aufweisen, der ausreicht, die Empfängerelektrode 28 auf eine gewünschte Spannung zu laden. Die Empfängerelektrode 28 dient dabei als eine Messelektrode. In der gezeigten Ausführungsform kommt es zu einer leichten Überlappung von durch angrenzende Näherungsschalter 22 erzeugte, angrenzende Abfühlaktivierungsfelder 32, während es gemäß anderen Ausführungsformen zu keiner Überlappung kommen muss. Tritt ein Benutzer oder eine Bedienperson, beispielsweise der Finger 34 des Benutzers, in ein Aktivierungsfeld 32 ein, detektiert die Näherungsschalter-Anordnung 20 die durch den Finger 34 im Aktivierungsfeld 32 verursachte Störung und bestimmt, ob die Störung ausreicht, den entsprechenden Näherungsschalter 22 zu aktivieren. Die Störung des Aktivierungsfeldes 32 wird durch das Verarbeiten des mit dem entsprechenden Signalkanal in Verbindung stehenden Ladungsimpulssignals detektiert. Berührt der Finger 34 des Benutzers zwei Aktivierungsfelder 32, detektiert die Näherungsschalter-Anordnung 20 die Störung beider berührter Aktivierungsfelder 32 über separate Signalkanäle. Jeder Näherungsschalter 22 hat seinen eigenen zugeordneten Signalkanal, der Ladungsimpulszahlen erzeugt, was, wie hier beschrieben, verarbeitet wird.
Mit Bezugnahme auf 5 wird die Näherungsschalter-Anordnung 20 gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Eine Vielzahl an Näherungssensoren 24 werden gezeigt, die einer Steuereinheit 40, beispielsweise einer Mikrosteuereinheit, Eingaben bereitstellen. Die Steuereinheit 40 kann einen Steuerschaltkreis, beispielsweise einen Mikroprozessor 42 und einen Speicher 48 umfassen. Der Steuerschaltkreis kann einen Erfassungssteuerschaltkreis umfassen, der das Aktivierungsfeld von jedem Sensor 22 bearbeitet, um die Benutzeraktivierung des entsprechenden Schalters zu erfassen, indem er das Aktivierungsfeldsignal mit einem oder mehreren Schwellenwerten in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Steuerroutinen vergleicht. Es wird darauf hingewiesen, dass andere analoge und/oder digitale Steuerschaltkreise eingesetzt werden können, um jedes Aktivierungsfeld zu bearbeiten, die Benutzeraktivierung zu bestimmen und einen Vorgang einzuleiten. Die Steuereinheit 40 kann eine durch ATMEL^® verfügbare QMatrix-Erwerbsmethode gemäß einer Ausführungsform anwenden. Die ATMEL-Erwerbsmethode setzt einen WINDOWS^®-Host C/C++ Kompilierer und Debugger WinAVR ein, um eine Weiterentwicklung zu vereinfachen und das Hawkeye-Hilfsprogramm zu testen, das sowohl ein Überwachen in Echtzeit des internen Status von kritischen Variablen in der Software ermöglicht als auch das Einsammeln von Datenprotokollen zur Nachbearbeitung.
Die Steuereinheit 40 stellt ein Ausgangssignal für eine oder mehrere Vorrichtungen bereit, die konfiguriert sind, zugeordnete Schritte in Reaktion auf eine korrekte Aktivierung eines Näherungsschalters auszuführen. Beispielsweise können die eine oder mehreren Vorrichtungen ein Glasschiebedach 16 mit einem Motor zur Bewegung der Glasschiebedachplatte zwischen geöffneter, geschlossener und gekippter Position umfassen, eine Glasschiebedachblende 18, die sich zwischen den geöffneten und geschlossenen Positionen bewegt, und Beleuchtungsvorrichtungen 30, die ein- und ausgeschaltet werden können. Andere Vorrichtungen können gesteuert werden, beispielsweise ein Radio zur Ausführung von Ein- und Aus-Funktionen, Lautstärkeregelung, Abtastung und andere Arten von Vorrichtungen zur Ausführung von anderen zugeordneten Funktionen. Einer der Näherungsschalter 22 kann der Betätigung für ein Schließen des Glasschiebedaches zugeordnet sein, ein anderer Näherungsschalter 22 kann der Betätigung für ein Öffnen des Glasschiebedaches zugeordnet sein, und ein weiterer Schalter 22 kann der Betätigung für ein Kippen des Glasschiebedaches zugeordnet sein, was einen Motor dazu bringen würde, das Glasschiebedach in eine gewünschte Position zu bringen. Die Glasschiebedachblende 18 kann in Reaktion auf einen Näherungsschalter 22 geöffnet werden und in Reaktion auf einen weiteren Näherungsschalter 22 geschlossen werden.
Die Steuereinheit 40 ist ferner mit einem analogen bis digitalen (A/D) Komparator 44 dargestellt, der mit dem Mikroprozessor 42 gekoppelt ist. Der A/D-Komparator 44 empfängt den Spannungsausgang V_O von jedem der Näherungsschalter 22, wandelt das analoge Signal in ein digitales Signal um und stellt das digitale Signal dem Mikroprozessor 42 zur Verfügung. Darüber hinaus umfasst die Steuereinheit 40 einen Impulszähler 46, der mit dem Mikroprozessor 42 gekoppelt ist. Der Impulszähler 46 zählt die Ladungssignalimpulse, die auf jede Steuerelektrode von jedem Näherungssensor angewandt werden, führt eine Zählung der Impulse aus, die erforderlich sind, um den Kondensator zu laden bis der Spannungsausgang V_O eine vorbestimmte Spannung erreicht, und stellt die Anzahl dem Mikroprozessor 42 zur Verfügung. Die Impulszahl zeigt die Veränderung in der Kapazität des entsprechenden kapazitiven Sensors an. Die Steuereinheit 40 ist weiter in Kommunikation mit einem impulsbreitenmodulierten Steuerpuffer 15 dargestellt. Die Steuereinheit 40 stellt dem impulsbreitenmodulierten Steuerpuffer 15 ein impulsbreitenmoduliertes Signal bereit, um eine Rechteckwellenimpulsfolge V_I zu erzeugen, die auf jede Steuerelektrode von jedem Näherungssensor/-Schalter 22 angewandt wird. Die Steuereinheit 40 bearbeitet eine oder mehrere Steuerroutinen 100, die im Speicher 48 gespeichert sind, um zu überwachen und eine Bestimmung hinsichtlich der Aktivierung von einem oder mehreren Näherungsschaltern zu fassen. Die Steuerroutinen können eine Routine für die Ausführung eines Verfahrens zur Aktivierung eines Näherungsschalters unter Anwendung der Frequenzmessung umfassen, um aufgrund von Kondensation verursachte, nachteilige Effekte herabzusetzen oder zu beseitigen. Die Steuereinheit 40 bearbeitet ferner die im Speicher 48 gespeicherten Kalibrierungsroutinen 400 und 500, um die Signalzahl zu kalibrieren und nachzukalibrieren, um die durch Kondensation verursachten nachteiligen Effekte weiter herabzusetzen oder zu beseitigen. Die Kalibrierungsroutinen können eine unverzügliche Nachkalibrierungsroutine 400 und eine Echtzeit-Kalibrierungsroutine 500 umfassen, die als separate Kalibrierungsmodule angesehen werden können, gemäß einer Ausführungsform. Die Kalibrierungsroutinen kalibrieren rasch die mit den Näherungsschaltern in Verbindung stehenden Signale, wenn nachteilige Kondensationseffekte vorliegen, um rasch eine Aktivierung der Näherungsschalter mit Verzögerung zu ermöglichen, die auf einer minimalen Schalteraussperrung basiert.
In den 6–13 ist die Veränderung in den Sensorladungsimpulszählwerten, die als Δ Sensorzählwert für eine Vielzahl von einer Vielzahl von Näherungsschaltern 22, beispielsweise den drei in 3 gezeigten Schaltern 22, zugeordneten Signalkanälen gezeigt wird, gemäß verschiedener Beispiele dargestellt. Die Änderung im Sensorladungsimpulszählwert ist die Differenz zwischen einem initialisierten referenzierten Zählwert ohne Anwesenheit eines Fingers oder eines anderen Objekts im Aktivierungsfeld und der entsprechenden Sensoranzeige. In diesen Beispielen tritt der Finger des Benutzers in die Aktivierungsfelder 32, die jedem von drei Näherungsschaltern 22 zugeordnet sind, im Allgemeinen jeweils in ein Abfühlaktivierungsfeld mit Überlappung zwischen den angrenzenden Aktivierungsfeldern 32 ein, wenn sich der Finger des Benutzers über die Schalteranordnung bewegt. Kanal 1 ist die Änderung (Δ) im Sensorladungsimpulszählwert, der mit einem ersten kapazitiven Sensor 24 zugeordnet ist, Kanal 2 ist die Änderung im Sensorladungsimpulszählwert, der dem angrenzenden zweiten kapazitiven Sensor 24 zugeordnet ist, und Kanal 3 ist die Änderung im Sensorladungsimpulszählwert, der dem dritten kapazitiven Sensor 24 zugeordnet ist, der an den zweiten kapazitiven Sensor angrenzt. In der offenbarten Ausführungsform sind die Näherungssensoren 24 kapazitive Sensoren. Kommt der Finger des Benutzers in Berührung oder in den Nahbereich eines Sensors 24, so verändert der Finger die beim entsprechenden Sensor 24 gemessene Kapazität. Die Kapazität ist parallel zur Unberührten-Sensorfeld-Parasitärkapazität, und gilt als solche als ein Offset. Die Benutzer- oder Operator-induzierte-Kapazität ist proportional zum Finger des Benutzers oder einer anderen Körperteil-dielektrischen Konstante, der dem kapazitiven Feld ausgesetzten Oberfläche, und ist umgekehrt proportional zum Abstand des Körperglieds des Benutzers zur Schalttaste. Gemäß einer Ausführungsform wird jeder Sensor mit einer Impulsspannungsfolge über eine Impulsbreitenmodulations-(PWM)-Elektronik angeregt, bis der Sensor auf ein Spannungssollpotential aufgeladen ist. Eine solche Erfassungsmethode lädt die Empfängerelektrode 28 auf ein bekanntes Spannungspotential auf. Der Zyklus wird wiederholt, bis die Spannung am Messkondensator eine vorbestimmte Spannung erreicht. Das Platzieren des Fingers eines Benutzers auf der Berührungsfläche des Schalters 24 führt eine externe Kapazität ein, die das Ausmaß der in jedem Zyklus transportierten Ladung erhöht, wobei sich die Gesamtzahl der Zyklen, die für die Messkapazität erforderlich sind, um eine vorbestimmte Spannung zu erreichen, erhöht. Der Finger des Benutzers ruft eine Änderung im Sensorladungsimpulszählwert in Richtung Erhöhung hervor, denn dieser Wert basiert auf dem initialisierten Referenzzählwert minus der Sensorauslesung.
Die Näherungsschalter-Anordnung 20 ist in der Lage, die Handbewegung des Benutzers zu erkennen, wenn die Hand, und vor allem ein Finger, sich im Nahbereich zu den Näherungsschaltern 22 befindet, um eine Unterscheidung zu machen, ob der Benutzer beabsichtigt, einen Schalter 22 zu aktivieren, nach einer bestimmten Schaltertaste zu suchen, während er sich auf Aufgaben von höherer Priorität konzentriert, beispielsweise auf das Fahren, oder ob das das Ergebnis wie beispielsweise das Anpassen des Rückspiegels ist, das nichts mit der Aktivierung eines Näherungsschalters 22 zu tun hat. Die Näherungsschalter-Anordnung 20 kann in einem Erkundungs- oder Such-Modus in Betrieb sein, wodurch dem Benutzer die Möglichkeit gegeben wird, die Tastaturen oder Tasten zu erforschen, indem er einen Finger nahe an den Schaltern darüberstreifen oder darübergleiten lässt, ohne eine Aktivierung eines Schalters auszulösen, bis die Absicht des Benutzers feststeht. Die Näherungsschalter-Anordnung 20 überwacht die Amplitude eines Signals, das in Reaktion auf das Aktivierungsfeld erzeugt wird, bestimmt eine differenzielle Änderung im erzeugten Signal, und erzeugt einen Aktivierungsausgang, wenn das Differenzsignal einen Schwellenwert übersteigt. Folglich ist die Erkundung der Näherungsschalter-Anordnung 20 dahingehend erlaubt, dass Benutzer die Möglichkeit haben, das Schalt-Schnittstellen-Feld mit ihren Fingern zu erforschen, ohne unabsichtlich einen Ablauf auszulösen, die Schnittstellen-Reaktionszeit ist schnell, die Aktivierung erfolgt, wenn der Finger eine Oberflächenplatte berührt, und eine unbeabsichtigte Aktivierung des Schalters vermieden oder herabgesetzt wird.
Mit Bezugnahme auf 6, wenn sich der Finger 34 des Benutzers einem dem Signalkanal 1 zugeordneten Schalter 22 annähert, tritt der Finger 34 in das dem Sensor 24 zugeordnete Aktivierungsfeld 32 ein, was eine Unterbrechung in der Kapazität hervorruft, und dadurch zu einer Sensorzählwerterhöhung führt, wie durch das Signal 50A gezeigt wird, das ein typisches Aktivierungs-Bewegungs-Profil aufweist. Ein Eintritts-Rampen-Steigungs-Verfahren gemäß einer Ausführungsform kann angewendet werden, um festzustellen, ob die Bedienperson die Absicht hat, eine Taste zu drücken oder die Schnittstelle zu erkunden, die auf der Steigung der Eintrittsrampe im Signal 50A des Kanal 1-Signals basiert, das von Punkt 52 ansteigt, wo das Signal 50A den Pegel-aktiv(level active(LVL_ACTIVE))-Zählwert durchläuft, bis Punkt 54, wo das Signal 50A den Schwellenwertpegel(level threshold(LVL_THRESHOLD))-Zählwert durchläuft. Die Steigung der Eintrittsrampe ist die differenzielle Veränderung im erzeugten Signal zwischen den Punkten 52 und 54, die innerhalb der Zeitspanne zwischen der Zeit t_th und t_ac aufgetreten ist. Da sich der Zählvorrichtungs-Pegel-Schwellenwert – Pegel-aktiv nur dann ändert, wenn das Vorhandensein von Handschuhen detektiert wird, und andernfalls konstant ist, kann die Steigung hinsichtlich der Zeit berechnet werden, die beim Durchqueren vom Pegel-aktiv zum Pegel-Schwellenwert abläuft, die als t_{active2threshold} bezeichnet wird, die die Differenz zwischen der Zeit t_th und t_ac darstellt. Ein direktes Drücken auf ein Schaltfeld kann typischerweise innerhalb einer Zeitspanne auftreten, die als t_directpush im Bereich von ungefähr 40 bis 60 Millisekunden bezeichnet wird. Ist die Zeit t_{active2threshold} weniger oder gleich der Zeit des direkten Drückens t_directpush, dann ist die Aktivierung des Schalters dazu bestimmt aufzutreten. Andernfalls ist der Schalter dazu bestimmt, in einem Erkundungssmodus zu sein.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Steigung der Eintrittsrampe als die Differenz in der Zeit von der Zeit t_ac bei Punkt 52 zur Zeit t_pk berechnet werden, um den Höchstzählwert bei Punkt 56 zu erreichen, der als die Zeit t_active2peak bezeichnet wird. Die Zeit t_active2peak kann mit einer direkten Druck-Spitze verglichen werden, die als tdirect_push_pk bezeichnet wird, die gemäß einer Ausführungsform einen Wert von 100 Millisekunden aufweisen kann. Ist die Zeit t_active2peak kleiner oder gleich der t_{direct_push_pk}, so ist die Aktivierung des Schalters dazu bestimmt aufzutreten. Andernfalls ist die Schalteranordnung in einem Erkundungssmodus in Betrieb.
Im in 6 gezeigten Beispiel wird das Kanal 1-Signal ansteigend gezeigt, wenn die Kapazitätsstörung rasch von Punkt 52 zum Spitzenwert bei Punkt 56 ansteigt. Die Näherungsschalter-Anordnung 20 bestimmt die Steigung der Eintrittsrampe entweder als Zeitspanne t_{active2threshold} oder t_active2peak für das erste Signal, um vom ersten Schwellenwertpunkt 52 entweder zum zweiten Schwellenwert bei Punkt 54 oder zum Höchstschwellenwert bei Punkt 56 anzusteigen. Die Steigung oder die differenzielle Änderung im erzeugten Signal wird dann für den Vergleich mit einem stellvertretenden Direktes-Drücken-Schwellenwert t_{direct_push} oder t_{direct_push_pk} angewendet, um die Aktivierung des Näherungsschalters zu bestimmen. Besonders wenn die Zeit t_active2peak kleiner als die Zeit t_{direct_push} ist, oder die Zeit t_{active2threshold} kleiner als die Zeit t_{direct_push} ist, wird die Aktivierung des Schalters bestimmt. Andernfalls bleibt die Schalteranordnung im Erkundungsmodus.
Mit Bezugnahme auf 7 wird ein Beispiel einer Gleit-Erkundungsbewegung über zwei Schalter dargestellt, wenn der Finger über das Aktivierungsfeld zweier angrenzender Näherungssensoren, die als Kanal 1, als 50A gekennzeichnet, und als Kanal 2, als 50B gekennzeichnet, gezeigt sind, streicht oder gleitet. Sobald sich der Finger des Benutzers dem ersten Schalter nähert, tritt der Finger in das Aktivierungsfeld ein, das dem ersten Schaltsensor zugeordnet ist, wobei der Finger die Änderung im Sensorzählwert bei Signal 50A hervorruft, damit dieses sich langsamer erhöht, sodass eine verminderte differenzielle Änderung im erzeugten Signal bestimmt wird. In diesem Beispiel erfährt das Signal-Kanal 1-Profil eine Änderung in der Zeit t_active2peak, die nicht kleiner oder gleich der Zeit t_{direct_push} ist, was dazu führt, dass in den Such- oder Erkundungs-Modus eingetreten wird. Da die t_{active2threshold} eine langsame differenzielle Veränderung im erzeugten Signal anzeigt, wird keine Aktivierung der Schaltertaste initiiert, gemäß einer Ausführungsform. Gemäß einer weiteren Ausführungsform, da die Zeit t_active2peak nicht kleiner oder gleich der Zeit t_{direct_push_pk} ist, als Anzeige für eine langsame differenzielle Veränderung in einem erzeugten Signal, wird keine Aktivierung initiiert, gemäß einer weiteren Ausführungsform. Der zweite als 50B gekennzeichnete Signalkanal wird gezeigt, wie er das Maximalsignal beim Übergangspunkt 58 wird und eine ansteigende Änderung im Δ Sensorzählwert mit einer differentialen Veränderung im Signal aufweist, die derjenigen des Signals 50A ähnlich ist. Die Folge davon ist, dass die ersten und zweiten Kanäle 50A und 50B eine Gleitbewegung des Fingers über zwei kapazitive Sensoren im Erkundungsmodus widerspiegeln, der keine Aktivierung von beiden Schaltern zur Folge hat. Durch Anwendung der Zeitspanne t_{active2threshold} oder t_active2peak, kann eine Entscheidung hinsichtlich der Aktivierung oder Nicht-Aktivierung eines Näherungsschalters getroffen werden, wenn sein Kapazitätspegel die Signalspitze erreicht.
Für eine langsame, wie in 8 gezeigte, direkte Druckbewegung kann ein zusätzliches Bearbeiten angewendet werden, um sicherzugehen, dass keine Aktivierung beabsichtigt ist. Wie in 8 gezeigt, wird der als Signal 50A identifizierte Signal-Kanal 1 als langsamer ansteigend sowohl innerhalb der Zeitspanne t_{active2threshold} als auch der Zeitspanne t_active2peak gezeigt, was im Eintreten in den Erkundungsmodus resultieren würde. Wird eine derartige Gleit-Erkundungs-Bedingung detektiert, mit der Zeit t_{active2threshold}, die größer als die Zeit t_{direct_push} ist, wenn der Kanal, der die Bedingung nicht erfüllt, der erste Signalkanal wäre, der in den Erkundungsmodus einträte, und immer noch der Maximalkanal (der Kanal mit der höchsten Intensität) ist, wenn seine Kapazität unter den LVL_KEYUP_Schwellenwert bei Punkt 60 fällt, dann wird die Aktivierung des Schalters initiiert.
Mit Bezugnahme auf 9 wird eine schnelle Bewegung eines Fingers des Benutzers über die Näherungsschalter-Anordnung ohne Aktivierung der Schalter gezeigt. In diesem Beispiel wird die relativ große differenzielle Veränderung im erzeugten Signal für die Kanäle 1 und 2 detektiert, für beide Kanäle 1 und 2, die durch die Linien 50A beziehungsweise 50B dargestellt sind. Die Schalteranordnung setzt eine zeitlich verzögerte Zeitspanne ein, um die Aktivierung einer Entscheidung zu verzögern, bis der Übergangspunkt 58, bei dem der zweite Signalkanal 50B über den ersten Signalkanal 50A ansteigt. Gemäß einer Ausführungsform könnte die zeitliche Verzögerung der Zeit t_{direct_push_pk} gleichgesetzt werden. Durch das Einsetzen einer zeitlichen Verzögerung vor der Bestimmung der Aktivierung eines Schalters verhindert somit die sehr schnelle Erkundung der Näherungstastenfelder eine unbeabsichtigte Aktivierung eines Schalters. Die Einführung der Zeitverzögerung in der Reaktion kann die Schnittstelle weniger reaktionsfähig machen und kann besser funktionieren, wenn die Fingerbewegung der Bedienperson im Wesentlichen gleichmäßig ist.
Wird ein vorangegangenes Schwellenwertereignis, das nicht zur Aktivierung geführt hat, erst kürzlich detektiert, kann gemäß einer Ausführungsform in den Erkundungsmodus automatisch eingetreten werden. Wird eine unbeabsichtigte Aktivierung einmal detektiert und verworfen, kann folglich mehr Vorsicht für eine Zeitdauer im Erkundungsmodus angewandt werden.
Eine weitere Art und Weise, einer Bedienperson die Möglichkeit zu geben, in den Erkundungsmodus einzutreten, besteht darin, eine oder mehrere genau gekennzeichnete und/oder strukturierte Flächen oder Felder auf der Schaltfeldfläche zu verwenden, die den zugeordneten Näherungsschaltern zugeordnet sind, mit der Funktion, der Näherungsschalter-Anordnung die Absicht der Bedienperson, blind zu erkunden, zu signalisieren. Ein oder mehrere Explorationseingriffsfelder können an einer leicht zu erreichenden Stelle untergebracht sein, die nur mit geringer Wahrscheinlichkeit die Aktivierung mit anderen Signalkanälen erzeugen werden. Gemäß einer weiteren Ausführung kann ein nicht markiertes größeres Explorationseingriffsfeld eingesetzt werden, das die ganze Schalter-Schnittstelle umgibt. Mit einem solchen Erkundungsfeld würde man als erstes in Berührung kommen, wenn die Hand der Bedienperson über die Leiste in der Dachkonsole gleitet, wenn sie nach einem Orientierungspunkt sucht, von dem sie die blinde Erkundung der Näherungsschalter-Anordnung beginnen könnte.
Hat die Näherungsschalter-Anordnung einmal bestimmt, ob eine Erhöhung in der Änderung im Sensorzählwert eine Schalteraktivierung oder das Ergebnis einer Erkundungsbewegung ist, setzt die Anordnung damit fort, zu bestimmen, ob und wie die Erkundungsbewegung in einer Aktivierung des Näherungsschalters enden sollte oder nicht. Gemäß einer Ausführungsform sucht die Näherungsschalter-Anordnung ein gleichbleibendes Drücken auf eine Schalttaste für zumindest eine vorbestimmte Zeitdauer. In einer spezifischen Ausführung ist das vorbestimmte Zeitausmaß gleich oder größer als 50 Millisekunden, vorzugsweise jedoch über 80 Millisekunden. Beispiele der Schalteranordnungsoperation, die eine gleichbleibende Zeitmethodik zur Anwendung bringt, sind in den 10–13 dargestellt.
Mit Bezugnahme auf 10 ist die Erkundung von drei Näherungsschaltern dargestellt, die den als Signale 50A–50C gekennzeichneten beziehungsweise den Signal-Kanälen 1–3 entsprechen, während ein Finger über die ersten und zweiten Schalter im Erkundungsmodus gleitet und dann den dritten Schalter aktiviert, der dem Signal-Kanal 3 zugeordnet ist. Beim Erkunden des den Kanälen 1 und 2 zugeordneten ersten und zweiten Schalters durch den Finger wird aufgrund keines dauerhaften Signals auf den Leitungen 50A und 50B keine Aktivierung bestimmt. Das Signal auf der Leitung 50A für Kanal 1 beginnt als der Höchstsignalwert, bis Kanal 2 auf der Leitung 50B zum Höchstwert wird, und letztlich wird Kanal 3 ein Höchstwert. Signal-Kanal 3 wird gezeigt, der eine gleichbleibende Änderung im Sensorzählwert nahe dem Spitzenwert für eine ausreichende Zeitspanne t_stable, beispielsweise 80 Millisekunden, aufweist, was ausreicht, um die Aktivierung des entsprechenden Näherungsschalters zu initiieren. Ist die Pegel-Schwellenwert-Trigger-Bedingung erfüllt und ein Spitzenwert erreicht worden, aktiviert das gleichbleibende Pegelverfahren den Schalter, nachdem der Pegel auf dem Schalter in einem engen Bereich für mindestens die Zeitdauer t_stable gebunden ist. Das ermöglicht der Bedienperson, die verschiedenen Näherungsschalter zu erkunden und einen gewünschten Schalter zu aktivieren, wenn er einmal gefunden ist, durch das Aufrechterhalten der Positionierung des Fingers des Benutzers in der Nähe des Schalters für eine gleichbleibende Zeitdauer t_stable.
Mit Bezugnahme auf 11 ist eine weitere Ausführungsform des gleichbleibenden Pegelverfahrens dargestellt, in der der dritte Signal-Kanal auf der Leitung 50C eine Veränderung im Sensorzählwert aufweist, der eine stabile Bedingung bei Abnahme des Signals hat. In diesem Beispiel übersteigt die Änderung im Sensorzählwert für den dritten Kanal den Pegelschwellenwert und weist ein stabiles Drücken auf, das für die Zeitdauer t_stable detektiert wird, sodass die Aktivierung des dritten Schalters bestimmt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Näherungsschalter-Anordnung ein virtuelles Tasten-Verfahren anwenden, das nach einem Anfangs-Spitzenwert der Änderung im Sensorzählerstand sucht, während im Erkundungsmodus, dem eine zusätzliche anhaltende Erhöhung in der Veränderung im Sensorzählerstand nachfolgt, um die Aktivierung des in den 12 und 13 gezeigten Schalters zu bestimmen. In 12 steigt der dritte Signalkanal auf der Leitung 50C bis zu einem Anfangs-Spitzenwert an und erhöht sich dann weiter durch eine Änderung im Sensorzählwert C_vb. Das entspricht dem sanften Streichen eines Fingers über die Oberfläche der Schalteranordnung, wenn er über die Schalteranordnung gleitet, die gewünschte Taste erreicht, und dann auf den virtuellen mechanischen Schalter drückt, sodass der Finger des Benutzers auf die Schalterkontaktfläche drückt und sich das Ausmaß des sich näher beim Schalter befindlichen Fingervolumens erhöht. Der Anstieg in der Kapazität wird durch die vergrößerte Oberfläche der Fingerspitze hervorgerufen, wenn sie auf der Feldoberfläche komprimiert wird. Die erhöhte Kapazität kann unverzüglich nach der Detektion eines in 12 dargestellten Spitzenwertes auftreten oder nach einem, wie in 13 gezeigten Abfall in der Änderung im Sensorzählwert. Die Näherungsschalter-Anordnung detektiert einen Anfangs-Spitzenwert, dem eine weitere ansteigende Änderung im Sensorzählwert folgt, die durch die Kapazität C_vb auf einem stabilen Pegel oder eine stabile Zeitspanne t_stable angezeigt wird. Ein stabiler Detektionspegel bedeutet im Allgemeinen keine Änderung im Sensorzählwert ohne Rauschen oder einer kleinen Änderung im Sensorzählwert ohne Rauschen, die während der Kalibrierung vorherbestimmt werden können.
Es ist darauf hinzuweisen, dass eine kürzere Zeitspanne t_stable zu zufälligen Aktivierungen führen kann, besonders nach einer Umkehrung in Richtung der Bewegung des Fingers, und dass eine längere Zeitspanne t_stable eine weniger reaktionsfähige Schnittstelle zur Folge haben kann.
Es ist auch darauf hinzuweisen, dass sowohl das Gleichbleibende-Wert-Verfahren als auch das Virtuelle-Tasten-Verfahren zur gleichen Zeit aktiv sein können. Auf diese Weise kann die gleichbleibende Zeit t_stable gelockert werden, um länger zu sein, beispielsweise eine Sekunde, da die Bedienperson die Taste unter Anwendung des Virtuellen-Tasten-Verfahrens immer auslösen kann, ohne auf die gleichbleibende Druck-Auszeit zu warten.
Die Näherungsschalter-Anordnung kann ferner eine starke Rauschunterdrückung einsetzen, um lästige unbeabsichtigte Aktivierungen zu vermeiden. Beispielsweise sollte mit einer Dachkonsole ein unabsichtliches Öffnen und Schließen des Glasschiebedaches vermieden werden. Zuviel Rauschunterdrückung kann dazu führen, dass beabsichtigte Aktivierungen unterdrückt werden, was vermieden werden sollte. Ein Lösungsansatz zur Rauschunterdrückung besteht darin, Ausschau zu halten, ob mehrfache angrenzende Kanäle gleichzeitige auslösende Ereignisse melden und, wenn dem so ist, den Signalkanal mit dem höchsten Signal auszuwählen und ihn zu aktivieren, wobei alle anderen Signalkanäle ignoriert werden, bis zur Freigabe des ausgewählten Signalkanals.
Die Näherungsschalter-Anordnung 20 kann ein Signatur-Rauschunterdrückungsverfahren umfassen, das auf zwei Parametern basiert, nämlich einem Signatur-Parameter, der das Verhältnis zwischen dem Kanal zwischen der höchsten Intensität (max_channel) und dem Gesamtsummenpegel (sum_channel) darstellt, und dem DAC-Parameter, der die Anzahl der Kanäle darstellt, die mindestens ein gewisses Verhältnis des max_channel darstellen. In einer Ausführungsform ist der
0,5. Der Signatur-Parameter kann durch die folgende Gleichung definiert werden:
Der DAC-Parameter kann durch die folgende Gleichung definiert werden:
Abhängig vom DAC, muss der Kanal, damit eine anerkannte Aktivierung nicht unterdrückt wird, im Allgemeinen fehlerfrei sein, d. h. die Signatur muss höher als ein vordefinierter Schwellenwert sein. In einer Ausführungsform ist
und
Ist der DAC größer als 2, wird die Aktivierung gemäß einer Ausführungsform unterdrückt.
Wird eine Entscheidung getroffen, ob ein Schalter in der abfallenden Phase des Profils aktiviert wird oder nicht, dann können anstelle von max_channel und sum_channel deren Spitzenwerte peak_max_channel und peak_sum_channel angewendet werden, um die Signatur zu berechnen. Die Signatur kann die folgende Gleichung aufweisen:
Ein Rauschunterdrückungs-Trigger-Such-Modus kann angewendet werden. Wird eine detektierte Aktivierung aufgrund einer fehlerhaften Signatur unterdrückt, sollten der Such- oder Erkundungs-Modus automatisch eingesetzt werden. Somit kann bei blinder Erkundung ein Benutzer mit allen Fingern ausgestreckt, auf der Suche nach der Errichtung eines Referenzrahmens sein, von dem aus er auf die Suche gehen kann. Das kann mehrere Kanäle gleichzeitig auslösen, und dadurch eine schlechte Signatur zur Folge haben.
Mit Bezugnahme auf 14 wird gemäß einer Ausführungsform ein Zustandsdiagramm für die Näherungsschalter-Anordnung 20 in einer Zustandsmaschinenimplementierung dargestellt. Die Zustandsmaschinenimplementierung ist dargestellt mit fünf Zuständen, umfassend den SW_NONE Zustand 70, den SW_ACTIVE Zustand 72, den SW_THRESHOLD Zustand 74, den SW_HUNTING Zustand 76 und den SWITCH_ACTIVATED Zustand 78. Der SW_NONE Zustand 70 ist der Zustand, in dem keine Sensoraktivität detektiert wird. Der SW_ACTIVE Zustand ist der Zustand, in dem eine gewisse Aktivität durch den Sensor detektiert wird, aber nicht genug, um die Aktivierung des Schalters bei diesem Punkt rechtzeitig auszulösen. Der SW_THRESHOLD Zustand ist der Zustand, in dem die Aktivität, wie sie durch den Sensor bestimmt wird, hoch genug ist, um die Aktivierung, das Suchen/die Exploration oder die beiläufige Bewegung der Schalteranordnung zu gewähren. In den SW_HUNTING Zustand 76 wird eingetreten, wenn das durch die Schalteranordnung bestimmte Aktivierungsmuster mit der Erkundungs-Such-Interaktion kompatibel ist. Der SWITCH_ACTIVATED Zustand 78 ist der Zustand, in dem die Aktivierung eines Schalters identifiziert worden ist. Im SWITCH_ACTIVATED Zustand 78 wird die Schaltertaste aktiv bleiben, und keine andere Auswahl wird möglich sein, bis der entsprechende Schalter freigegeben wird.
Der Zustand der Näherungsschalter-Anordnung 20 verändert sich je nach der Detektion und Bearbeitung der erfassten Signale. Im SW_NONE Zustand 70 kann das System 20 in den SW_ACTIVE Zustand 72 vorrücken, wenn eine gewisse Aktivierung durch einen oder mehrere Sensoren detektiert wird. Ist eine ausreichende Aktivierung zur Garantie von entweder Aktivierung, Suchen oder einer beiläufigen Bewegung detektiert, kann das System 20 direkt in den SW_THRESHOLD Zustand 74 vorrücken. Im SW_THRESHOLD Zustand 74 kann das System 20 in den SW_HUNTING Zustand 76 vorrücken, wenn ein Muster, das auf die Erkundung anspricht, detektiert wird oder kann direkt in den schalteraktivierten Zustand 78 vorrücken. Liegt eine Schalteraktivierung im SW_HUNTING Zustand vor, kann eine Aktivierung des Schalters detektiert werden, um in den SWITCH_ACTIVATED Zustand 78 zu wechseln. Wird das Signal unterdrückt und ein unbeabsichtigter Schritt detektiert, kann das System 20 in den SW_NONE Zustand 70 zurückkehren.
Mit Bezugnahme auf 15 wird das Hauptverfahren 100 der Überwachung und Bestimmung, wann ein Aktivierungsausgang mit der Näherungsschalter-Anordnung erzeugt wird, gezeigt, gemäß einer Ausführungsform. Das Verfahren 100 beginnt bei Schritt 102 und setzt sich bis Schritt 104 fort, um eine Anfangs-Kalibrierung auszuführen, die einmal ausgeführt werden kann. Die kalibrierten Signalkanalwerte werden aus Rohkanaldaten und kalibrierten Referenzwerten durch das Subtrahieren des Referenzwertes von den Rohdaten bei Schritt 106 berechnet. Anschließend, bei Schritt 108, werden von allen Signalkanalsensorauslesungen der als max_channel bezeichnete, höchste Zählwert und die als sum_channel bezeichnete Summe aller Kanalsensorauslesungen berechnet. Darüber hinaus wird die Anzahl aktiver Kanäle bestimmt. Bei Schritt 110 berechnet das Verfahren 100 den jüngsten Bereich des max_channel und des sum_channel, um erst später zu bestimmen, ob eine Bewegung ausgeführt wird oder nicht.
Schritt 110 folgend, rückt das Verfahren 100 zu Entscheidungsschritt 112 vor, um zu bestimmen, ob irgendeiner der Schalter aktiv ist. Ist kein Schalter aktiv, rückt das Verfahren 100 zu Schritt 114 vor, um eine Online-Echtzeit-Kalibrierung auszuführen, und dann zu Schritt 115, um eine unverzügliche Nachkalibrierung zu bearbeiten. Die unverzügliche Nachkalibrierung kann angewendet werden, um rasch die Näherungsschalter bei Inbetriebnahme zu initialisieren und kalibrieren, und sie kalibriert den Signalzählwert unverzüglich nach, wenn das Signal entweder hoch oder niedrig feststeckt. Das umfasst sowohl eine sofortige positive Nachkalibrierung als auch eine sofortige negative Nachkalibrierung. Der Verfahrens-Echtzeit-Kalibrierungsschritt 114 stellt eine langsamere fortlaufende Driftkompensierung bereit, um eine anhaltende Driftkompensierung bereitzustellen, die eine ultra-schnelle Driftkompensierung, eine Driftkompensierungssperre und keine Doppelkompensierungsverarbeitung umfassen kann. Andernfalls bearbeitet das Verfahren 116 die Schalterfreigabe bei Schritt 116. Demgemäß, falls ein Schalter bereits aktiv wäre, rückt das Verfahren 100 zu einem Modul vor, wo es wartet und alle Aktivitäten bis zu seiner Freigabe sperrt.
Nach der Echtzeit-Kalibrierung setzt das Verfahren 100 mit dem Entscheidungsschritt 118 fort, um zu bestimmen, ob irgendeine Kanalaussperrung als Anzeige für eine zuletzt stattgefundene Aktivierung vorliegt, und, wenn dem so ist, fährt es mit Schritt 120 fort, um die Kanalaussperrungszeitsteuerung zu verringern. Werden keine Kanalaussperrungen detektiert, setzt das Verfahren 100 mit dem Entscheidungsschritt 122 fort, um nach einem neuen max_channel zu suchen. Hat sich der aktuelle max_channel derart geändert, dass ein neuer max_channel vorliegt, setzt das Verfahren 100 mit Schritt 124 fort, um den max_channel in die Ausgangslage zurückzusetzen, die Bereiche zu summieren und die Schwellenwertpegel einzustellen. Wird ein neuer max_channel identifiziert, setzt das Verfahren somit die jüngsten Signalbereiche zurück und aktualisiert nötigenfalls die Such-Erkundungsparameter. Ist der switch_status kleiner als der SW_ACTIVE, dann wird das Such-Erkundungsstatuszeichen auf WAHR gesetzt und der Schaltzustand gleich SW_NONE gesetzt. Darüber hinaus wird bei Schritt 124 das Ratenstatuszeichen zurückgesetzt. Darüber hinaus wird das Ratenstatuszeichen bei Schritt 124 zurückgesetzt. Schritt 124 folgend, setzt die Routine 100 mit Schritt 131 fort, um das Ratenstatuszeichen zu aktualisieren. Das Ratenstatuszeichen gibt die Aktivierung des Schalters frei, wenn die überwachte Änderungsrate des Δ Signalzählwertes, beispielsweise einer durchschnittlichen Änderungsrate, eine gültige Aktivierungsrate übersteigt, und dabei fehlerhafte Aktivierungen aufgrund von Veränderungen in der Kondensation vermeidet. Ist das Ratenstatuszeichen gesetzt, ist Schalteraktivierung möglich. Ist das Ratenstatuszeichen nicht gesetzt, wird die Aktivierung des Schalters verhindert.
Hat sich der aktuelle max_channel nicht verändert, setzt das Verfahren 100 mit Schritt 126 fort, um den max_channel-nackten-(ohne Handschuhe)Finger-Zustand zu bearbeiten. Das kann das Verarbeiten der Logik zwischen den verschiedenen, wie im Zustandsdiagramm von 14 gezeigten Zuständen umfassen. Schritt 126 folgend, setzt das Verfahren 100 mit dem Entscheidungsschritt 128 fort, um zu bestimmen, ob ein Schalter aktiv ist. Wird keine Schalteraktivierung detektiert, fährt das Verfahren 100 mit Schritt 130 fort, um das mögliche Vorhandensein eines Handschuhs an der Hand des Benutzers zu detektieren. Das Vorhandensein eines Handschuhs kann auf Basis einer herabgesetzten Veränderung im Kapazitätszählwert detektiert werden. Das Verfahren 100 rückt dann zu Schritt 131 vor, um das Ratenstatuszeichen zu aktualisieren, und rückt dann zu Schritt 132 vor, um die Vorgeschichte von max_channel und sum_channel zu aktualisieren. Der Index des aktiven Schalters wird dann, wenn überhaupt, bei Stufe 134 dem Software-Hardware-Modul ausgegeben, bevor er bei Schritt 136 endet.
Ist ein Schalter aktiv, wird eine Verarbeitungs-Schalterfreigabe-Routine aktiviert, die in 16 dargestellt ist. Die Verarbeitungs-Schalterfreigabe-Routine 116 beginnt bei Schritt 140 und setzt mit dem Entscheidungsschritt 142 fort, um zu bestimmen, ob der aktive Kanal kleiner als LVL_RELEASE ist, und, wenn dem so ist, endet sie bei Schritt 152. Ist der aktive Kanal kleiner als die LVL_RELEASE, dann setzt die Routine 116 mit dem Entscheidungsschritt 144 fort, um zu bestimmen, ob der LVL_DELTA_THRESHOLD größer als 0 ist, und, wenn dem nicht so ist, fährt sie mit Schritt 146 fort, um den Schwellenwertpegel anzuheben, falls das Signal stärker ist. Das kann durch ein Senken von LVL_DELTA_THRESHOLD erreicht werden. Schritt 146 legt auch den Schwellenwert, die Freigabe und die aktiven Pegel fest. Die Routine 116 setzt dann mit Schritt 148 fort, um den Maximalkanal (channel max) und die Summier-Vorgeschichte-Zeitsteuerung (sum history timer) für lange stabile Signal-Such-Erkundungsparameter zurückzusetzen. Der Schaltzustand wird SW_NONE bei Schritt 150 gleichgesetzt, bevor er bei Schritt 152 endet. Um aus dem Verarbeitungs-Schalterfreigabe-Modul auszusteigen, muss das Signal auf dem aktiven Kanal unter LVL_RELEASE fallen, was ein anpassungsfähiger Schwellenwert ist, der sich bei Detektion der Handschuh-Interaktion verändert. Bei Freigabe der Schaltertaste werden alle internen Parameter zurückgesetzt und eine Ausperrungszeitsteuerung wird in Gang gesetzt, um weitere Aktivierungen zu verhindern, bevor eine gewisse Wartezeit vergangen ist, beispielsweise 100 Millisekunden. Darüber hinaus werden die Schwellenwertpegel je nach Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein von Handschuhen angepasst.
Mit Bezugnahme auf 17 wird eine Routine 200 für das Bestimmen einer Zustandsveränderung vom SW_NONE Zustand zum SW_ACTIVE Zustand gezeigt, gemäß einer Ausführungsform. Die Routine 200 beginnt bei Schritt 202, den SW_NONE Zustand zu bearbeiten, und rückt dann zum Entscheidungsschritt 204 vor, um zu bestimmen, ob max_channel größer als der LVL_ACTIVE ist. Ist der max_channel größer als der LVL_ACTIVE, dann verändert die Näherungsschalter-Anordnung den Zustand vom SW_NONE Zustand zum SW_ACTIVE Zustand und endet bei Schritt 210. Ist der max_channel nicht größer als LVL_ACTIVE, überprüft die Routine 200, ob die Such-Markierung bei 208 zurückgesetzt werden soll, bevor sie bei Schritt 210 aufhört. Somit verwandelt sich der Zustand vom SW_NONE Zustand in den SW_ACTIVE Zustand, wenn sich der max_channel über dem LVL_ACTIVE auslöst. Bleibt der Kanal unter diesem Pegel, wird nach einer gewissen Wartezeit das Such-Statuszeichen, falls es gesetzt ist, auf Nicht-Suchen zurückgesetzt, was eine Möglichkeit ist, aus dem Such-Modus auszusteigen.
Mit Bezugnahme auf 18 wird ein Verfahren 220 für die Bearbeitung des Zustands des SW_ACTIVE Zustands, der sich entweder in den SW_THRESHOLD Zustand oder in den SW_NONE Zustand verwandelt, dargestellt, gemäß einer Ausführungsform. Das Verfahren 220 beginnt bei Schritt 222 und setzt mit dem Entscheidungsschritt 224 fort. Ist der max_channel nicht größer als der LVL_THRESHOLD, dann setzt das Verfahren 220 mit Schritt 226 fort, um zu bestimmen, ob der max_channel kleiner als der LVL_ACTIVE ist, und, wenn dem so ist, fährt es mit Schritt 228 fort, um den Schaltzustand auf SW_NONE abzuändern. Demgemäß bewegt sich der Zustand der Zustandsmaschnine vom SW_ACTIVE Zustand zum SW_NONE Zustand, wenn das max_channel-Signal unter den LVL_ACTIVE fällt. Ein Deltawert kann auch vom LVL_ACTIVE subtrahiert werden, um eine gewisse Hysterese einzuführen. Ist der max_channel größer als der LVL_THRESHOLD, dann setzt die Routine 220 mit dem Entscheidungsschritt 230 fort, um zu bestimmen, ob ein jüngstes Schwellenwertereignis oder ein Handschuh detektiert worden ist, und, wenn dem so ist, setzt es das Suchen auf dem Statuszeichen bei Schritt 232 auf WAHR fort. Bei Schritt 234 schaltet das Verfahren 220 den Zustand zum SW_THRESHOLD Zustand, bevor er bei Schritt 236 endet. Stellt sich der max_channel über dem LVL_THRESHOLD ein, wandelt sich der Zustand in den SW_THRESHOLD Zustand um. Werden Handschuhe detektiert oder wird in der jüngsten Vergangenheit ein vorangegangenes Schwellenwertereignis detektiert, das zu keiner Aktivierung geführt hat, dann kann in den Such-Erkundungs-Modus automatisch eingetreten werden.
Mit Bezugnahme auf 19 wird ein Verfahren 240 zur Bestimmung der Aktivierung eines Schalters vom SW_THRESHOLD Zustand dargestellt, gemäß einer Ausführungsform. Das Verfahren 240 beginnt bei Schritt 242, um den SW_THRESHOLD Zustand zu bearbeiten und setzt dann mit Block 244 fort, um zu bestimmen, ob das Signal stabil ist oder ob sich der Signalkanal auf einem Höchstpunkt befindet, und, wenn dem nicht so ist, bei Schritt 256 endet. Ist entweder das Signal stabil oder befindet sich der Signalkanal auf einem Höchstpunkt, dann setzt das Verfahren 240 mit dem Entscheidungsschritt 246 fort, um zu bestimmen, ob der Such- oder Erkundungs-Modus aktiv ist, und, wenn dem so ist, springt es zu Schritt 250. Ist der Such- oder Erkundungs-Modus nicht aktiv, setzt das Verfahren 240 mit dem Entscheidungsschritt 248 fort, um zu bestimmen, ob der Signalkanal fehlerfrei ist und schnell-aktiv ist größer als ein Schwellenwert, und, wenn dem so ist, fährt es mit dem Entscheidungsschritt 249 fort, um zu bestimmen, ob das Ratenstatuszeichen gesetzt ist, und, wenn dem so ist, schaltet es den Schalter ein gleich dem Maximalkanal bei Schritt 250. Ist der Signalkanal nicht fehlerfrei und schnell-aktiv ist nicht größer als der Schwellenwert, setzt das Verfahren 240 direkt mit Schritt 252 fort. In ähnlicher Weise setzt das Verfahren 240 direkt mit Schritt 252 fort, wenn das Ratenstatuszeichen nicht gesetzt ist. Beim Entscheidungsblock 252 bestimmt das Verfahren 240, ob ein Schalter aktiv ist, und, wenn dem so ist, endet es bei Schritt 256. Ist kein Schalter aktiv, setzt das Verfahren 240 mit Schritt 254 fort, um die Such-Variablen SWITCH_STATUS gleich SWITCH_HUNTING und PEAK_MAX_BASE gleich MAX_CHANNELS zu initiieren, bevor es bei Schritt 256 endet.
Im SW_THRESHOLD Zustand wird keine Entscheidung getroffen, solange kein Höchstwert im MAX_CHANNEL detektiert ist. Die Detektion des Höchstwertes ist entweder durch eine Umkehrung in Richtung des Signals oder durch das Gleichbleiben (in einer Reichweite fixiert) von MAX_CHANNEL und SUM_CHANNEL für mindestens ein gewisses Zeitintervall, beispielsweise 60 Millisekunden, bedingt. Ist der Höchstwert einmal detektiert, wird das Such-Statuszeichen überprüft. Ist der Such-Modus ausgeschaltet, kommt das Eintrittsrampensteigungsverfahren zur Anwendung. Wäre der SW_ACTIVE zum SW_THRESHOLD kleiner als ein Schwellenwert, beispielsweise 16 Millisekunden, und die Signatur des Rauschunterdrückungsverfahrens zeigt es als ein gültiges auslösendes Ereignis an, setzt es mit Schritt 249 fort, und springt andernfalls zu Schritt 252. Bei Schritt 249, falls das Ratenstatuszeichen gesetzt ist, wird der Zustand in SWITCH_ACTIVE umgewandelt und das Verfahren wird auf das PROCESS_SWITCH_RELEASE-Modul übertragen, andernfalls ist das Such-Statuszeichen auf WAHR gesetzt. Wird das verzögerte Aktivierungsverfahren anstelle der unverzüglichen Aktivierung des Schalters eingesetzt, wird der Zustand in die SW_DELAYED_ACTIVATION umgewandelt, in dem eine Verzögerung herbeigeführt wird, und am Ende davon, falls sich der aktuelle MAX_CHANNEL-Index nicht geändert hat, ist die Taste aktiviert.
Mit Bezugnahme auf 20 wird ein virtuelles Tasten-Verfahren gezeigt, das den SW_HUNTING-Zustand implementiert, gemäß einer Ausführungsform. Das Verfahren 260 beginnt bei Schritt 262, um den SW_HUNTING-Zustand zuverarbeiten und setzt mit dem Entscheidungsschritt 264 fort, um zu bestimmen, ob der MAX_CHANNEL unter den LVL_KEYUP_THRESHOLD gefallen ist, und setzt, wenn dem so ist, die MAX_PEAK_BASE bei Schritt 272 gleich MIN (MAX_PEAK_BASE, MAX_CHANNEL). Ist der MAX_CHANNEL unter den LVL_KEYUP_THRESHOLD gefallen, dann setzt das Verfahren 260 mit Schritt 266 fort, um das erste Kanal-Auslöse-Such-Verfahren einzusetzen, um zu überprüfen, ob das Ereignis die Tastenaktivierung auslösen sollte. Das bestimmt sich durch das Bestimmen, ob der erste und einzige Kanal durchquert wird und das Signal fehlerfrei ist. Ist das der Fall, setzt das Verfahren 260 mit dem Entscheidungsschritt 269 fort, um zu bestimmen, ob das Ratenstatuszeichen gesetzt ist, und, wenn dem so ist, setzt es den Schalter auf aktiv, gleich dem Maximalkanal bei Schritt 270, und setzt das Überspring-Kalibrierungskennzeichen bei Schritt 271, und setzt die Überspring-Kalibrierungszeitsteuerung gleich NS bei Schritt 273, bevor es bei Schritt 282 endet. Ist das Ratenstatuszeichen nicht gesetzt, endet das Verfahren 260 bei Schritt 282. Wird der erste und einzige Kanal nicht durchquert oder ist das Signal nicht fehlerfrei, setzt das Verfahren 260 mit Schritt 268 fort, um eine unbeabsichtigte Aktivierung aufzugeben und zu bestimmen und den SWITCH_STATUS gleich dem SW_NONE-Zustand zu setzen, bevor es bei Schritt 282 endet.
Schritt 272 folgend, setzt das Verfahren 260 mit dem Entscheidungsschritt 274 fort, um zu bestimmen, ob der Kanal angeklickt hat. Das kann bestimmt werden durch die Frage, ob MAX_CHANNEL größer als MAX_PEAK_BASE plus Delta ist. Hat der Kanal angeklickt, setzt das Verfahren 260 mit dem Entscheidungsschritt 276 fort, um zu bestimmen, ob das Signal stabil und fehlerfrei ist, und, wenn dem so ist, setzt es mit dem Entscheidungsschritt 279 fort, um zu bestimmen, ob das Ratenstatuszeichen gesetzt ist, und, wenn dem so ist, setzt es den Schalter auf aktiven Zustand zum Maximalkanal bei Schritt 280, bevor es bei Schritt 282 endet. Hat der Kanal nicht angeklickt, rückt das Verfahren 260 zu dem Entscheidungsschritt 278 vor, um zu sehen, ob das Signal lang, stabil und fehlerfrei ist, und, wenn dem so ist, fährt es mit dem Entscheidungsschritt 279 fort, um zu bestimmen, ob das Ratenstatuszeichen gesetzt ist, und, wenn dem so ist, setzt es mit Schritt 280 fort, um den Schalter aktiv zu schalten, gleich dem Maximalkanal, setzt den Überspring-Kalibrierungsschritt bei Schritt 271, setzt die Überspring-Kalibrierungszeitsteuerung gleich NS bei Schritt 273 und endet dann bei Schritt 282. Ist das Ratenstatuszeichen nicht gesetzt, endet das Verfahren 260 bei Schritt 282.
Demgemäß bestimmt das Näherungsschalter-Überwachen und die Bestimmungsroutine zweckmäßigerweise die Aktivierung der Näherungsschalter. Die Routine ermöglicht zweckmäßigerweise dem Benutzer, die Näherungsschalterfelder zu erkunden, die bei einer Kraftfahrzeugsanwendung, bei der eine Ablenkung des Fahrers vermieden werden kann, besonders nützlich sein kann.
Die Näherungsschaltersensoren können unter Anwendung der Dünnschichttechnologie hergestellt werden, die das Drucken einer leitfähigen, mit einem Lösungsmittel gemischten Tinte umfassen kann, um ein gewünschtes Layout einer elektrischen Schaltung zu erreichen. Die gedruckte Tinte kann in eine Tafel geformt werden, die in einer Aushärtung unter Anwendung von gesteuertem Erhitzen und Licht-Hitze-Abtastung gehärtet wird, um das Lösungsmittel zu entfernen. Variationen in bestehenden Aushärtungen können Lösungsmittelrückstände zur Folge haben, die in elektrischen Leiterbahnen eingefangen sind, die Sensoren zur Folge haben können, die auf Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen empfindlich reagieren. Steigt die Kondensation auf einem Näherungssensor, können sich das rohkapazitive Signal und der Δ Signalzählwert verändern. Der Kondensationsanstieg kann in einem Fahrzeug auftreten, beispielsweise beim Fahren in einem heftigen Regensturm bevor der Entfroster eingeschaltet ist, oder wenn man sich an einem heißen feuchten Sommertag in das Fahrzeug begibt und der HAVC-Kühlerventilator Feuchtigkeit auf die Schalter bläst. In ähnlicher Weise können sich, wenn die Kondensation versiegt, das rohkapazitive Signal und Δ Signalzählwert in die entgegengesetzte Richtung verändern. Ein Beispiel für eine Δ Signalzählwertvariation während einer Änderung in der Kondensation ist in 21 dargestellt. Das Signal 50 wird im Wert ansteigend gezeigt, als Folge einer sich verändernden Kondensation, beispielsweise einer Kondensationsabnahme, die ein fehlerhaftes Aktivierungsereignis auslösen kann, wenn das Signal 50 einen bestimmten Schwellenwert erreicht. Das Δ Sensorzählwertsignal 50 kann auf ähnliche Weise abnehmen, wenn die Kondensation ansteigt, was auch die Auslösung eines fehlerhaften Aktivierungsereignisses zur Folge haben kann. Um Kondensation auszugleichen und fehlerhafte Aktivierungen zu verhindern oder herabzusetzen, setzen die Näherungsschalter-Anordnung 20 und das Verfahren 100 eine Frequenzüberwachungsroutine ein, um gültige Schalteraktivierungen von fehlerhaften Kondensationsereignissen zu bestimmen, und auch eine oder mehrere Kalibrierungsroutinen, um die nachteiligen Effekte, beispielsweise jene, die durch Veränderungen in der Kondensation verursacht werden, zu vermindern.
Mit Bezugnahme auf 22 wird das Δ Signalzählwertsignal 50 während einer möglichen Schalteraktivierung dargestellt, mit einer bestimmten Signalabtastungsrate mit aufeinanderfolgenden erlangten Signalabtastwerten. Die Signalabtastwerte umfassen den aktuellen Signalabtastwert C₀, den zuvor überwachten Signalwert C_–1, den danach überwachten Signalwert C_–2 und den nächsten, danach überwachten Signalmesswert C_–3. Als Folge davon wird eine Entwicklung von Δ Sensorzählwertsignalen 50 durch die Frequenzüberwachungsroutine überwacht und eingesetzt. Die Frequenzüberwachungsroutine überwacht die Amplitude eines Signals, das in Reaktion auf das Aktivierungsfeld erzeugt wird, bestimmt eine Änderungsfrequenz im erzeugten Signal, vergleicht die Änderungsfrequenz mit einer Schwellenwertfrequenz und erzeugt einen Ausgang, der auf der die Schwellenwertfrequenz übersteigenden Änderungsfrequenz beruht. Der erzeugte Ausgang wird dann durch ein Verfahren zur Aktivierung eines Näherungsschalters eingesetzt. In einer Ausführungsform ermöglicht das Ratenstatuszeichen die Aktivierung des Näherungsschalters, wenn es gesetzt wird, und verhindert die Aktivierung des Näherungsschalters, wenn das Ratenstatuszeichen nicht gesetzt ist. Die Änderungsfrequenz kann eine sich ändernde Durchschnittsfrequenz einer Änderung von hinsichtlich mehr als zwei Signalabtastwerten sein, beispielsweise von den Abtastwerten C₀ – C_–3. Um ein Rauschen aus dem Signalanstiegsschätzwert zu löschen oder zu entfernen, kann der gleitende Mittelwert beispielsweise durch einen Tiefpassfilter berechnet werden, um die Aktivierung des Sensors zu ermöglichen und eine fehlerhafte Aktivierung aufgrund von Kondensation zu verhindern. Der gleitende Mittelwert kann durch das Berechnen einer Differenz zwischen einem ersten Zählsignal und einem zweiten Zählsignal berechnet werden, worin die ersten und zweiten Zählsignalwerte über eine Zeitspanne von mehr als zwei Abtastwerten berechnet werden. Darüber hinaus kann die Frequenzüberwachungsroutine die Steigerungsfrequenz von Änderungswerten zwischen aufeinanderfolgenden Signalabtastwerten, beispielsweise den Abtastwerten C₀ und C_–1, bestimmen und weiters die aufeinanderfolgende Frequenz der Änderungswerte mit einem Schrittfrequenzschwellenwert vergleichen, worin der Aktivierungsausgang erzeugt wird, wenn die aufeinanderfolgende Frequenz der Änderungssignale den Schrittfrequenzschwellenwert übersteigt. Ferner kann die Änderungsfrequenz im erzeugten Signal die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Signalzählwerten sein, wie beispielsweise die Abtastwerte C_–0 und C_–1, die mit einer schnellen Aktivierungsfrequenz verglichen werden, gemäß einer Ausführungsform. Es ist allgemein bekannt, dass die Kondensation bei einer Frequenz, die langsamer als eine Aktivierung durch einen Benutzer ist, ansteigt, sodass langsamere Frequenzen der Aktivierung davon abgehalten werden, den Sensor zu aktivieren, wenn der Schwellenbestimmungswert aufgrund von Kondensation erreicht wird.
Die Frequenzüberwachungsroutine 300 ist in 23 dargestellt, implementiert als eine Aktualisierungsratenstatuszeichenroutine, die bei Schritt 302 beginnt. Die Routine 300 setzt mit dem Entscheidungsschritt 304 fort, um die Differenz zwischen dem aktuellen maximalen Δ Sensorzählwert MAX_CH(t) und einem zuvor bestimmten maximalen Δ Sensorzählwert MAX_CH(t – 3) zu berechnen und zu bestimmen, ob die berechnete Differenz größer als eine gültige Aktivierungsfrequenz ist. Die Differenz zwischen den maximalen Δ Sensorzählwerten über eine Vielzahl an Signalabtastwerten, beispielsweise werden die vier Abtastwerte C₀ – C_–3 zu aufeinanderfolgenden Abtastzeien t, t – 1, t – 2 und t – 3 gemacht. So stellt die Differenz einen gleitenden Mittelwert der Δ Sensorzahl bereit. Ist der gleitende Mittelwert größer als die Aktivierungsfrequenz, setzt das Verfahren 300 mit dem Entscheidungsschritt 306 fort. Beim Entscheidungsschritt 306 vergleicht die Routine 300 jede der ansteigenden Änderungen in den maximalen Δ Sensorzählsignalen MAX_CH(t) zwischen aufeinanderfolgenden überwachten Abtastwerten und vergleicht die ansteigenden Differenzen mit einem Schrittfrequenzwert. Das umfasst das Vergleichen des aktuellen Maximalkanalsignals MAX_CH(t) mit dem vorangegangenen Maximalkanalsignal MAX_CH(t – 1), um zu sehen, ob die Differenz größer als die Schrittfrequenz ist, das Vergleichen des vorangegangenen Maximalkanalsignals MAX_CH(t – 1) mit dem zweiten vorangegangenen Maximalkanalsignal MAX_CH(t – 2), um zu sehen, ob die Differenz größer als die Schrittfrequenz ist, und das Vergleichen des zweiten vorangegangenen Maximalkanalsignals MAX_CH(t – 2) mit dem dritten vorangegangenen Maximalkanalsignal MAX_CH(t – 3), um zu sehen, ob die Differenz größer als die Schrittfrequenz ist. Sind die Differenzen in jedem der ansteigenden Signalkanäle größer als der Schrittfrequenzwert, setzt das Verfahren 300 mit Schritt 310 fort, um das Ratenstatuszeichen zu setzen, bevor es bei Schritt 312 endet. Falls eine der Differenzen in den ansteigenden Signalkanälen nicht größer als der Schrittfrequenzwert ist, endet die Routine 300 bei Schritt 312. Ist das Ratenstatuszeichen einmal gesetzt, ist die Überwachungsroutine in der Lage, einen Sensorausgang zu aktivieren. Das Setzen des Ratenstatuszeichens reduziert oder beseitigt fehlerhafte Aktivierungen, die durch Kondensationseffekte entstanden sein können.
Die Routine 300 umfasst den Entscheidungsschritt 308, der implementiert ist, wenn die Differenz im Δ Sensorzählwert die gültige Aktivierungsfrequenz nicht überschreitet. Die Entscheidungsstufe 308 vergleicht die Differenz des aktuellen Maximalkanalsignals MAX_CH(t) mit dem vorangegangenen Maximalkanalsignal MAX_CH(t – 1) mit einer gültigen schnellen Aktivierungsfrequenz. Übersteigt die Differenz die gültige schnelle Aktivierungsfrequenz, nimmt das Verfahren 300 das Setzen des Ratenstatuszeichens bei Schritt 310 vor. Der Entscheidungsschritt 308 ermöglicht eine rasch ansteigende Differenz in der Δ Sensorzahl für den aktuellen Signalabtastwert vom vorangegangenen Signalabtastwert, um Aktivierung zu ermöglichen und ignoriert die Stichproben-Vorgeschichte. Somit wird das Ratenstatuszeichen gesetzt, wenn die Differenz zwischen den zwei jüngsten Δ Sensorzählwerten eine sehr schnelle Frequenz anzeigt.
In einer Ausführungsform kann die gültige Aktivierungsfrequenz bei einem Wert von 50 Zählungen gesetzt werden, die Schrittfrequenz kann bei einem Wert von 1 Zählung gesetzt werden und die gültige schnelle Aktivierungsfrequenz kann bei einem Wert von 100 Zählungen gesetzt werden. In der Folge ist die gültige schnelle Aktivierungsfrequenz ungefähr zweimal größer als die gültige Aktivierungsfrequenz, gemäß einer Ausführungsform. Die gültige schnelle Aktivierungsfrequenz ist größer als die gültige Aktivierungsfrequenz. Es sollte jedoch darauf hingewiesen werden, dass die gültige Aktivierungsfrequenz, die gültige schnelle Aktivierungsfrequenz und die Schrittfrequenz bei unterschiedlichen Werten gemäß anderen Ausführungsformen gesetzt werden können.
Die Frequenzüberwachungsroutine 300 überwacht den maximalen Signalkanalwert und setzt das Ratenstatuszeichen für den Maximalsignalkanal oder setzt es zurück, gemäß der gezeigten Ausführungsform. Durch das Überwachen des Maximalsignalkanals wird das Signal, das mit größter Wahrscheinlichkeit aktiviert werden wird, ständig überwacht und angewendet, um das Ratenstatuszeichen zu befähigen, die Kondensationseffekte herabzusetzen. Es wird darauf hingewiesen, dass alle Signalkanäle, anders als die Maximalsignalkanäle, gemäß anderer Ausführungsformen überwacht werden können. Die Frequenzüberwachungsroutine 300 setzt und das Ratenstatuszeichen für den Maximalsignalkanal setzt es zurück, die Frequenzüberwachungsroutine 300 kann jedoch das Ratenstatuszeichen für andere Signalkanäle zusätzlich zum Maximalsignalkanal setzen und zurücksetzen, gemäß weiterer Ausführungsformen. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Abtastfrequenz für das Erlangen von Δ Zählsignalabtastwerten variieren kann. Eine raschere Abtastfrequenz wird eine erhöhte Geschwindigkeit für das Bestimmen einer Aktivierung und für das identifizieren des Vorhandenseins von Kondensation bereitstellen. Das Signalüberwachen kann ununterbrochen sein, und eine Rauschfilterung kann eingesetzt werden, um ein Rauschen zu beseitigen.
Dementsprechend überwacht die Frequenzüberwachungsroutine 300 die Änderungsrate des Δ Sensorzählwertes und ermöglicht die Aktivierung eines Schalters, vorausgesetzt, dass die Frequenz von ausreichendem Wert ist. Das ermöglicht das Vermeiden von fehlerhaften Aktivierungen aufgrund von Kondensation und anderen möglichen Effekten. Die Näherungsschalter-Anordnung ist dadurch in der Lage, ein Ausgangssignal zu erzeugen, als Anzeige für eine Schaltaktivierung, die auf dem gesetzten Ratenstatuszeichen basiert, und eine Aktivierung zu verhindern, wenn das Ratenstatuszeichen nicht gesetzt ist.
Die Frequenzüberwachungsroutine reduziert oder eliminiert zweckmäßigerweise durch Kondensation hervorgerufene, fehlerhafte Aktivierungen. Steigt oder sinkt jedoch die Signalzahl je nach Auftreten von Kondensation, dann können die Schalter ihre Reaktionsfähigkeit verlieren, bis die laufende Driftkompensierung die Signalzahl wieder zurück auf 0 bringt. Konventionelle Kalibrierungsroutinen sind typischerweise im Allgemeinen langsam bei der Kompensierung von Kondensationseffekten, und führen daher zu einer unnötigen Verzögerung, die es mit sich bringt, dass die Näherungsschalter nicht aktiviert werden können und im Grunde genommen ausgesperrt werden. Um die Sperrzeit zu verringern kann eine hochentwickelte Kalibrierungsroutine zur Anwendung kommen, um die Δ Sensorzählsignale für jeden Näherungsschalter nachzukalibrieren. Die Kalibrierungsroutine kann mit oder ohne der Frequenzüberwachungsroutine 300 eingesetzt werden, um zweckmäßigerweise die Kondensationseffekte und jegliche Aussperrung herabzusetzen.
Die Kalibrierungsroutine umfasst eine fortlaufende Kalibrierungsroutine, die ein Driften kompensiert, indem sie die Signalzahl langsam zurück zu einem vordefinierten Wert zieht, der ein Wert von 0 ist, gemäß einer Ausführungsform. Während der Kalibrierungsphase kann die Näherungsschalter-Anordnung im Allgemeinen ausgesperrt und unempfänglich für die Berührung seitens eines Benutzers, und daher nicht in der Lage sein, einen oder mehr Schalter zu aktivieren. Die Kalibrierungsroutine umfasst ferner eine unverzügliche Nachkalibrierung und initialisiert und kalibriert die Näherungsschalter bei Inbetriebnahme, und kalibriert unverzüglich das Δ Sensorzählsignal nach, wenn das Signal entweder hoch oder tief feststeckt.
Die unverzügliche Kalibrierung umfasst eine unmittelbare positive Nachkalibrierung und eine unmittelbare negative Nachkalibrierung. Die unmittelbare positive Nachkalibrierung tritt ein, nachdem der weiteste Signalkanal über einem zu hohen ersten Schwellenwert für eine erste Zeitspanne liegt, beispielsweise 4 aufeinanderfolgende Sekunden, und nachdem der weiteste Signalkanal seinen Höchstwert erreicht. Alle Signalkanäle, die positiv sind, werden unverzüglich auf einen vordefinierten Wert, beispielsweise auf einen Wert 0, nachkalibriert, gemäß einer Ausführungsform. Das Warten auf den Höchstwert des Maximalsignals verhindert eine Situation, in der eine schnelle Aufeinanderfolge unverzüglicher Nachkalibrierungen zu einer Signalspitze führt.
Die unmittelbare negative Nachkalibrierung tritt auf, wenn alle Signale negativ sind, wobei das tiefste Signal unter einem zu langsamen zweiten Schwellenwert für eine zweite Zeitspanne, beispielsweise 1 fortlaufende Sekunde, liegt, und nachdem der tiefste Signalkanal seinen Tiefstpunkt erreicht hat. Alle Signalkanäle werden unverzüglich auf einen vordefinierten Wert, beispielsweise 0, nachkalibriert, gemäß einer Ausführungsform. Das Warten auf den Tiefstpunkt des tiefsten Kanals verhindert eine Situation, in der eine rasche Aufeinanderfolge unverzüglicher Nachkalibrierung zu einer Signalspitze führt.
Die fortlaufende Echtzeit-Kalibrierung führt eine ununterbrochene Drift-Kompensierung aus, um Kondensationsverlagerungen einen Schritt voraus zu sein, und kann eines oder mehrere der folgenden Kennzeichen umfassen. Die fortlaufende Drift-Kompensierung kann eine ultra-schnelle Drift-Kompensierung umfassen, bei der die Kompensationsrate dicht neben einer typischen Aktivierung liegt, gemäß einer Ausführungsform. Gemäß einer Ausführungsform kann das Kompensations-Driften bei 100 Zählungen pro Sekunde angesetzt sein, mit einer typischen Aktivierung, die ein Signal mit 200 Δ Sensorzählungen in ungefähr einer halben Sekunde erzeugt. Der Anstieg in der Drift-Kompensierung beseitigt zweckmäßigerweise Probleme, beispielsweise versteckte Schalter, die mögliche Aktivierung von Tieffeldsensoren, beispielsweise Deckenleuchten, durch das Bewegen einer Hand des Benutzers im Nahbereich ohne eine Berührung auszuführen, und das Reduzieren der durch schwerwiegende Kompensierungsvorgänge induzierten Aussperrung, auf eine sehr kurze Zeitspanne, beispielsweise auf weniger als 5 Sekunden.
Die fortlaufende Driftkompensierung wendet ferner eine Driftkompensierungssperre an, um Situationen zu vermeiden, in denen ein Operator sich bei der Suche nach einem Schalter Zeit lässt, was dazu führen kann, dass das System nicht mehr reaktionsfähig ist. Die Driftkompensierungssperre stoppt vorübergehend die Driftkompensierung, wenn ein schnell-ansteigendes Signal detektiert wird. Um ein unbegrenztes Sperren der Driftkompensierung zu verhindern, kann eine Zeitkontrollsteuerung eingesetzt werden, um die Driftkompensierung zu reaktivieren. Um die Driftkompensierungssperre nach der 4-Sekunden-Zeitkontrolle zu reaktivieren, muss das weiteste Signal zuerst auf 0 abfallen und dann wieder ansteigen. Die Driftkompensierung kann auch gestoppt werden, wenn ein Schalter aktiviert wird. Wird ein Schalter als im aktiven Zustand steckengeblieben erachtet, kann unmittelbar eine unverzügliche Nachkalibrierung auftreten und der Schalter kann deaktiviert werden.
Das fortlaufende Driftkompensierungsroutineprogramm kann ferner eine Nicht-Doppelkompensierungs-Subroutine einsetzen, um ein Kompensationsüberschwingen zu verhindern. Die Driftkompensierung kann für einzelne Signalkanäle unterbrochen werden, wenn sich das Δ Sensorzählersignal für den Kanal bereits schneller gegen 0 bewegt, als das der Driftkompensierung gelingen würde. Das hält den Signalkanal davon ab, den Nachkalibrierungswert von 0 zu überschwingen, wenn die ultra-schnelle Driftkompensierung auftritt.
Das Bearbeiten der unverzüglichen Nachkalibrierungsroutine 400 ist in 24 dargestellt, beginnend bei Schritt 402. Die Routine 400 setzt mit dem Entscheidungsschritt 404 fort, um zu bestimmen, ob der Maximalsignalkanal (MAX_CH) größer als der zu hohe Schwellenwert (TOO_HIGH_THRESLD) für eine erste Zeitspanne, beispielsweise 4 Sekunden, ist. Ist der Maximalsignalkanal länger als 4 Sekunden größer als der zu hohe Schwellenwert, setzt die Routine 400 mit dem Entscheidungsschritt 406 fort, um zu bestimmen, ob der Maximalsignalkanal seinen Höchstwert erreicht hat, und, wenn dem so ist, führt sie eine unverzügliche positive Nachkalibrierung aller positiven Signalkanäle aus, die größer als der 0-Schwellenwert bei Schritt 408 sind, bevor es bei Schritt 418 endet. Hat der Maximalsignalkanal seinen Höchstwert noch nicht erreicht, wird die Routine 400 mit dem End-Schritt 418 fortsetzen, wo die Routine 400 zum Start der Routine 400 zurückkehrt, um die Schleife zu wiederholen, bis der Höchstwert erreicht und die unverzügliche Nachkalibrierung duchgeführt ist.
Ist der Maximalsignalkanal nicht größer als der zu hohe Schwellenwert für mehr als die erste Zeitspanne von 4 Sekunden, setzt die Routine 400 mit dem Entscheidungsschritt 410 fort, um die negativen Signalzählsignale zu verarbeiten. Der Entscheidungsschritt 410 umfasst das Bestimmen, ob der Maximalkanal kleiner als der zu niedrige Schwellenwert (TOO_LOW_THRESLD) für mehr als eine zweite Zeitspanne, beispielsweise 1 Sekunde, ist. Ist der Maximalkanal kleiner als der zu niedrige Schwellenwert, mehr als die zweite Zeitspanne von 1 Sekunde, dann setzt die Routine 400 mit dem Entscheidungsschritt 412 fort, um zu bestimmen, ob der Maximalsignalkanal die Talsohle erreicht hat, und, wenn dem so ist, fährt sie mit dem Entscheidungsschritt 414 fort, um zu bestimmen, ob alle Signalkanäle kleiner als der negative Schwellenwert (NEG_THRESLD) sind. Ist der Maximalkanal kleiner als der zu niedrige Schwellenwert für mehr als 1 Sekunde, und hat der Maximalsignalkanal die Talsohle erreicht und sind alle Kanäle kleiner als der negative Schwellenwert, dann beginnt die Routine 400, eine unverzügliche negative Nachkalibrierung aller Signalkanäle bei Stufe 416 auszuführen, bevor sie bei Schritt 418 endet. Die unverzüglichen positiven und negativen Nachkalibrierungsschritte 408 und 416 umfassen das Anpassen des Δ Zählwerts aller Signalkanäle an einen Wert 0, gemäß einer Ausführungsform. Hat einer der Entscheidungsblöcke 410, 412, und 414 eine negative Entscheidung zur Folge, dann endet die Routine 400 bei Schritt 418, was ein Zurückkehren an den Start der Routine 400 zur Folge hat, um die Routineschritte zu wiederholen.
Das Bearbeiten der Echtzeit-Kalibrierungsroutine 500 ist in 25, beginnend bei Schritt 502, dargestellt. Die Routine 500 setzt mit dem Entscheidungsschritt 504 fort, um zu bestimmen, ob eine Überspring-Kalibrierungszeitsteuerung (SKIP_CALIB_TIMER) größer als Null ist, und, wenn dem so ist, setzt sie die Überspring-Kalibrierungszeitsteuerung, beispielsweise durch eine Zeitverminderung bei Schritt 506, herab, bevor sie bei Schritt 530 endet. Ist die Überspring-Kalibrierungszeitsteuerung nicht größer als Null, setzt die Routine 500 mit dem Entscheidungsschritt 508 fort, um zu bestimmen, ob das Überspring-Kalibrierungsstatuszeichen (SKIP_CALIB_FLAG) gesetzt ist, und, wenn dem so ist, setzt sie mit dem Entscheidungsschritt 510 fort, um zu bestimmen, ob der Maximalkanal nicht aktiv ist. Ist der Maximalkanal nicht aktiv, beginnt die Routine 500, das Überspring-Kalibrierungsstatuszeichen bei 512 zurückzusetzen, bevor sie beim Entscheidungsschritt 524 endet. Ist der Maximalkanal aktiv, setzt die Routine 500 mit dem Entscheidungsschritt 514 fort, um zu bestimmen, ob eine Zeitspanne-Delta-Zeit seit der letzten Kalibrierung abgelaufen ist, und, wenn nicht, endet sie bei Stufe 530. Ist die Delta-Zeit seit der letzten Kalibrierung abgelaufen, beginnt die Routine 500, eine Delta-Referenz (DELTA_REF) zu berechnen, um es zum Referenzsignal bei Schritt 516 hinzuzurechnen, und den Delta-Signalkanal (DELTA_CH) als die Differenz im Signal zwischen dem aktuellen Signalkanal und dem vorangegangenen Signalkanal bei Schritt 518 zu berechnen. Anschließend setzt die Routine 500 mit dem Entscheidungsschritt 520 fort, um zu bestimmen, ob der Delta-Kanal größer als die Delta-Referenz ist, und, wenn dem so ist, endet sie bei Schritt 530. Ist der Delta-Kanal nicht größer als die Delta-Referenz, setzt die Routine 500 mit Schritt 522 fort, um die Referenz gleich einer, mit der Delta-Referenz summierten Referenz zu setzen, bevor sie bei Schritt 530 endet.
Beim Entscheidungsschritt 524 bestimmt die Routine 500, ob das Ratenstatuszeichen gesetzt ist, und, wenn dem so ist, beginnt sie, das Überspring-Kalibrierungsstatuszeichen bei Schritt 526 zu setzen, und setzt die Überspring-Kalibrierungszeitsteuerung auf einen Wert NS bei Schritt 528, bevor sie bei Schritt 530 endet. Ist das Frequenzkalibrierungsstatuszeichen nicht gesetzt, setzt die Routine 500 mit dem Entscheidungsschritt 514 fort. Beim End-Schritt 530 kehrt die Routine 500 an den Start zurück, um die Routinestufen zu wiederholen.
Mit Bezugnahme auf die 26A und 26B sind Δ Sensorzählwerte für mit fünf Näherungsschaltern in Verbindung stehende fünf Signalkanäle während einer unverzüglichen positiven Nachkalibrierung gemäß der unverzüglichen Kalibrierungsroutine gezeigt. In diesem Beispiel werden die als Signale 550A–550E gekennzeichneten fünf Signalkanäle gezeigt, von denen jeder einzelne in der Mitte mit positiven Signalen gezeigt wird, die sich aufgrund von Kondensationsveränderungen auf der Näherungsschalter-Anordnung erhöhen. Der weiteste Signalkanal 550A wird beim Überschreiten des zu hohen Schwellenwertes für eine erste oder positive, als T_P benannte Zeitspanne dargestellt, und beim Erreichen eines Höchstwertes bei Punkt 560. Ist der weiteste Signalkanal 550A einmal über dem zu hohen Schwellenwert für eine Zeitspanne T_P von vier Sekunden und erreicht er seinen, wie in 26B gezeigten Höchstwert bei Punkt 560, werden alle Signalkanäle, die positiv sind, unverzüglich, wie durch die Linie 570 gezeigt, auf Null nachkalibriert. Als Folge davon werden die Effekte der Kondensationsveränderung aufgrund der unverzüglichen positiven Nachkalibrierung rasch auf Null gestellt, wodurch eine Anwendung der Näherungsschalter-Anordnung ohne eine weitere Verzögerung aufgrund eines gesperrten Zustands ermöglicht wird. Die anhaltende Echtzeit-Driftkompensierung kann ferner eine hinzuaddierte ultraschnelle Driftkompensierung bereitstellen, wodurch eine mögliche Aussperrung weiter herabgesetzt wird.
Die unmittelbare negative Nachkalibrierung ist in den in den 27A und 27B gezeigten Diagrammen für fünf Signalkanäle dargestellt, die negative Δ Sensorzählungen aufgrund einer Änderung in der Kondensation erfahren. Die fünf Signalkanäle 650A–650E werden alle mit Signalwerten dargestellt, die von Null auf negative Werte herabfallen, aufgrund einer Änderung in der Kondensation, der die Näherungsschalter ausgesetzt sind. Sind alle Signalkanäle negativ und fällt der unterste Signalkanal 6508 für eine Sekunde oder eine negative Zeitspanne T_N unter den zu tiefen Schwellenwert, und hat der unterste Signalkanal 650B seinen Tiefstpunkt bei Punkt 660 erreicht, werden alle Signalkanäle 650A–650E, wie durch die Leitung 670 in 27B gezeigt, unverzüglich zurück auf Null nachkalibriert. Das Warten auf den untersten Wert im untersten Signalkanal oder auf den höchsten Wert im höchsten Signalkanal beugt einer Situation vor, in der eine rasche Aufeinanderfolge von Nachkalibrierungssignalen andernfalls zu Signalspitzen führen kann. Die unverzügliche negative Nachkalibrierung reduziert zweckmäßigerweise die Zeit, in der die Schalter aufgrund von Änderungen in der Kondensation ausgesperrt sein können. Es wird darauf hingewiesen, dass die unverzügliche negative Kalibrierungs-Routine mit der ultraschnellen Driftkompensierung ergänzt werden kann, was die Zeit einer möglichen Schalteraussperrung weiter herabsetzen kann.
Demgemäß setzen die Näherungsschalter-Anordnung und das Verfahren zur Kalibrierung eines Näherungsschalters zweckmäßigerweise eine Kalibrierungs-Routine ein, die die Signale nachkalibriert und dadurch eine unangemessene Verzögerung verhindert, die durch die Aussperrung aufgrund von Kondensationsveränderungen hervorgerufen wird. Das Kalibrierungsroutineverfahren kann in Kombination mit der Frequenzüberwachungsroutine oder separat eingesetzt werden, um die mit den Änderungen in der Kondensation in Verbindung stehenden Probleme zu vermeiden, wodurch dem Benutzer eine leistungsstarke und reaktionsfähige Näherungsschalter-Anordnung bereitgestellt wird.
Die Näherungsschalter-Anordnung und das Verfahren können ferner ein Verfahren zur Abstimmung eines Näherungssensors oder einer Vielzahl von Näherungssensoren einsetzen, um eine verbesserte Benutzer-Interaktion bereitzustellen, vor allem wenn der Benutzer einen Handschuh trägt, der die Hand und die Finger abdeckt, beispielsweise wenn im Handschuh-Modus operiert wird. Wie oben beschrieben, erzeugen die Näherungssensoren Aktivierungsfelder, und ein Signal wird in Reaktion auf jedes Aktivierungsfeld für jeden mit jedem Näherungsschalter in Verbindung stehenden Signalkanal erzeugt. Das mit jedem Signalkanal in Verbindung stehende Signal kann ein Rauschen beinhalten, das variieren kann, je nach unterbrechenden Quellen, beispielsweise anderen elektronischen Vorrichtungen innerhalb des Fahrzeugs. Steigt das Rauschen in der Amplitude an, kann es unerwünschte Aktivierungen erzeugen, vor allem wenn ein fixer Aktivierungsschwellenwertpegel tief genug gesetzt ist, um eine Operation mit dickeren Handschuhen zu garantieren. Um diese Beeinträchtigungen zu bewältigen, kann die Näherungsschalter-Anordnung ein Verfahren zur Abstimmung eines Näherungssensors einsetzen, der auf einem Echtzeit-Schätzwert des Rauschpegels basiert. Der Aktivierungsfreigabeschwellenwert kann ununterbrochen angepasst werden, um gleich fixierten Multiplikationsfaktoren des geschätzten Rauschpegels zu sein. Die Multiplikationsfaktoren werden im Allgemeinen größer als ein Wert von 1,0 sein, gemäß einer Ausführungsform. Im Allgemeinen wird ein höherer Multiplikator eine bessere Rausch-Immunität bereitstellen, und ein niedrigerer Multiplikator wird eine größere Sensibilität gegenüber dem Drücken seitens des dickere Handschuhe tragenden Benutzers bereitstellen.
Die Näherungssensor-Anordnung kann einen Näherungssensor umfassen, der ein Aktivierungsfeld bereitstellt und ein Signal erzeugt, und eine Steuerschaltung, um das Signal zu verarbeiten. Die Steuerschaltung und das Verfahren können das Erzeugen eines Aktivierungsfeldes mit einem Näherungssensor und das Erzeugen eines Signals in Reaktion auf das Aktivierungsfeld umfassen. Das Verfahren kann das Detektieren eines mit dem Signal in Verbindung stehenden Rauschens und das Anpassen eines auf dem detektierten Rauschen basierenden Parameters umfassen. Der Parameter wird verwendet, einen Näherungszustand des Sensors zu detektieren. In einer Ausführungsform detektiert das Verfahren die Amplitude des einen Schwellenwert übersteigenden Signals und die Aktivierung eines Näherungsschalters, wenn die Signalamplitude den Schwellenwert übersteigt. Das detektierte Rauschen kann ein geschätztes Rauschen sein, das mit dem Parameter als ein Multiplikator multipliziert wird. Das geschätzte Rauschen kann durch das Berechnen des Rauschens als die Differenz zwischen einer Maximalsignalamplitude und einer Minimalsignalamplitude jeweils innerhalb einer Vielzahl an Bereichen bestimmt werden, worin das tiefste berechnete Rauschen als das geschätzte Rauschen angewendet wird. Das Abstimmungsverfahren kann einen Näherungsschalter, beispielsweise einen kapazitiven Sensor, abstimmen. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass das Abstimmen auf einen Näherungsschalter angewandt werden kann, beispielsweise auf einen, der einen oder mehrere kapazitive Sensoren einsetzt. Während eine Näherungsschalter-Anordnung mit einem oder mehreren kapazitiven Sensoren hier dargestellt und beschrieben ist, wird darauf hingewiesen, dass der Näherungsschalter andere Arten von Erfassungsanordnungen umfassen kann.
Mit Bezugnahme auf 28 wird ein Beispiel einer rauschabhängigen Schwellenwertabstimmung eines oder mehrerer Näherungsschalter dargestellt. Liegt ein starkes Rauschen vor, kann der Schwellenwert zu hoch erhöht werden, sodass keine Handschuh-Aktivierung möglich ist; unerwartete, durch ein Rauschen ausgelöste Aktivierungen können jedoch verhindert werden und die Mit-Nacktem-Finger-Aktivierungen bleiben funktionsfähig. In diesem Beispiel wird das mit einem Näherungsschaltersignalkanal in Verbindung stehende Signal 50 mit unterschiedlichen Rauschhöhen gezeigt. Für einen niedrigen Rauschpegel kann ein niedriger erster Schwellenwert A eingesetzt werden. Für einen mittleren Rauschpegel kann ein zweiter mittlerer Schwellenwert B eingesetzt werden. Für einen dritten höheren Rauschpegel kann ein dritter hoher Schwellenwertpegel C eingesetzt werden. Wird ein hoher Rauschpegel auf dem Signal 50 detektiert, kann der Schwellenwert hoch angesetzt werden, sodass keine Handschuh-Aktivierung möglich ist, aber eine unerwünschte, durch das Rauschen ausgelöste Aktivierung kann zweckmäßigerweise verhindert werden.
Die Rauschabschätzung kann von einem oder mehreren Prozessoren oder einer anderen Steuerschaltung ausgeführt werden und kann in Echtzeit implementiert werden. Das Abstimmungsverfahren stellt ein Aktualisieren der Rauschabschätzung innerhalb der Zeitspanne T_NE, wie in 29 gezeigt, dar. Jede Zeitspanne T_NE wird in eine Vielzahl von gleich großen Teilrauschabschätzungszeitspannen T_IE aufgeschlüsselt, wie beispielsweise durch fünf (5) Zeitspannen T_IE benannte Reichweiten 1–5 dargestellt. Für jede Teilabschätzungszeitspanne T_IE werden das Minimalsignal C_min und das Maximalsignal C_max Signalpegel erreicht, und der Rauschteilbereichsschätzwert N_PRE wird als die Differenz dazwischen berechnet, wie in der folgenden Gleichung: N_pre = C_max – C_min.
Für jede Zeitspanne T_NE wird der kleinste Wert der Rauschteilbereichsschätzwerte N_pre (1–5) bestimmt, und wird als der aktuelle Rauschbereichsschätzwert N_re verwendet. Beispielsweise der aktuelle (i) Rauschbereichsschätzwert N_re = min N_pre (i) für die vorgegebene Zeitspanne T_NE. In 29 ist der Rauschschätzwert innerhalb einer Vielzahl von Bereichen dargestellt, und wird bestimmt durch das Bilden der Differenz zwischen dem Maximalsignal (max) und dem Minimalsignal (min). Beispielsweise wird im Bereich (1) das Maximalsignal C_max innerhalb dieses Bereichs minus dem Minimalsignal C_min innerhalb dieses Bereichs als der Rauschteilbereichsschätzwert N_pre (1) für den Bereich (1) berechnet. Dieses Verfahren wird für alle Bereiche 2, 3, 4 und 5, etc. wiederholt, um die entsprechenden Rauschteilbereichsschätzwerte N_pre (2), N_pre (3), N_pre (4), N_pre (5), etc. zu bestimmen. In einer Ausführungsform kann die Teilzeitspanne T_IE einer Sekunde gleichgesetzt werden und zehn aufeinanderfolgende Zeitspannen über zehn Bereiche können für die Zeitspanne T_IE bei ungefähr zehn Sekunden analysiert werden. Jede Teilzeitspanne T_IE innerhalb der Bereiche 1–5 wird bearbeitet und die entsprechenden Teilrauschschätzwerte N_pre werden als die Differenz zwischen den Maximalsignal C_max and den Minimalsignal C_min Werten berechnet, und der Minimalteilrauschschätzwert N_pre aus allen Bereichen innerhalb der Zeitspanne T_IE wird bestimmt und als das geschätzte Rauschen N_re angewendet. Der geschätzte Fehler N_re kann dann verwendet werden, einen oder mehrere Parameter, die einen Näherungszustand detektieren, anzupassen, sodass der Näherungssensor oder eine Vielzahl von Näherungssensoren abgestimmt werden. Das Abstimmen des/der Näherungssensors/en kann das Multiplizieren des geschätzten Rauschens N_re mit einem Multiplikator umfassen, um den aktiven Schwellenwert bereitzustellen, der angewendet wird, um die Aktivierung des Näherungsschalters zu bestimmen. Als solcher wird der Aktivierungsschwellenwert dadurch, basierend auf dem detektierten geschätzten Rauschpegel N_re, aktiv verändert.
Zusätzlich zur Anpassung des aktiven Schwellenwertes als einen der Parameter kann auch der Rauschschätzwert eingesetzt werden, um andere Parameter anzupassen, um den Messbereichswert für das, was ein stabiles Bereichsdrücken darstellt, anzupassen, um den Freigabeschwellenwert anzupassen, um die Kalibrierungsfrequenz anzupassen und um den Frequenzüberwachungsschwellenwert anzupassen. Die Frequenzüberwachung und das Schnell-Kalibrierungsschema können eine sehr sensible Implementierung kompensieren, wenn das Signal-Rausch-Verhältnis (signal-to-noise ratio (SNR)) besonders hoch ist. Tritt das ein, könnte der Finger des Benutzers, der sich im Nahbereich zum Näherungssensor bewegt, eine ausreichende Veränderung in der Kapazität hervorrufen, um den Aktivierungsschwellenwert zu überschreiten. Die schnelle Kalibrierung und die Frequenzüberwachung können nur solche Signale zulassen, die sich schnell genug verändern, um ein gültiges Drücken darzustellen. Darüber hinaus kann ein stabiler Bereich so eng wie es die aktuelle Rauschpegelbedingung zulässt, gesetzt werden, um somit die Erkundung robuster zu gestalten.
Mit Bezugnahme auf 30 wird eine Routine 700 zur Erzeugung des Rauschschätzwerts und zur Anwendung des Rauschschätzwerts als einen Multiplikator dargestellt, um das Abstimmen des Näherungssensors anzupassen. Die Routine 700 beginnt bei Schritt 702 und setzt mit allen Schritten 704, 706 und 708 fort, bevor sie bei Schritt 714 endet. Bei Schritt 704 führt die Routine 700 ein Druck-Detektieren des/der Näherungssensors/en aus. Bei Schritt 706 führt die Routine 700 die Frequenzüberwachung des Näherungssensors aus. Bei Schritt 708 führt die Routine 700 eine Kalibrierung der Näherungssensor-Anordnung aus. Die Schritte der Druck-Detektion 704, der Frequenzüberwachung 706 und der Kalibrierung 708 können, so wie hier beschrieben, ausgeführt werden, um die Aktivierung eines Näherungsschalters zu detektieren und um die Frequenz zu überwachen und eine Kalibrierung der Näherungsschalter-Anordnung auszuführen.
Darüber hinaus umfasst die Routine 700 den Schritt 710 zur Abschätzung des durch den Wert N_re dargestellten Rauschschätzwertes. Nach Abschätzung des Rauschens N_re, wird das geschätzte Rauschen N_re in Stufe 712 als ein Multiplikator eingesetzt, um verschiedene Parameter anzupassen, die in der Näherungssensor-Anordnung zur Detektion eines Näherungszustandes eingesetzt werden können. Der Rauschschätzwert N_re wird als ein Multiplikator eingesetzt, um den aktiven Schwellenwert abzustimmen, der bei der Bestimmung der Aktivierung eines Näherungssensors oder einer Vielzahl an Näherungssensoren eingesetzt wird, wie durch die Gleichung n1 × N_re dargestellt, worin n1 eine Schwellenwert-konstante-Größe ist. Der Rauschschätzwert N_re wird auch, wie durch die Gleichung n1/2 × N_re dargestellt, als ein Multiplikator zur Abstimmung des Freigabeschwellenwerts eingesetzt. Als solcher ist der Freigabeschwellenwert in diesem Beispiel eine Hälfte des Wertes des aktiven Schwellenwertes. Der Freigabeschwellenwert kann der Pegel-Freigabewert LVL_Freigabe sein, der mit dem aktiven Kanal auf dem Entscheidungsschritt 142 der 16 verglichen wird. Ferner wird der Rauschschätzwert N_re als ein Multiplikator zur Anpassung der Abstimmung des durch die Gleichung n3 × N_re gezeigten stabilen Bereichs eingesetzt, worin n3 eine stabile Bereichskonstante ist. Der stabile Bereich kann der stabile Amplitudenbereich sein, über den ein stabiles Signal während der Zeitdauer t_stable bestimmt wird. Ferner wird der Rauschschätzwert N_re, wie durch die Gleichung N_re/100 Millisekunden gezeigt, als ein Multiplikator zur Anpassung der Kalibrierungsrate eingesetzt. Die Kalibrierungsrate kann die in Schritt 520 der 25 gezeigte DELTA_REF sein. Letztendlich wird der Rauschschätzwert N_re eingesetzt, um den Frequenzüberwachungsschwellenwert, wie durch die Gleichung n4 × N_re gezeigt, abzustimmen, worin n4 eine Frequenzüberwachungskonstante ist. Der Frequenzüberwachungsschwellenwert kann die gültige Aktivierungsrate oder die 1-Schritt-Rate sein, wie in den Schritten 304 und 306 der 23 gemäß einer Ausführungsform dargestellt ist. Nach Abstimmung der Näherungssensor-Anordnung fährt die Routine 700 fort, um bei Schritt 714 zu enden.
Bezugnehmend auf 31 wird eine Routine 720 zur Abschätzung des Teilrauschschätzwertes N_pre (is) gezeigt. Die Routine 720 beginnt bei Schritt 722, um die Abschätzung des Teilrauschschätzwertes N_pre (is) zu beginnen, worin (is) der Bereichswert ist. Anschließend, bei Stufe 724, setzt das Verfahren 720 den Signalwert C_min gleich einem Maximalsignalwert (max), setzt den Signalwert C_max gleich minus dem Maximalsignalwert (–max), und setzt den Parameter ic gleich Null. Der Wert (ic) ist der Zeitzähler in jedem Bereich T_NE. Anschließend, bei Schritt 726, erfasst das Verfahren 720 den neuen Signalwert C(ic). Beim Vorrücken zum Entscheidungsschritt 728 bestimmt die Routine 720, ob das aktuelle Signal C(ic) kleiner als der Minimalsignalwert C_min ist, und, wenn dem so ist, rückt es zu Stufe 730 vor, um den Minimalsignalwert C_min gleich dem aktuellen Signalwert C(ic) zu setzen. Ist das aktuelle Signal C(ic) nicht kleiner als das Minimalsignal C_min, rückt die Routine 720 zum Entscheidungsschritt 732 vor, um zu bestimmen, ob das aktuelle Signal C(ic) größer als das Maximalsignal C_max ist, und, wenn dem so ist, setzt es C_max bei Schritt 734 gleich dem aktuellen Signal C(ic). Anderfalls setzt die Routine 720 mit Schritt 736 fort, um den Zähler ic durch einen Wert von 1 zu erhöhen. Anschließend setzt die Routine 720 mit dem Entscheidungsschritt 738 fort, um zu bestimmen, ob der Zählwert ic kleiner als die Gesamtzahl für die Zeitspanne T_NE ist, und, wenn dem so ist, kehrt sie zu Schritt 726 zurück. Ist der Zählwert ic nicht kleiner als die Gesamt-ic-zahl (ic_tot), als Anzeige dafür, dass alle Bereiche innerhalb der Zeitspanne T_NE bearbeitet worden sind, dann setzt die Routine 720 mit Schritt 740 fort, um den Teilrauschschätzwert N_pre für alle Bereiche (is) als eine Funktion der Differenz zwischen dem Maximalsignal C_max und dem Minimalsignal C_min innerhalb von jedem Bereich zu berechnen, bevor sie bei Schritt 742 endet.
Mit Bezugnahme auf 32 wird eine Routine 750 zur Abschätzung des auf den Teilrauschschätzwerten N_pre basierenden Rauschens N_re gezeigt. Die Routine 750 beginnt bei Schritt 752 und setzt mit Schritt 754 fort, um einen vorübergehenden Bereichsschätzwert N_{TMP_RE} gleich einem max-Wert zu setzen und den Parameter (is) gleich eins (1) zu setzen. Der Wert (is) ist der Hinweis auf jeden einzelnen Bereich T_NE. Anschließend, bei Schritt 756, schätzt die Routine 750 den Teilrauschschätzwert N_pre für jeden der Bereiche (is). Beim Entscheidungsschritt 758 bestimmt die Routine 750, ob der Teilbereichsschätzwert N_pre (is) für den aktuellen Bereich (is) kleiner als der vorübergehende Bereichschätzwert N_{TMP_RE} ist, und, wenn dem so ist, setzt sie den vorübergehenden Bereichsschätzwert N_{TMP_AE} gleich dem aktuellen Teilrauschbereichsschätzwert N_pre für den Bereich (is). Die Routine 750 setzt mit Schritt 762 fort, um den Zähler (is) durch einen Wert von 1 zu erhöhen. Anschließend, beim Entscheidungsschritt 764, bestimmt die Routine 750, ob der Zählerwert (is) kleiner oder gleich der anzuwendenden Gesamtteilbereichsanzahl is_pre ist, und, wenn dem nicht so ist, kehrt sie zu Schritt 756 zurück. Ist der Wert (is) kleiner als is_pre, dann setzt die Routine 750 mit Schritt 766 fort, um den Rauschschätzwert N_re gleich dem vorübergehenden Bereichsschätzwert N_TMP zu setzen, und im Anschluss daran endet sie bei Schritt 768.
Die Näherungsschalter-Anordnung und das Verfahren bestimmen daher unter Anwendung der Routine 720 die Teilbereichsschätzwerte innerhalb aller Bereiche, und bestimmen unter Anwendung der Routine 750 einen Rauschschätzwert von den Teilbereichsschätzwerten. Der Rauschbereichsschätzwert 750 wird dann als ein Multiplikator zur Anpassung oder Abstimmung der verschiedenen Parameter, beispielsweise Schwellenwerte, umfassend aktive Schwellenwerte, wie in 30 gezeigt, eingesetzt. Darüber hinaus kann der Rauschschätzwert N_RE auf ähnliche Weise als ein Multiplikator zur Anpassung oder Abstimmung anderer Parameter, umfassend den Freigabeschwellenwert, den stabilen Bereich, die Kalibrierungsrate und den Frequenzüberwachungsschwellenwert, wie in 30 dargestellt, eingesetzt werden. Durch das Bestimmen des Rauschschätzwertes stellen die Näherungsschalter-Anordnung und das Verfahren zweckmäßigerweise eine verbesserte Benutzer-Interaktion bereit, die durch das Rauschen hervorgerufene, negative Effekte vermeidet.
Es kann davon ausgegangen werden, dass Variationen und Abänderungen hinsichtlich der vorgenannten Struktur durchgeführt werden können, ohne von den Ideen der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und es kann weiter davon ausgegangen werden, dass derartige Ideen bestimmt sind, von den nachstehenden Ansprüchen abgedeckt zu sein, wenn diese Ansprüche es in ihrer Ausdrucksweise nicht ausdrücklich anders behaupten.

Claims

Verfahren zur Abstimmung eines Näherungssensors, umfassend: das Erzeugen eines Aktivierungsfeldes mit einem Näherungssensor; das Erzeugen eines Signals in Reaktion auf das Aktivierungsfeld; das Detektieren eines dem Signal zugeordneten Rauschens; und das Einstellen eines auf dem detektierten Rauschen basierenden Parameters, worin der Parameter zur Detektion eines Näherungszustandes verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Parameter einen Schwellenwert umfasst, und worin das Verfahren ferner die Amplitude des den Schwellenwert übersteigenden Signals detektiert und die Aktivierung eines Näherungsschalters detektiert, wenn die Signalamplitude den Schwellenwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das detektierte Rauschen ein Wert ist, der mit dem Parameter multipliziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Rauschdetektionsschritt das Abschätzen des dem Signal zugeordneten Rauschens umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, worin der Schritt zur Abschätzung des Rauschens das Berechnen des Rauschens als eine Differenz zwischen einer Maximalsignalamplitude und einer Minimalsignalamplitude innerhalb eines jeden der Vielzahl von Bereichen umfasst, worin das tiefste berechnete Rauschen als das geschätzte Rauschen verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Verfahren das Erzeugen eines Aktivierungsfeldes für jeden einer Vielzahl an Näherungssensoren und das Erzeugen eines Signals für jeden der Vielzahl an Näherungssensoren umfasst, worin der Schritt des Einstellens das Einstellen des eines jeden der Vielzahl an Signalen zugeordneten Parameters umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Näherungsschalter in einem Fahrzeug zur Anwendung durch einen Insassen im Fahrzeug eingebaut ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Parameter zur Detektion der Aktivierung eines Näherungsschalters angewandt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, worin der Näherungsschalter einen kapazitiven Schalter, umfassend einen oder mehrere kapazitive Sensoren, umfasst.
Näherungssensor-Anordnung, umfassend: einen Näherungssensor, der ein Aktivierungsfeld bereitstellt und ein Signal erzeugt; und eine Steuerschaltung, die ein Signal in Reaktion auf das Aktivierungsfeld erzeugt, ein dem Signal zugeordnetes Rauschen detektiert und einen auf dem detektierten Rauschen basierenden Parameter einstellt, worin der Parameter zur Detektion eines Näherungszustands angewandt wird.
Näherungssensor-Anordnung nach Anspruch 10, worin der Parameter einen Schwellenwert umfasst, und worin die Steuerschaltung ferner die Amplitude des einen Schwellenwert übersteigenden Signals detektiert und die Aktivierung eines Näherungsschalters detektiert, wenn die Signalamplitude den Schwellenwert übersteigt.
Näherungssensor-Anordnung nach Anspruch 10, worin das detektierte Rauschen ein Wert ist, der mit dem Parameter multipliziert wird.
Näherungssensor-Anordnung nach Anspruch 10, worin der Schritt zur Detektion des Rauschens das Abschätzen des dem Signal zugeordneten Rauschens umfasst.
Näherungssensor-Anordnung nach Anspruch 13, worin der Schritt zur Abschätzung des Rauschens das Berechnen des Rauschens als die Differenz zwischen einer Maximalsignalamplitude und einer Minimalsignalamplitude innerhalb jedes der Vielzahl an Bereichen umfasst, worin das tiefste berechnete Rauschen als das geschätzte Rauschen angewandt wird.
Näherungssensor-Anordnung nach Anspruch 10, worin die Anordnung eine Vielzahl an Näherungssensoren zur Erzeugung eines Aktivierungsfeldes umfasst und die Steuerschaltung ein Signal für jeden einer Vielzahl an Näherungssensoren erzeugt und den jedem der Vielzahl an Signalen zugeordneten Parameter einstellt.
Näherungssensor-Anordnung nach Anspruch 10, worin die Steuerschaltung die Aktivierung eines auf dem Parameter basierenden Näherungsschalters detektiert.
Näherungssensor-Anordnung nach Anspruch 16, worin der Näherungsschalter einen kapazitiven Schalter umfasst, der einen oder mehrere kapazitiven Sensoren umfasst.
Näherungssensor-Anordnung nach Anspruch 17, worin der Näherungsschalter in einem Fahrzeug zur Anwendung durch einen Insassen im Fahrzeug eingebaut ist.