JP2017033844A - 操作入力検知装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】より適切に、静電容量センサのセンサ出力に基準を設定することのできる操作入力検知装置を提供すること。【解決手段】操作入力検知装置としてのエンブレムスイッチにおいて、ドアECUは、その操作入力部を構成するエンブレムに設けられた静電容量センサのキャリブレーション(較正)を実行するセンサ出力較正部として機能する。そして、ドアECUは、そのエンブレムに対して検出対象物が近接した場合と同じ方向に変化した静電容量センサのセンサ出力(の検出値)が第1の閾値TH1を超え、且つその後、所定時間内に、そのセンサ出力が反対方向に変化して当該反対方向に設定された第2の閾値TH2を超えた場合に、静電容量センサのキャリブレーションを実行する。【選択図】図11
Description
本発明は、操作入力検知装置に関するものである。
従来、車両表面に設けられた操作入力部に対して検出対象物が接離することにより変化する静電容量センサのセンサ出力に基づいて、その操作入力部に対する操作入力の検知を行う操作入力検知装置がある。例えば、特許文献1には、車両のドアハンドルに近接する利用者の手を検知することにより、非接触にて、そのドアの施解錠を行うことが可能な構成が開示されている。そして、これにより、利便性の向上が図られている。
また、急峻な環境変化に曝される車両用の操作入力検知装置においては、その静電容量センサのセンサ出力にオフセット(ズレ)が生じやすいという問題がある。しかしながら、このような場合であってもキャリブレーション(較正)を実行することで、そのセンサ出力に新たな基準を設定することができる。そして、これにより、その操作入力の検知感度を良好に維持することができる。
ところが、実際の使用環境下においては、例えば、人や壁、或いは草木等、車両の近傍に位置する物体の影響を受けた状態で、その静電容量センサのキャリブレーションが実行される可能性がある。そして、これに伴う感度の低下や誤検知を避けるべく、短い間隔でキャリブレーションを繰り返した場合には、その消費電力の増加によって、車載電源(バッテリー)の蓄電量が低下するという問題があることから、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、より適切に、静電容量センサのセンサ出力に基準を設定することのできる操作入力検知装置を提供することにある。
上記課題を解決する操作入力検知装置は、車両表面に設けられた操作入力部に対して検出対象物が接離することにより変化する静電容量センサのセンサ出力に基づいて、前記操作入力部に対する操作入力を検知する操作入力検知部と、前記静電容量センサのキャリブレーションを実行するセンサ出力較正部と、を備え、前記センサ出力較正部は、前記操作入力部に対して前記検出対象物が近接した場合と同じ方向に変化した前記センサ出力が第1の閾値を超え、且つその後、所定時間内に、前記センサ出力が反対方向に変化して該反対方向に設定された第2の閾値を超えた場合に、前記キャリブレーションを実行する不定期較正部を備えることが好ましい。
即ち、操作入力部に付着した異物(例えば、濡れた葉等)を除去しようとした人が、その異物に接触することによって、静電容量センサのセンサ出力は、急峻に、その操作入力部に対して検出対象物が近接した場合と同じ方向、つまりは、操作入力の発生時と同じ方向に変化する。そして、そのセンサ出力は、異物の除去によって、急峻に、その操作入力部に対して検出対象物が近接した場合とは反対方向に変化することになる。従って、上記構成によれば、精度よく、その操作入力部に付着した異物が除去されたことを検知して、静電容量センサのキャリブレーションを実行することができる。そして、これにより、消費電力を抑えつつ、速やかに、その新たな基準を静電容量センサのセンサ出力に設定することができる。
上記課題を解決する操作入力検知装置は、前記センサ出力較正部は、前記センサ出力が、前記操作入力部に対して前記検出対象物が近接した場合と同じ変化方向に設定された禁止閾値を超えた状態にある場合には、前記キャリブレーションの実行を禁止する較正禁止部と、前記センサ出力が前記禁止閾値を超える場合においても、所定時間以上、該センサ出力が一定である場合には、前記キャリブレーションの実行を許可する例外許可部と、を備えることが好ましい。
即ち、静電容量センサのセンサ出力が、ある程度、操作入力部に対して検出対象物が近接した場合と同じ方向に変化している場合には、そのセンサ出力に基づいた操作入力の検知を優先する。そして、これにより、そのキャリブレーションの実行が、静電容量センサのセンサ出力に基づいた操作入力の検知を阻害しないようにすることができる。
但し、操作入力部に対する異物の付着、或いはその付着した異物の脱離により変化した静電容量センサのセンサ出力には、操作入力を行う利用者の手に見られるような「ゆらぎ」が存在しない。従って、上記構成によれば、精度よく、その操作入力部に対する異物の付着(及びその脱離)により生じたセンサ出力のオフセット(ズレ)を検知することができる。そして、これを例外条件として、キャリブレーションの実行を許可することにより、消費電力を抑えつつ、速やかに、その新たな基準を静電容量センサのセンサ出力に設定することができる。
上記課題を解決する操作入力検知装置は、前記センサ出力較正部は、前記センサ出力の基準が設定されていない初期状態にある場合に、最初のキャリブレーションを実行する初期較正部と、前記最初のキャリブレーションの実行後、所定時間内に、前記センサ出力が、前記操作入力部に対して前記検出対象物が近接した場合とは反対方向に変化して、該反対方向に設定された再較正閾値を超えた場合に、再度のキャリブレーションを実行する再較正部と、を備えることが好ましい。
即ち、最初のキャリブレーションの実行時、操作入力部の近傍に検出対象物(例えば、車両にもたれ掛かっていた人等)が位置していた場合には、その影響を受けた状態、つまりは、その操作入力部に対して検出対象物が近接した場合と同じ方向にオフセットした状態で、静電容量センサのセンサ出力に基準が設定されることになる。このため、その後、操作入力部の近傍に検出対象物が存在しなくなった場合には、そのセンサ出力が、操作入力部に対して検出対象物が近接した場合とは反対方向に変化することで、操作入力検知の感度が低下した状態になるという問題がある。
しかしながら、上記構成によれば、速やかに、その最初のキャリブレーションの実行により発生したセンサ出力のオフセット(ズレ)を検知することができる。そして、その再度のキャリブレーションの実行により、新たな基準を静電容量センサのセンサ出力に設定することができる。
本発明によれば、より適切に、静電容量センサのセンサ出力に基準を設定することができる。
以下、操作入力検知装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、車両1の後端に形成されたドア開口部2には、その上端部を回動中心として開閉動作する所謂跳ね上げ式のバックドア3が設けられている。また、このバックドア3の外表面3sには、車両1のエンブレム4が設けられている。そして、この車両1においては、そのエンブレム4が、バックドア3を開動作させるための操作入力部となっている。
図1に示すように、車両1の後端に形成されたドア開口部2には、その上端部を回動中心として開閉動作する所謂跳ね上げ式のバックドア3が設けられている。また、このバックドア3の外表面3sには、車両1のエンブレム4が設けられている。そして、この車両1においては、そのエンブレム4が、バックドア3を開動作させるための操作入力部となっている。
詳述すると、本実施形態では、エンブレム4の内側には、静電容量センサ5が設けられている。また、この静電容量センサ5のセンサ出力S(の検出値Sd)は、ドアECU10に入力されるようになっている。そして、本実施形態の車両1では、これにより、このドアECU10が、その操作入力部を構成するエンブレム4に対する操作入力を検知する操作入力検知部として機能する構成になっている。
即ち、静電容量センサ5のセンサ出力Sは、そのエンブレム4に対して検出対象物が接離することにより変化する。また、ドアECU10は、この静電容量センサ5のセンサ出力Sに基づいて、例えば、エンブレム4に対する近接操作入力(例えば、所謂「手かざし操作」等)を検知する。そして、本実施形態の車両1においては、これにより、操作入力検知装置としてのエンブレムスイッチ20が形成されている。
さらに詳述すると、本実施形態のドアECU10は、エンブレム4に対する操作入力を検知した場合には、例えば、所謂電子キー等のセキュリティ要件を満たすことを条件として、そのバックドア3に設けられたロック装置30を開動作させる。また、本実施形態の車両1には、図示しないモータを駆動源とするパワーバックドア装置(PBD)40が設けられている。そして、ドアECU10は、このパワーバックドア装置40の作動を制御することにより、バックドア3を開作動させる構成になっている。
具体的には、図2のフローチャートに示すように、本実施形態のドアECU10は、バックドアが全閉状態にあり(ステップ101:YES)、且つパワーバックドア装置40が停止中である場合(ステップ102:YES)に、そのエンブレム4に対する操作入力の検知判定を実行する(ステップ103)。そして、そのエンブレム4に対する操作入力を検知した場合に(ステップ104:YES)、バックドア3の開駆動制御を実行する構成になっている(ステップ105)。
(静電容量センサのキャリブレーション)
次に、本実施形態のドアECU10が実行する静電容量センサ5のキャリブレーションについて説明する。
次に、本実施形態のドアECU10が実行する静電容量センサ5のキャリブレーションについて説明する。
本実施形態のドアECU10は、静電容量センサ5のセンサ出力Sに基準を設定すべく、その静電容量センサ5のキャリブレーションを実行するセンサ出力較正部としての機能を有している。
詳述すると、図3に示すように、本実施形態のドアECU10は、静電容量センサ5の電極(図示略)が形成するコンデンサ(検出チャンネル)51との間で直列回路52を形成する調整回路53を備えている。また、ドアECU10は、この直列回路52の中点電位、及び当該直列回路52に印加される電源電圧(Vdd)の「1/2電位(1/2・Vdd)」を入力とする比較器(オペアンプ)54を備えている。そして、本実施形態のドアECU10は、この比較器54の出力が「0」となるように調整回路53が動作することにより、その静電容量センサ5のキャリブレーションを実行する構成になっている。
さらに詳述すると、図4のフローチャートに示すように、本実施形態のドアECU10は、所定の演算周期で静電容量センサ5のセンサ出力S(の検出値Sd)を取得すると(ステップ201)、そのセンサ出力Sの検出値Sdが予め設定された所定の閾値TH0以下であるか否かを判定する(ステップ202)。そして、そのセンサ出力Sの検出値Sdが、この閾値TH0以下である場合(Sd≦TH0、ステップ202:YES)に、上記のようなキャリブレーションの実行を許可する(ステップ203)。
また、本実施形態のドアECU10は、上記ステップ203の許可判定に続いて、キャリブレーションの実行判定を行う(ステップ204)。そして、予め設定された所定の実行条件が成立した場合(ステップ205:YES)に、静電容量センサ5のキャリブレーションを実行する構成になっている(ステップ206)。
例えば、本実施形態のドアECU10は、上記ステップ204におけるキャリブレーションの実行判定において、所定間隔に設定された定期キャリブレーション(定期較正)の実行タイミングにあるか否かを判定する。
具体的には、図5のフローチャートに示すように、ドアECU10は、先ず、計時フラグがセットされているか否かを判定し(ステップ301)、セットされていない場合(ステップ301:NO)には、その計時フラグをセットし、及び計時用のタイマをセットする(ステップ302)。そして、既に計時フラグがセットされている場合(ステップ301:YES)には、このステップ302の処理は実行しない。
次に、ドアECU10は、その計時フラグをセットしてからの経過時間tが定期キャリブレーションの実行間隔として予め設定された所定時間t0に到達したか否かを判定する(ステップ303)。そして、経過時間tが所定時間t0に到達した場合(t≧t0、ステップ303:YES)には、その計時フラグをクリアして(ステップ304)、定期キャリブレーションの実行タイミングにあること、即ちキャリブレーションの実行条件が成立した旨を示す実行フラグをセットする構成になっている(ステップ305)。
尚、上記ステップ303において、経過時間tが所定時間t0に到達していない場合(t<t0、ステップ303:NO)、ドアECU10は、上記ステップ304及びステップ305の処理を実行しない。
また、図4に示すように、本実施形態のドアECU10は、上記ステップ202において、センサ出力Sの検出値Sdが禁止閾値としての閾値TH0を超える場合(Sd>TH0、ステップ202:NO)、その静電容量センサ5について、キャリブレーションの実行を禁止する(ステップ207)。
即ち、図6に示すように、本実施形態のエンブレムスイッチ20は、その操作入力部としてのエンブレム4に対して検出対象物が近接した場合、静電容量センサ5のセンサ出力S(Sd)が、同図中、上側、即ちセンサ出力Sの基準となるゼロ点よりも上方向に向かって変化するように構成されている(本実施形態では「プラス方向」)。また、本実施形態のドアECU10は、そのエンブレム4に対して検出対象物が近接した場合と同じ変化方向(図6中、上側)に、上記のような禁止閾値としての閾値TH0を設定する。そして、本実施形態では、これにより、その閾値TH0を超える領域が、静電容量センサ5のキャリブレーションが行われない禁止領域となっている。
つまり、本実施形態のドアECU10は、センサ出力Sの検出値Sdが閾値TH0を超える禁止領域にある場合には、静電容量センサ5のキャリブレーションよりも、そのセンサ出力Sに基づいた操作入力の検知を優先する。そして、これにより、そのキャリブレーションの実行が、当該静電容量センサ5のセンサ出力Sに基づいた操作入力の検知を阻害しないように構成されている。
また、図4に示すように、本実施形態のドアECU10は、センサ出力Sの検出値Sdが、その禁止閾値としての閾値TH0を超える禁止領域にある場合(ステップ202:NO)であっても、例外的に、その静電容量センサ5のキャリブレーションを許可すべき状態にあるか否かを判定する(例外許可判定、ステップ208)。そして、予め設定された所定の例外条件が成立した場合(ステップ209:YES)にも、上記ステップ206において、その静電容量センサ5のキャリブレーションを実行する。
具体的には、図7に示すように、本実施形態のドアECU10は、静電容量センサ5のセンサ出力Sが、その禁止閾値としての閾値TH0を超えた後、所定時間以上、略一定となっているか否かを判定する。そして、この例外許可条件が成立した場合には、定期キャリブレーションの実行タイミングを待つことなく、即時、その静電容量センサ5のキャリブレーションを実行する構成になっている。
詳述すると、図8のフローチャートに示すように、本実施形態のドアECU10は、その例外許可判定(図4参照、ステップ208)において、先ず、前回のサンプリング周期に検出されたセンサ出力Sの前回値Sbを読み出して、今回の検出値Sdとの差分値αを演算する(α=|Sd−Sb|、ステップ401)。そして、その差分値αが所定の閾値α0以下であるか否かを判定する(ステップ402)。
また、ドアECU10は、このステップ402において、差分値αが所定の閾値α0以下であると判定した場合(α≦α0、ステップ402:YES)、続いて計時フラグがセットされているか否かを判定する(ステップ403)。そして、セットされていない場合(ステップ403:NO)には、その計時フラグをセットし、及び計時用のタイマをセットする(ステップ404)。尚、既に計時フラグがセットされている場合(ステップ403:YES)には、このステップ404の処理を実行しない。
次に、ドアECU10は、その計時フラグをセットしてからの経過時間Tが、上記例外許可条件として予め設定された所定時間T0に到達したか否かを判定する(ステップ405)。そして、経過時間Tが所定時間T0に到達した場合(T≧T0、ステップ405:YES)には、例外許可条件の成立によりキャリブレーションを実行すべき旨を示す実行フラグをセットして(ステップ406)、その計時フラグをクリアする構成になっている(ステップ407)。
尚、上記ステップ405において、経過時間Tが所定時間T0に到達していない場合(T<T0、ステップ405:NO)、ドアECU10は、上記ステップ406及びステップ407の処理を実行しない。そして、上記ステップ402において、センサ出力Sの差分値αが所定の閾値α0を超えたと判定した場合(α>α0、ステップ402:NO)、上記ステップ403〜ステップ406の処理を実行することなく、ステップ407において、計時フラグをクリアする構成になっている。
即ち、本実施形態のエンブレムスイッチ20は、図9(a)(b)に示すように、その操作入力部としてのエンブレム4に対し、例えば雨水に濡れた植物の葉(61,62)等、異物60が付着した場合にも、その静電容量センサ5のセンサ出力Sが変化する構成となっている。
具体的には、図9(a)に示すように、そのエンブレム4と車両表面を構成するバックドア3の外表面3sとに跨る態様で、比較的大きな葉61が付着した場合、これにより生ずる接地結合によって、その静電容量センサ5のセンサ出力Sが操作入力の発生時と同じ方向に変化する(図10参照、同図中、上側)。また、図9(b)に示すように、そのエンブレム4の枠内に収まる態様で、比較的小さな葉62が付着した場合には、これによる比誘電率の上昇によって、その静電容量センサ5のセンサ出力Sが操作入力の発生時と反対方向に変化する(図10参照、同図中、下側、本実施形態では「マイナス方向」)。そして、本実施形態のドアECU10は、上記のような処理手順で静電容量センサ5のキャリブレーションを実行することにより、このような異物60の付着を要因とした誤検知の発生を抑え、及びその操作入力検知の感度が低下することを回避する構成になっている。
例えば、図10に示すように、エンブレム4に対して小さな葉62が付着(図9(b)参照)することにより静電容量センサ5のセンサ出力Sが操作入力の発生時と反対方向に変化した場合であっても、その定期キャリブレーションの実行によって、このような状態に適合する新たな基準が静電容量センサ5のセンサ出力Sに設定される。
更に、その後、このエンブレム4に付着した小さな葉62が脱離することで、静電容量センサ5のセンサ出力Sは、操作入力の発生時と同一方向に変化する。そして、この例の場合には、そのセンサ出力Sの検出値Sdが禁止閾値としての閾値TH0を超えることで、上記のような定期キャリブレーションの実行が禁止された状態となっている。
しかしながら、本実施形態のエンブレムスイッチ20においては、その閾値TH0を超えるセンサ出力Sが、所定時間T0、略一定であることにより、これを例外的な許可条件としたキャリブレーションが実行される(例外較正)。
即ち、エンブレム4に対する異物60の付着、或いはその異物60の脱離により変化した静電容量センサ5のセンサ出力Sには、操作入力を行う利用者の手に見られるような「ゆらぎ」が存在しない。本実施形態のドアECU10は、この点に着目することで、そのエンブレム4に対する異物60の付着(及びその脱離)により生じたセンサ出力Sのオフセット(ズレ)を検知する。そして、本実施形態のエンブレムスイッチ20では、これにより、速やかに、その新たな基準が、静電容量センサ5のセンサ出力Sに設定される構成になっている。
同様に、例えば、図11に示すように、エンブレム4に対して大きな葉61が付着することにより(図9(a)参照)、静電容量センサ5のセンサ出力Sが操作入力の発生時と同じ方向に変化した場合であっても、その定期キャリブレーションの実行により、このような状態に適合する新たな基準が静電容量センサ5のセンサ出力Sに設定される。
更に、このような状態から、そのエンブレム4に付着した葉61が除去された場合、静電容量センサ5のセンサ出力Sは、操作入力の発生時と反対方向に変化することになる。そして、本実施形態のエンブレムスイッチ20は、このような場合もまた、定期キャリブレーションの実行により、再び、そのエンブレム4に異物60が付着していない状態に適合する新たな基準が、静電容量センサ5のセンサ出力Sに設定される構成になっている。
しかしながら、この場合、定期キャリブレーションが実行されるまでの間、その静電容量センサ5のセンサ出力Sが、操作入力の発生時と反対方向に変化した状態のままとなる。即ち、その操作入力検知の感度が低下した状態が維持されてしまうという問題がある。
この点を踏まえ、本実施形態では、エンブレム4に付着した葉61を人が除去する際、その静電容量センサ5のセンサ出力Sに現れる、図11中、破線の囲みLに示されるような波形に着目する。即ち、エンブレム4に付着した葉61を人がつまむことにより、一瞬、静電容量センサ5のセンサ出力Sが操作入力の発生時と同じ方向に変化する。そして、本実施形態のドアECU10は、このような「最初の立ち上がり波形」及びそれに続く「立ち下がり波形」が発生した場合にも、定期キャリブレーションの実行タイミングを待つことなく、即時、その静電容量センサ5のキャリブレーションを実行する構成になっている(不定期較正)。
具体的には、不定期較正部としてのドアECU10は、エンブレム4に検出対象物が近接した場合と同じ方向に変化したセンサ出力S(の検出値Sd)が第1の閾値TH1を超え、且つその後、所定時間T1内に、反対方向に変化したセンサ出力Sが第2の閾値TH2を超えることを、その異物60の除去後に行うキャリブレーションの実行条件とする。
尚、本実施形態では、エンブレム4に対して検出対象物が近接した場合と同じ方向(図11中、上側、プラス方向)に変化したセンサ出力S(の検出値Sd)は、「第1の閾値TH1を上回る」ことにより(Sd>TH1)、当該第1の閾値TH1を超えるものとなる。また、センサ出力Sの基準(ゼロ点)を挟んで、そのエンブレム4に対して検出対象物が近接した場合と反対方向(図11中、下側、マイナス方向)に変化したセンサ出力Sは、「第2の閾値TH2を下回る」ことにより(Sd<TH2)、当該第2の閾値TH2を超えるものとなっている。そして、本実施形態のエンブレムスイッチ20は、これにより、精度よく、エンブレム4に付着した異物60(葉61)が除去されたことを検知して、速やかに、そのエンブレム4に異物60が付着していない状態に適合した新たな基準を静電容量センサ5のセンサ出力Sに設定することが可能となっている。
詳述すると、図12のフローチャートに示すように、本実施形態のドアECU10は、先ず第1判定フラグがセットされているか否かを判定し(ステップ501)、セットされていない場合(ステップ501:NO)には、続いて第2判定フラグがセットされているか否かを判定する(ステップ502)。更に、このステップ502において、第2判定フラグがセットされていない場合(ステップ502:NO)、ドアECU10は、センサ出力Sの検出値Sdが第1の閾値TH1を上回っているか否かを判定する(ステップ503)。そして、そのセンサ出力Sの検出値Sdが第1の閾値TH1を上回っている場合(Sd>TH1、ステップ503:YES)には、第1判定フラグをセットし、及び計時用のタイマをセットする(ステップ504)。
また、上記ステップ501において、第1判定フラグがセットされている場合(ステップ501:YES)、ドアECU10は、続いてセンサ出力Sの検出値Sdが第2の閾値TH2を下回っているか否かを判定する(ステップ505)。そして、そのセンサ出力Sの検出値Sdが第2の閾値TH2を下回っている場合(Sd<TH2、ステップ505:YES)には、第2判定フラグをセットし、及び計時用のタイマをセットして(ステップ506)、第1判定フラグをクリアする(ステップ507)。
一方、センサ出力Sの検出値Sdが第2の閾値TH2を下回っていない場合(Sd≧TH2、ステップ505:NO)、ドアECU10は、その第1判定フラグをセットしてからの経過時間T、即ち上記「最初の立ち上がり波形」が発生した時点からの経過時間Tが、予め設定された所定時間T1に到達したか否かを判定する(ステップ508)。そして、その経過時間Tが所定時間T1に到達した場合(T≧T1、ステップ508:YES)には、上記ステップ506の処理を実行することなく、ステップ507において、第1判定フラグをクリアする構成になっている。
また、ドアECU10は、上記ステップ502において、第2判定フラグがセットされている場合(ステップ502:YES)にも、そのセンサ出力Sの検出値Sdが第2の閾値TH2を下回っているか否かを判定する(ステップ509)。更に、ドアECU10は、そのセンサ出力Sの検出値Sdが第2の閾値TH2を下回っている場合(ステップ509:YES)、続いて、その第2判定フラグをセットしてからの経過時間T、即ち立ち上がり後の「立ち下がり波形」が発生した時点からの経過時間Tが、予め設定された所定時間T2に到達したか否かを判定する(ステップ510)。そして、その経過時間Tが所定時間T2に到達した場合(T≧T2、ステップ510:YES)には、その異物60の除去後に行う不定期キャリブレーションの実行条件が成立した旨を示す実行フラグをセットして(ステップ511)、その第2判定フラグをクリアする構成になっている(ステップ512)。
尚、本実施形態のドアECU10は、上記ステップ503において、センサ出力Sの検出値Sdが第1の閾値TH1以下である場合(Sd≦TH1、ステップ503:NO)、即ち「最初の立ち上がり波形」が検出されない場合には、上記ステップ504の処理を実行しない。そして、上記ステップ508において、「最初の立ち上がり波形」が発生した時点からの経過時間Tが、予め設定された所定時間T1に到達していない場合(T<T1、ステップ508:NO)には、ステップ507の処理を実行しない。
また、本実施形態のドアECU10は、上記ステップ510において、立ち上がり後の「立ち下がり波形」が発生した時点からの経過時間Tが、予め設定された所定時間T2に到達していない場合(T<T2、ステップ510:NO)には、ステップ511及びステップ512の処理を実行しない。そして、上記ステップ509において、センサ出力Sの検出値Sdが第2の閾値TH2を下回っていない場合(Sd≧TH2、ステップ509:NO)には、上記ステップ510及びステップ511の処理を実行することなく、ステップ512において、第2判定フラグをクリアする構成になっている。
(静電容量センサのイニシャルキャリブレーション)
次に、本実施形態のドアECU10が実行する静電容量センサ5のイニシャルキャリブレーション(初期較正)について説明する。
次に、本実施形態のドアECU10が実行する静電容量センサ5のイニシャルキャリブレーション(初期較正)について説明する。
本実施形態のエンブレムスイッチ20は、車載電源(バッテリー)が接続された電源投入直後、静電容量センサ5のセンサ出力Sに基準が設定されていない初期状態にある場合に、初期較正部としてのドアECU10が、自動的に、そのキャリブレーションを実行する構成になっている。
具体的には、図14に示すように、本実施形態のドアECU10は、最初のキャリブレーションを実行した後、このキャリブレーションの実行により基準が設定された静電容量センサ5のセンサ出力Sを監視する。そして、予め設定された所定時間T3内に、そのセンサ出力S(の検出値Sd)が、操作入力部としてのエンブレム4に対して検出対象物が近接した場合とは反対方向に変化して、当該反対方向に設定された再較正閾値としての閾値TH3を超えた場合には、再度、その静電容量センサ5のキャリブレーションを実行する構成になっている。
換言すると、本実施形態のエンブレムスイッチ20において、電源投入直後、最初のキャリブレーションにより設定されたセンサ出力Sの基準は、その後、所定時間T3が経過するまでの間は、「仮設定状態」として取り扱われる。そして、この間、上記のような再較正条件が成立しない場合に、そのセンサ出力Sの基準設定が確認されるようになっている。
一方、最初のキャリブレーションから所定時間T3が経過するまでの間に、上記のような再較正条件が成立した場合、定期キャリブレーションの実行タイミングを待つことなく、再度、その静電容量センサ5のキャリブレーションが実行される。そして、これにより、そのセンサ出力Sの基準設定が確認される構成になっている。
詳述すると、図13のフローチャートに示すように、本実施形態のドアECU10は、静電容量センサ5のセンサ出力Sについて、既に、その基準設定が確認されているか否かを判定する(ステップ601)。また、ドアECU10は、このステップ601において、センサ出力Sの基準設定が確認されていない場合(ステップ601:NO)、続いて第1初期フラグがセットされているか否かを判定し(ステップ602)、セットされていない場合(ステップ602:NO)には、更に第2初期フラグがセットされているか否かを判定する(ステップ603)。そして、このステップ603において、第2初期フラグがセットされていない場合(ステップ603:NO)に、その静電容量センサ5について最初のキャリブレーションを実行する構成になっている(ステップ604)。
また、本実施形態のドアECU10は、このステップ604においてキャリブレーションを実行した後、第1初期フラグをセットし、及び計時用のタイマをセットする(ステップ605)。そして、上記ステップ602において、既に、第1初期フラグがセットされている場合(ステップ602:YES)には、上記ステップ603〜ステップ605の処理を実行しない構成になっている。
即ち、第1初期フラグは、最初のキャリブレーションが行われた後、その再較正判定のトリガとなるセンサ出力Sの変化、つまりは操作入力部としてのエンブレム4に対して検出対象物が近接した場合とは反対方向への変化が発生していない状態を示している。そして、第2初期フラグは、このようなセンサ出力Sの変化が発生した後の状態を示している(図14参照)。
次に、本実施形態のドアECU10は、静電容量センサ5のセンサ出力S(の検出値Sd)を取得すると(ステップ606)、続いて、そのセンサ出力Sの検出値Sdが所定の閾値TH3を下回っているか否かを判定する(ステップ607)。また、ドアECU10は、このステップ607において、センサ出力Sの検出値Sdが所定の閾値TH3を下回っていないと判定した場合(Sd≧TH3、ステップ607:NO)、続いて第1初期フラグをセットしてからの経過時間T、即ち最初のキャリブレーションからの経過時間Tが、所定時間T3に到達したか否かを判定する(ステップ608)。そして、その経過時間Tが所定時間T3に到達した場合(T≧T3、ステップ608:YES)には、その静電容量センサ5のセンサ出力Sについての基準設定を確認して(ステップ609)、第1初期フラグをクリアする構成になっている(ステップ610)。
尚、上記ステップ608において、経過時間Tが所定時間T3に到達していない場合(T<T3、ステップ608:NO)、上記ステップ609及びステップ610の処理は、実行されない。
一方、上記ステップ607において、センサ出力Sの検出値Sdが所定の閾値TH3を下回っていると判定した場合(Sd<TH3、ステップ607:YES)、ドアECU10は、第2初期フラグをセットし及び計時用のタイマをセットする(ステップ611)。そして、上記ステップ608及びステップ609の処理を実行することなく、ステップ610において、第1初期フラグをクリアする構成になっている。
また、ドアECU10は、上記ステップ603において、第2初期フラグがセットされている場合(ステップ603:YES)にも、静電容量センサ5のセンサ出力S(の検出値Sd)を取得し(ステップ612)、そのセンサ出力Sの検出値Sdが所定の閾値TH3を下回っているか否かを判定する(ステップ613)。更に、本実施形態のドアECU10は、このステップ613において、センサ出力Sの検出値Sdが所定の閾値TH3を下回っていると判定した場合(Sd<TH3、ステップ613:YES)、続いて、この第2初期フラグをセットしてからの経過時間Tが、所定時間T4に到達したか否かを判定する(ステップ614)。そして、その経過時間Tが所定時間T4に到達した場合(T≧T4、ステップ614:YES)には、再び静電容量センサ5のキャリブレーションを実行して(再較正、ステップ615)、そのセンサ出力Sについての基準設定を確認する構成になっている(ステップ616)。
尚、本実施形態のドアECU10は、このステップ616において、センサ出力Sについての基準設定を確認した後、第2初期フラグをクリアする(ステップ617)。また、上記ステップ613において、センサ出力Sの検出値Sdが所定の閾値TH3を下回っていないと判定した場合(Sd≧TH3、ステップ613:NO)、再び、第1初期フラグをセットした後(ステップ618)、上記ステップ614〜ステップ616の処理を実行することなく、ステップ617において、第2初期フラグをクリアする。更に、上記ステップ614において、第2初期フラグをセットしてからの経過時間Tが、予め設定された所定時間T4に到達していない場合(T<T4、ステップ614:NO)には、上記ステップ615〜ステップ617の処理を実行しない。そして、上記ステップ601において、既に、そのセンサ出力Sの基準設定が確認されている場合(ステップ601:YES)には、上記ステップ602〜ステップ618の各処理を実行しない。
次に、本実施形態のドアECU10が実行するイニシャルキャリブレーションの作用について説明する。
図14に示すように、ドアECU10が最初のキャリブレーションを実行したとき、例えば、車両1のバックドア3に人がもたれ掛かっていた場合等、操作入力部を構成するエンブレム4の近傍に検出対象物が位置していた場合には、この検出対象物の影響を受けた状態で、その静電容量センサ5のセンサ出力Sに基準が設定される。つまりは、本来の基準よりも操作入力の発生時と同じ方向(同図中、上側)にオフセットした状態で、その静電容量センサ5のセンサ出力Sに基準が設定されることになる。
図14に示すように、ドアECU10が最初のキャリブレーションを実行したとき、例えば、車両1のバックドア3に人がもたれ掛かっていた場合等、操作入力部を構成するエンブレム4の近傍に検出対象物が位置していた場合には、この検出対象物の影響を受けた状態で、その静電容量センサ5のセンサ出力Sに基準が設定される。つまりは、本来の基準よりも操作入力の発生時と同じ方向(同図中、上側)にオフセットした状態で、その静電容量センサ5のセンサ出力Sに基準が設定されることになる。
即ち、その後、エンブレム4の近傍に検出対象物が存在しなくなることで、静電容量センサ5のセンサ出力Sは、操作入力の発生時とは反対方向(同図中、下側)に変化することになる。そして、これにより、その定期キャリブレーションが実行されるまでの間、操作入力検知の感度が低下した状態が維持されてしまうという問題がある。
しかしながら、本実施形態では、このとき、その操作入力の発生時とは反対方向に変化したセンサ出力Sが、当該反対方向に設定された再較正閾値としての閾値TH3を超える(下回る)ことで、再度、静電容量センサ5のキャリブレーションが実行される。そして、本実施形態のエンブレムスイッチ20は、これにより、速やかに、その新たな基準を静電容量センサ5のセンサ出力Sに設定することが可能な構成になっている。
以上、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)操作入力検知装置としてのエンブレムスイッチ20において、ドアECU10は、その操作入力部を構成するエンブレム4に設けられた静電容量センサ5のキャリブレーション(較正)を実行するセンサ出力較正部として機能する。そして、ドアECU10は、そのエンブレム4に対して検出対象物が近接した場合と同じ方向に変化したセンサ出力S(の検出値Sd)が第1の閾値TH1を超え、且つその後、所定時間T1内に、そのセンサ出力Sが反対方向に変化して当該反対方向に設定された第2の閾値TH2を超えた場合に、静電容量センサ5のキャリブレーションを実行する。
(1)操作入力検知装置としてのエンブレムスイッチ20において、ドアECU10は、その操作入力部を構成するエンブレム4に設けられた静電容量センサ5のキャリブレーション(較正)を実行するセンサ出力較正部として機能する。そして、ドアECU10は、そのエンブレム4に対して検出対象物が近接した場合と同じ方向に変化したセンサ出力S(の検出値Sd)が第1の閾値TH1を超え、且つその後、所定時間T1内に、そのセンサ出力Sが反対方向に変化して当該反対方向に設定された第2の閾値TH2を超えた場合に、静電容量センサ5のキャリブレーションを実行する。
即ち、エンブレム4に付着した異物60(例えば、葉61等)を除去しようとした人が、その異物60に接触することによって、静電容量センサ5のセンサ出力Sは、急峻に、そのエンブレム4に対して検出対象物が近接した場合と同じ方向、つまりは、操作入力の発生時と同じ方向に変化する。そして、そのセンサ出力Sは、異物60の除去によって、急峻に、その操作入力の発生時とは反対方向に変化することになる。従って、上記構成によれば、精度よく、そのエンブレム4に付着した異物60が除去されたことを検知して、静電容量センサ5のキャリブレーションを実行することができる。そして、これにより、消費電力を抑えつつ、速やかに、その新たな基準を静電容量センサ5のセンサ出力Sに設定することができる。
(2)不定期較正部としてのドアECU10は、そのエンブレム4に対して検出対象物が近接した場合とは反対方向に変化したセンサ出力Sが、所定時間T2以上、継続して前記第2の閾値TH2を超える場合に、静電容量センサ5のキャリブレーションを実行する。これにより、より精度よく、そのエンブレム4に付着した異物60が除去されたことを検知して、適切にキャリブレーションを実行することができる。
(3)較正禁止部としてのドアECU10は、その静電容量センサ5のセンサ出力Sが、エンブレム4に対して検出対象物が近接した場合と同じ変化方向に設定された禁止閾値としての所定の閾値TH0を超えた場合には、静電容量センサ5のキャリブレーションを禁止する。そして、例外許可部としてのドアECU10は、このような静電容量センサ5のセンサ出力Sが所定の閾値TH0を超える場合においても、所定時間T0以上、そのセンサ出力Sが一定である場合には、キャリブレーションの実行を許可する。
即ち、静電容量センサ5のセンサ出力Sが、ある程度、エンブレム4に対して検出対象物が近接した場合と同じ方向に変化している場合には、そのセンサ出力Sに基づいた操作入力の検知を優先する。そして、これにより、そのキャリブレーションの実行が、静電容量センサ5のセンサ出力Sに基づいた操作入力の検知を阻害しないようにすることができる。
但し、エンブレム4に対する異物60の付着、或いはその付着した異物60の脱離により変化した静電容量センサ5のセンサ出力Sには、操作入力を行う利用者の手に見られるような「ゆらぎ」が存在しない。従って、上記構成によれば、精度よく、そのエンブレム4に対する異物60の付着(及びその脱離)により生じたセンサ出力Sのオフセット(ズレ)を検知することができる。そして、これを例外条件として、キャリブレーションの実行を許可することにより、消費電力を抑えつつ、速やかに、その新たな基準を静電容量センサ5のセンサ出力Sに設定することができる。
(4)初期較正部としてのドアECU10は、静電容量センサ5のセンサ出力Sに基準が設定されていない初期状態にある場合には、自動的に、その最初のキャリブレーションを実行する。そして、再較正部としてのドアECU10は、その最初のキャリブレーションの実行後、所定時間T3内に、静電容量センサ5のセンサ出力Sがエンブレム4に対して検出対象物が近接した場合とは反対方向に変化して、当該反対方向に設定された再較正閾値としての所定の閾値TH3を超えた場合に、再度のキャリブレーションを実行する。
即ち、最初のキャリブレーションの実行時、操作入力部を構成するエンブレム4の近傍に検出対象物(例えば、車両1にもたれ掛かっていた人等)が位置していた場合には、その影響を受けた状態、つまりは、その操作入力の発生時と同じ方向にオフセットした状態で、静電容量センサ5のセンサ出力Sに基準が設定されることになる。このため、その後、エンブレム4の近傍に検出対象物が存在しなくなった場合には、そのセンサ出力Sが操作入力の発生時とは反対方向に変化することで、操作入力検知の感度が低下した状態になるという問題がある。
しかしながら、上記構成によれば、速やかに、その最初のキャリブレーションの実行により発生したセンサ出力Sのオフセット(ズレ)を検知することができる。そして、その再度のキャリブレーションの実行によって、新たな基準を静電容量センサ5のセンサ出力Sに設定することができる。
(5)初期較正部としてのドアECU10は、そのエンブレム4に対して検出対象物が近接した場合とは反対方向に変化したセンサ出力Sが、所定時間T4以上、継続して所定の閾値TH3を超える場合に、上記再度のキャリブレーションを実行する。
上記構成によれば、より精度よく、最初のキャリブレーションの実行により発生したセンサ出力Sのオフセットを検知して、適切に、再度のキャリブレーションを実行することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、バックドア3の外表面3sに設けられた車両1のエンブレム4を操作入力部としたエンブレムスイッチ20に具体化した。そして、そのエンブレム4に対する操作入力を検知することにより、バックドア3の開駆動制御を実行することとした。
・上記実施形態では、バックドア3の外表面3sに設けられた車両1のエンブレム4を操作入力部としたエンブレムスイッチ20に具体化した。そして、そのエンブレム4に対する操作入力を検知することにより、バックドア3の開駆動制御を実行することとした。
しかし、これに限らず、操作入力の検知により開始する制御内容は、例えば、ドアロックの施解錠等、任意に設定してもよい。また、その制御対象は、例えば、サイドドアやボンネット等、必ずしもバックドア3でなくともよい。更に、その操作入力部となるエンブレム4の位置は、例えば、ボンネットやフロントグリル等、任意に変更してもよい。そして、車両表面に配置された操作入力部内に静電容量センサ5が設けられる構成であれば、その操作入力部は、必ずしも車両1のエンブレム4でなくともよい。
・上記実施形態では、静電容量センサ5のセンサ出力Sについて、その立ち上がり後の「立ち下がり波形」が発生した時点からの経過時間Tが、予め設定された所定時間T2に到達した場合(T≧T2、ステップ510:YES)に、その不定期キャリブレーションを実行することとした(図12参照)。しかし、これに限らず、必ずしも、このような「継続時間条件」は設けなくともよい。即ち、不定期キャリブレーションは、その「立ち下がり波形」の検出後、即時、実行してもよい。そして、静電容量センサ5のイニシャルキャリブレーションにおける「再度のキャリブレーション」の実行条件についてもまた、必ずしも、そのエンブレム4に対して検出対象物が近接した場合とは反対方向に変化したセンサ出力Sが、所定時間T4以上、継続して所定の閾値TH3を超えること(図13参照)を条件とせず、即時、実行してもよい。
・上記実施形態では、例外許可条件の成立により、即時、静電容量センサ5のキャリブレーションが実行されることとした(図4参照)。しかし、これにより、その例外許可条件の成立後、定期キャリブレーションの実行タイミングで行う構成としてもよい。
・更に、図15のフローチャートに示すように、キャリブレーションの実行タイミングにおいて(ステップ701:YES)、その静電容量センサ5のキャリブレーションが必要であるか否かを判定する(ステップ702)。尚、このステップ702におけるキャリブレーションの実行確認判定は、例えば、その静電容量センサ5が形成するコンデンサ51(図3参照)の静電容量が安定しているか否かを判定するとよい。また、例えば、不定期キャリブレーションの実行タイミングと、その後に行われる定期キャリブレーションの実行タイミングとが近いこと等をもって、そのキャリブレーションの実行が不要であるとしてもよい。そして、この実行確認判定において、キャリブレーションの実行が必要であると判定した場合にのみ(ステップ702:YES)、その静電容量センサ5のキャリブレーションを実行する構成としてもよい(ステップ703)。
即ち、例えば、静電容量センサ5のセンサ出力Sにオフセットが生じていない場合、或いは、そのセンサ出力Sに生じたオフセットが利用者の操作入力に大きな影響を及ぼさない場合等には、静電容量センサ5のキャリブレーションを実行しない。そして、これにより、より効果的に、消費電力を抑えつつ、操作入力の検知感度を良好に維持することができる。
次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想を効果とともに記載する。
(イ)前記不定期較正部は、前記センサ出力が、所定時間以上、継続して前記第2の閾値を超える場合に、前記キャリブレーションを実行すること、を特徴とする操作入力検知装置。これにより、より精度よく、その操作入力部に付着した異物が除去されたことを検知して、適切にキャリブレーションを実行することができる。
(イ)前記不定期較正部は、前記センサ出力が、所定時間以上、継続して前記第2の閾値を超える場合に、前記キャリブレーションを実行すること、を特徴とする操作入力検知装置。これにより、より精度よく、その操作入力部に付着した異物が除去されたことを検知して、適切にキャリブレーションを実行することができる。
(ロ)前記再較正部は、前記センサ出力が、所定時間以上、継続して前記再設定閾値を超える場合に、前記再度のキャリブレーションを実行すること、を特徴とする操作入力検知装置。
上記構成によれば、より精度よく、最初のキャリブレーションの実行により発生したセンサ出力のオフセット(ズレ)を検知して、適切に、再度のキャリブレーションを実行することができる。
(ハ)前記センサ出力較正部は、前記キャリブレーションの実行タイミングにおいて、該キャリブレーションの実行が必要であるか否かを判定する実行確認判定部を備えること、を特徴とする操作入力検知装置。
上記構成によれば、例えば、静電容量センサのセンサ出力にオフセットが生じていない場合、或いは、そのセンサ出力に生じたオフセットが利用者の操作入力に大きな影響を及ぼさない場合等には、静電容量センサのキャリブレーションを実行しないことができる。そして、これにより、より効果的に、消費電力を抑えつつ、操作入力の検知感度を良好に維持することができる。
1…車両、3…バックドア、3s…外表面、4…エンブレム(操作入力部)、5…静電容量センサ、10…ドアECU(操作入力検知部、不定期較正部、較正禁止部、例外許可部、初期較正部、再較正部、及び実行確認判定部)、20…エンブレムスイッチ(操作入力装置)、51…コンデンサ、52…直列回路、53…調整回路、54…比較器、60…異物、61,62…葉、S…センサ出力、Sd…検出値、TH0…閾値(禁止閾値)、TH1…第1の閾値、TH2…第2の閾値、TH3…閾値(再較正閾値)、Sb…前回値、α…差分値、α0…閾値、t,T…経過時間、t0,T0,T1,T2,T3,T4…所定時間。
Claims (3)
- 車両表面に設けられた操作入力部に対して検出対象物が接離することにより変化する静電容量センサのセンサ出力に基づいて、前記操作入力部に対する操作入力を検知する操作入力検知部と、
前記静電容量センサのキャリブレーションを実行するセンサ出力較正部と、を備え、
前記センサ出力較正部は、前記操作入力部に対して前記検出対象物が近接した場合と同じ方向に変化した前記センサ出力が第1の閾値を超え、且つその後、所定時間内に、前記センサ出力が反対方向に変化して該反対方向に設定された第2の閾値を超えた場合に、前記キャリブレーションを実行する不定期較正部を備える操作入力検知装置。 - 請求項1に記載の操作入力検知装置において、
前記センサ出力較正部は、
前記センサ出力が、前記操作入力部に対して前記検出対象物が近接した場合と同じ変化方向に設定された禁止閾値を超えた状態にある場合には、前記キャリブレーションの実行を禁止する較正禁止部と、
前記センサ出力が前記禁止閾値を超える場合においても、所定時間以上、該センサ出力が一定である場合には、前記キャリブレーションの実行を許可する例外許可部と、
を備えること、を特徴とする操作入力検知装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の操作入力検知装置において、
前記センサ出力較正部は、
前記センサ出力の基準が設定されていない初期状態にある場合に、最初のキャリブレーションを実行する初期較正部と、
前記最初のキャリブレーションの実行後、所定時間内に、前記センサ出力が、前記操作入力部に対して前記検出対象物が近接した場合とは反対方向に変化して、該反対方向に設定された再較正閾値を超えた場合に、再度のキャリブレーションを実行する再較正部と、
を備えること、を特徴とする操作入力検知装置。
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