CN104954001B

CN104954001B - 接近开关总成及其调谐方法

Info

Publication number: CN104954001B
Application number: CN201510142016.0A
Authority: CN
Inventors: 彼得罗·布托洛; 斯图尔特·C·萨尔特; 迪帕尼扬·高什; 卡勒德·奥马尔; 詹姆斯·斯图尔特·兰金二世
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2019-07-19
Anticipated expiration: 2035-03-27
Also published as: DE102015104343A1; CN104954001A

Abstract

用于检测接近开关总成的激活并且调谐总成的接近开关总成和方法。总成包括接近开关，接近开关各自具有提供感测激活场的接近传感器和处理激活场以感测激活的控制电路。调谐的方法包括利用接近传感器生成激活场，响应于激活场生成信号、检测与信号有关的噪声，并且基于检测到的噪声调节参数，其中参数用于检测比如接近开关的激活的接近状态。

Description

接近开关总成及其调谐方法

相关申请交叉引用

本申请是2013年1月23日提交的美国专利申请号13/747,578的名称为“接近开关总成和其校准方法(PROXIMITY SWITCH ASSEMBLY AND CALIBRATION METHOD THEREFOR)”的部分延续，其是2012年12月20日提交的美国专利申请号13/721,886的名称为“接近开关总成和使用速度监控的激活方法(PROXIMITY SWITCH ASSEMBLY AND ACTIVATION METHODUSING RATE MONITORING)”的部分延续，其是2012年4月11日提交的美国专利申请号13/444,374的名称为“接近开关总成及激活方法(PROXIMITY SWITCH ASSEMBLY ANDACTIVATION METHOD)”的部分延续。上述相关申请通过引用的方式合并于此。

技术领域

本发明总体上涉及开关，以及更具体地涉及具有增强的开关激活判定的接近开关。

背景技术

机动车辆通常配备有各种用户可促动的开关，比如用于操作包括电动车窗、前照灯、挡风玻璃雨刮器、玻璃天窗或天窗、车内灯、无线电广播和娱乐信息装置、以及各种其他装置的装置的开关。通常，需要由使用者促动这些类型的开关，以便激活或禁用装置或执行某些类型的控制功能。比如电容开关这样的接近开关采用一个或多个接近传感器以生成感测激活场并且感测指示通常由使用者的手指非常接近或接触传感器引起的开关的使用者促动的激活场的变化。电容开关通常配置成基于感测激活场与阈值的比较来检测开关的使用者促动。

开关总成经常采用彼此非常接近的多个电容开关并且通常需要使用者选择单个所需的电容开关以执行预期操作。在比如在汽车中使用这样的某些应用中，由于驾驶员注意力分散，车辆的驾驶员查看开关的能力受限。在这样的应用中，允许使用者探索用于特定按钮的开关总成同时避免开关激活的过早判定是可取的。因此，辨别使用者是打算激活开关、或在专注于比如驾驶这样的较高优先级任务的同时仅探索特定的开关按钮、或没有打算激活开关是可取的。

可以使用薄膜技术制造电容开关，在薄膜技术中，印刷并且固化与溶剂混合的导电油墨以实现电路布局。电容开关可以不利地受到凝结液滴的影响。例如，当湿度变化时，凝结液滴的变化可以改变电容信号。凝结液滴的变化可足以触发错误的激活。

因此，提供提高通过比如车辆的驾驶员这样的个人的接近开关的使用的接近开关布置是可取的。提供减少或阻止由归因于凝结液滴事件的错误激活的接近开关布置是更可取的。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种调谐接近传感器的方法。方法包括用接近传感器生成激活场和响应于激活场生成信号的步骤。方法也包括检测与信号有关的噪声和基于检测到的噪声调节参数的步骤，其中参数用于检测接近状态。

根据本发明的另一方面，提供一种接近传感器总成。接近传感器总成包括提供激活场并且生成信号的接近传感器。接近传感器总成还包括响应于激活场生成信号、检测与信号有关的噪声和基于检测到的噪声调节参数的控制电路，其中参数用于检测接近状态。

通过研究下述说明书、权利要求和附图，本发明的这些和其它方面、目的和特征将被本领域技术人员所理解和领会。

附图说明

在附图中：

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

图2是图1中所示的顶置控制台和接近开关总成的放大视图；

图3是通过图2中的线III-III取得的放大截面图，其表明相对于使用者的手指的接近开关的阵列；

图4是图3中所示的每个电容开关中采用的电容传感器的示意图；

图5是说明根据一个实施例的接近开关总成的方框图；

图6是说明关于与电容传感器有关的一个通道的信号计数的曲线图，其表明激活运动曲线；

图7是说明关于与电容传感器有关的两个通道的信号计数的曲线图，其表明滑动探索/搜索运动曲线；

图8是说明关于与电容传感器有关的信号通道的信号计数的曲线图，其表明缓慢激活运动曲线；

图9是说明关于与电容传感器有关的两个通道的信号计数的曲线图，其表明快速滑动探索/搜索运动曲线；

图10是说明根据一个实施例的关于与在探索/搜索模式下的电容传感器有关的三个通道的信号计数的曲线图，其说明在峰值时的稳定按压激活；

图11是说明根据另一个实施例的关于与在探索/搜索模式下的电容传感器有关的三个通道的信号计数的曲线图，其说明在信号下降到低于峰值时的稳定按压激活；

图12是说明根据另一实施例的关于与在探索/搜索模式下的电容传感器有关的三个通道的信号计数的曲线图，其说明在小键盘上的增加的稳定压力以激活开关；

图13是说明根据另一实施例的关于与在探索模式下的电容传感器以及基于增加的稳定压力的小键盘的选择有关的三个通道的信号计数的曲线图；

图14是说明根据一个实施例的用状态机实施的电容开关总成的五种状态的状态图；

图15是说明根据一个实施例的用于执行激活开关总成的开关的方法的程序的流程图；

图16是说明开关激活和开关释放的进程的流程图；

图17是说明用于在无开关和开关活动状态之间切换的逻辑的流程图；

图18是说明用于从开关活动状态切换至无开关或开关阈值状态的逻辑的流程图；

图19是说明用于在开关阈值和开关搜索状态之间切换的程序的流程图；

图20是说明实施开关搜索状态的虚拟按钮方法的流程图；

图21是说明关于与经历凝结液滴影响的电容传感器有关的信号通道的信号计数的曲线图；

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

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

图24是说明根据一个实施例的用于快速再校准信号计数的即时再校准程序的流程图；

图25是说明根据一个实施例的用于向信号计数提供持续的漂移补偿的实时校准程序的流程图；

图26A和26B是说明关于多个信号通道的信号计数的一个示例的曲线图，其表明利用即时再校准程序的即时正再校准；

图27A和27B是说明关于多个通道的另一示例的曲线图，其说明利用即时再校准程序的负再校准；

图28是说明根据一个实施例的具有不同水平的噪声和调节或调谐的阈值水平的信号通道的曲线图；

图29是说明根据一个实施例的具有噪声和在多个区域内确定的噪声的局部区域估计值的信号的曲线图；

图30是说明根据一个实施例的基于噪声估计值来调谐接近传感器的方法的流程图；

图31是说明确定用于调谐接近传感器的局部噪声区域估计值的方法的流程图；

图32是说明基于供调谐接近传感器使用的局部噪声区域估计值来估计噪声的方法的流程图。

具体实施方式

按照规定，在此公开本发明的具体实施例；然而，应当理解，公开的实施例仅为本发明的示例性实施例，其可以以各种和替代的形式体现。附图不一定是详细设计；某些示意图可以放大或缩小以显示功能概述。因此，本发明公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅是作为教导本领域技术人员不同地使用本发明的典型基础。

参考图1和2，总体上说明根据一个实施例的具有乘客舱和采用多个接近开关22的开关总成20的机动车辆10的内部，接近开关22具有开关激活监控和判定以及开关校准。车辆10通常包括装配在车辆乘客舱顶部的车顶或天花板下侧的顶棚上的顶置控制台12，其通常在前排乘客座位区上方。根据一个实施例，开关总成20具有在顶置控制台12上彼此接近设置的多个接近开关22。各种接近开关22可以控制若干车辆装置和功能中的任何一个，比如控制天窗或玻璃天窗16的运动、控制天窗遮阳板18的运动、控制比如内部地图/阅读灯和顶灯30这样的一个或多个照明装置的激活，以及控制各种其他装置和功能。然而，应该领会的是，接近开关22可以位于车辆10的其他位置，比如位于仪表板中、位于集成到用于例如导航和/或音频显示器这样的无线电广播或信息娱乐***的触屏显示器14中的比如中央控制台这样的其他控制台上、或根据不同的车辆应用位于车辆10内的其他位置。

根据一个实施例，接近开关22在此表示和描述为电容开关。每个接近开关22包括至少一个接近传感器，接近传感器提供感测激活场以感测相对于一个或多个接近传感器的使用者的接触或紧密接近(例如在1毫米之内)，比如通过使用者的手指的滑动动作。因此，在示例性实施例中的每个接近开关22的感测激活场是电容电场，并且，对本领域技术人员应该显而易见的是，使用者的手指具有导电性和介电性能，其引起感测激活场中的变化或扰动。然而，本领域技术人员应该领会的是，也可以使用另外或替代类型的接近传感器，例如但不限于，感应传感器、光学传感器、温度传感器、电阻式传感器等等、或其组合。2009年4月9日的触摸传感器设计指南(Touch Sensors Design Guide)，10620D-AT42-04/09，中描述了示例性接近传感器，该参考文献的全部内容通过引用并入于此。

图1和2中所示的接近开关22各自提供对车辆组件或装置的控制，或者提供指定的控制功能。一个或多个接近开关22可以专用于控制天窗或玻璃天窗16的运动，以便基于控制算法促使玻璃天窗16在打开或关闭的方向上移动、使玻璃天窗倾斜或停止玻璃天窗的移动。一个或多个其他接近开关22可以专用于控制玻璃天窗遮阳板18在打开和关闭位置之间的运动。玻璃天窗16和遮阳板18每个可以响应于相应的接近开关22的促动而由电动机促动。其他接近开关22可以专用于控制其他装置，例如打开内部地图/阅读灯30、关闭内部地图/阅读灯30、打开或关闭顶灯、解锁行李箱、打开后车门、或者消除门灯开关。通过接近开关22的其他控制可以包括促动车门电动窗上升和下降。通过本发明所描述的接近传感器22可以控制各种其他车辆控制装置。

参考图3，说明具有在开关总成20的使用期间相对于使用者的手指34的彼此紧密相关的三个串联设置的接近开关22的阵列的接近开关总成20的一部分。每个接近开关22包括一个或多个用于生成感测激活场的接近传感器24。根据一个实施例，可以通过将导电油墨印刷在聚合物顶置控制台12的上表面来形成每个接近传感器24。图4中示出了总体上具有驱动电极26和接收电极28的印刷油墨接近传感器24的一个示例，驱动电极26和接收电极28各自具有用于生成电容电场32的交叉指状部。应该领会的是，可以以其他方式制成每个接近传感器24，比如，根据另外的实施例，通过将预制的导电电路跟踪装配到基板上制成每个接近传感器24。驱动电极26接收以电压V_I施加的方波驱动脉冲。接收电极28具有用于生成输出电压V_O的输出。应该领会的是，可以将电极26和28设置为各种其他结构，以生成如激活场32的电容电场。

在此处示出和描述的实施例中，向每个接近传感器24的驱动电极26施加作为方波脉冲的电压输入V_I，方波脉冲具有足以将接收电极28充电为所需电压的充电脉冲周期。因此接收电极28用作测量电极。在所示的实施例中，相邻的接近开关22生成的相邻感测激活场32轻微重叠，然而，根据其他的实施例，可以不存在重叠。当比如使用者的手指34这样的使用者或者操作者进入激活场32时，接近开关总成20检测由至激活场32的手指34造成的扰动，并且确定扰动是否足以激活相应的接近开关22。通过处理与相应的信号通道有关的充电脉冲信号，检测激活场32的扰动。当使用者的手指34接触两个激活场32时，接近开关总成20通过单独的信号通道检测两个接触的激活场32的扰动。每个接近开关22具有其自身专用的生成充电脉冲计数的信号通道，如在此所讨论地处理充电脉冲计数。

参考图5，根据一个实施例说明接近开关总成20。显示多个接近传感器24向比如微控制器这样的控制器40提供输入。控制器40可以包括比如微处理器42和存储器48这样的控制电路。控制电路可以包括感测控制电路，感测控制电路通过将激活场信号与依照一个或多个控制程序的一个或多个阈值相比较来处理每个传感器22的激活场以感测相应开关的使用者激活。应该领会的是，其他模拟和/或数字控制电路也可以用于处理每个激活场，判定使用者激活，并且发起动作。根据一个实施例，控制器40可以采用可用的QMatrix采集法(QMatrix acquisition method)。ATMEL采集法采用主机C/C++编译器和调试程序WinAVR以简化开发和鹰眼实用程序的测试，鹰眼实用程序允许实时监控软件中关键变量的内部状态以及收集用于后处理的数据日志。

控制器40向一个或多个装置提供输出信号，一个或多个装置配置为响应于接近开关的正确激活来执行专门动作。例如，一个或多个装置可以包括具有使玻璃天窗面板在打开和关闭位置以及倾斜位置之间移动的电动机的玻璃天窗16、在打开和关闭位置之间移动的玻璃天窗遮阳板18以及可以打开和关闭的照明装置30。可以控制比如用于执行打开和关闭功能、音量控制、扫描的无线电接收装置以及用于执行其他专用功能的其他类型的装置这样的其他装置。接近开关22中的一个可以专用于促动玻璃天窗关闭，另一接近开关22可以专用于促动玻璃天窗打开，以及另一开关22可以专用于促动玻璃天窗至倾斜位置，所有接近开关都会使电动机将玻璃天窗移动到所需位置。玻璃天窗遮阳板18可以响应于一个接近开关22而打开，并且可以响应于另一个接近开关22而关闭。

控制器40进一步显示为具有耦接至微处理器42的模拟-数字(A/D)比较器44。A/D比较器44接收来自每个接近开关22的电压输出V_O，将模拟信号转换为数字信号，并且将数字信号提供给微处理器42。此外，控制器40包括耦接到微处理器42的脉冲计数器46。脉冲计数器46对施加到每个接近传感器的每个驱动电极的充电信号脉冲进行计数，执行所需脉冲的计数以给电容器充电直到电压输出V_O达到预定电压，并将计数提供到微处理器42。脉冲计数是相应的电容传感器的电容变化的指示。控制器40进一步显示为与脉冲宽度调制驱动缓冲器(pulse width modulated drive buffer)15通信。控制器40向脉冲宽度调制驱动缓冲器15提供脉冲宽度调制信号，以生成施加到每个接近传感器/开关22的每个驱动电极的方波脉冲序列V_I。控制器40处理储存在存储器48中的一个或多个控制程序100，以监控并作出关于接近开关中的一个的激活的判定。控制程序可以包括用于执行使用速率监控激活接近开关的方法以减少或消除由凝结液滴引起的不利影响的程序。控制器40进一步地处理储存在存储器48中的校准程序400和500以校准和再校准信号计数以进一步地减少或消除由凝结液滴引起的不利影响。根据一个实施例，校准程序可以包括即时再校准程序400和实时校准程序500，其可以视为单独的校准模块。当存在凝结液滴的不利影响时，校准程序快速地校准与接近开关有关的信号以快速地允许归因于最小开关锁定的接近开关的延迟激活。

在图6-13中，根据各种示例说明传感器充电脉冲计数的变化显示为关于与比如图3中所示的三个开关22这样的多个接近开关22有关的多个信号通道的Δ传感器计数(ΔSensor Count)。传感器充电脉冲计数的变化是无任何手指或其他物体出现在激活场中时的初始参考计数值与相应传感器读数之间的差值。在这些示例中，当使用者的手指移动通过开关阵列时，使用者的手指进入与三个接近开关22中的每一个有关的激活场32，一般一次一个感测开启场具有在相邻的激活场32之间的重叠。通道1是与第一电容传感器24有关的传感器充电脉冲计数的变化(Δ)，通道2是与相邻的第二电容传感器24有关的传感器充电脉冲计数的变化，以及通道3是与邻接第二电容传感器的第三电容传感器24有关的传感器充电脉冲计数的变化。在公开的实施例中，接近传感器24是电容传感器。当使用者的手指接触或紧密接近传感器24时，手指改变相应传感器24处测量的电容。电容平行于未接触的传感器小键盘寄生电容(sensor pad parasitic capacitance)，并且因此，测量值作为偏移量。使用者或者操作者感应的电容与使用者手指或者其他身体部分的介电常数、暴露于电容小键盘的表面成正比，并且与使用者肢体至开关按钮的距离成反比。根据一个实施例，通过脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)电子设备，使用一系列电压脉冲激发每个传感器，直到将传感器充电至设置的电势。这样的采集方法将接收电极28充电至已知电势。重复此循环，直到通过测量电容的电压达到预定电压。将使用者的手指置于开关24的接触表面，引入增加每个循环所传递的电荷量的外部电容，从而减少测量电容达到预定电压所需的循环总数。使用者的手指引起传感器充电脉冲计数的变化增加，因为这个值是基于初始参考计数减去传感器读数。

当手——尤其手指——紧密接近接近传感器22时，接近开关总成20能够识别使用者的手部移动，以辨别使用者的意图是激活开关22，在专注于比如驾驶这样的较高优先级任务的同时探索特定的开关按钮、或是比如调整后视镜这样的与接近开关22的促动无关的任务的结果。接近开关总成20可以在探索或搜索模式下运行，其使使用者能够通过在没有触发开关的激活的情况下将手指紧密接近地经过或滑动经过开关来探索键盘或按钮直到确定使用者的意图。接近开关总成20监控响应于激活场而生成的信号的振幅，确定生成信号的差分变化，并且当差分信号超出阈值时生成激活输出。因此，允许对接近开关总成20的探索，使得使用者可以用他们的手指自由地探索开关界面小键盘而不会无意触发事件，界面的响应时间迅速，当手指接触表面面板时发生激活，并且防止或减少开关的无意激活。

参考图6，当使用者的手指34接近与信号通道1有关的开关22时，手指34进入与传感器24有关的激活场32，这引起电容的扰动，从而引起传感器计数增加，如具有典型激活运动曲线的信号50A所示。根据一个实施例，可以使用入口斜坡斜率法确定操作者是否打算按下按钮或者探索界面，其基于通道1信号的信号50A中的入口斜坡的斜率，即信号50A穿过活动电平(LVL_ACTIVE)计数的点52上升到信号50A穿过阈值电平(LVL_THRESHOLD)计数的点54之间的斜率。入口斜坡的斜率是点52与54之间的生成的信号的差分变化，其发生在时间t_th和t_ac之间的时间周期期间。因为通常只有当检测到手套存在时计数器阈值电平—活动电平才变化，否则为常数，所以斜率刚好可以计算为从活动电平达到阈值电平所经过的时间，简称t_{active2threshold}，其为时间t_th和t_ac之间的差值。直接推动开关小键盘通常发生在约40到60毫秒范围内的时间周期内，称为t_directpush。如果时间t_{active2threshold}少于或者等于直接推动时间t_directpush，那么判定发生开关的激活。否则，判定开关在探索模式。

根据另一实施例，入口斜坡的斜率可以计算为点52处的时间t_ac与在点56处达到峰值计数值的时间t_pk的时间差值，称为t_active2peak。时间t_active2peak可以与简称为t_{direct_push_pk}的直接推动峰值相比较，根据一个实施例，t_{direct_push_pk}可以具有100毫秒的值。如果时间t_active2peak少于或者等于t_{direct_push_pk}，则判定发生开关的激活。否则，开关总成在探索模式下操作。

在图6中所示的示例中，显示通道1信号随电容扰动增加而增强，迅速从点52处上升到点56处的峰值。接近开关总成20将入口斜坡斜率判定为信号从第一阈值点52上升到或者点54处的第二阈值或者点56处的峰值阈值的或者时间周期t_{active2threshold}或者t_active2peak。然后将生成信号中的斜率或者差分变化用于与典型直接推动阈值t_{direct_push}或t_{direct_push_pk}比较，以判定接近开关的激活。具体地，当时间t_active2peak小于t_{direct_push}或者t_{active2threshold}小于t_{direct_push}时，判定开关的激活。否则，开关总成保持在探索模式。

参考图7，经过两个开关滑动/探索运动的一个示例说明为手指通过或者滑动经过两个相邻的接近传感器的激活场，其显示为标记为50A的信号通道1和标记为50B的信号通道2。当使用者的手指接近第一开关时，手指进入与第一开关传感器有关的激活场，引起信号50A的传感器计数变化以较慢速度上升，使得判定生成信号中的减少的差分变化。在这个示例中，信号通道1的曲线在不小于或者等于t_{direct_push}的时间t_active2peak经历了变化，从而导致进入搜索或探索模式。根据一个实施例，因为t_{active2threshold}指示生成信号的缓慢差分变化，所以不发起开关按钮的激活。根据另一个实施例，因为时间t_active2peak不少于或者等于t_{direct_push_pk}，指示生成信号中的缓慢差分变化，根据另一实例，不发起激活。标记为50B的第二信号通道显示为在过渡点58处成为最大信号，并且，其Δ传感器计数有上升的变化，且信号中的差分变化类似于信号50A的差分变化。因此，第一和第二通道50A和50B反映手指在探索模式下经过两个电容传感器的滑动动作，结果是不激活任何一个开关。在接近开关的电容电平达到信号峰值时，使用时间周期t_{active2threshold}或t_active2peak，可以作出激活或者不激活接近开关的判定。

对于比如图8中所示的缓慢直接推动动作，可以采用额外处理以确保不是有意激活。如图8中可以看出，标示为信号50A的信号通道1显示在时间周期t_{active2threshold}或t_active2peak期间都更加缓慢地上升，这将导致进入探索模式。当检测到这样的滑动/探索状态时，同时时间t_{active2threshold}大于t_{direct_push}，如果通道失效，其条件是第一信号通道进入探索模式，并且在其电容下降到低于点60处的LVL_KEYUP_Threshold时，其仍然为最大通道(具有最高强度的通道)，则发起开关的激活。

参考图9，其说明使用者的手指经过接近开关总成的快速动作，同时无开关的激活。在此示例中，对于分别由线50A和50B表示的通道1和2两者，检测到关于通道1和2的生成信号的相对大的差分变化。开关总成采用延迟时间周期来推迟激活判定直到过渡点58，在过渡点58，第二信号通道50B上升到高于第一信号通道50A。根据一个实施例，可以将时间延迟设置为等于时间阈值t_{direct_push_pk}。因此，通过在判定开关的激活之前采用延迟时间周期，接近键盘非常快的探索防止了开关的无意激活。在响应中引入时间延迟可以使界面较不敏感，并且在操作者的手指运动实质上均匀时可以更好地工作。

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

允许操作者进入探索模式的另一种方式是，使用与专用的接近开关有关的开关面板表面上的一个或者多个适当标记和/或有纹理的区域或小键盘，专用的接近开关具有向接近开关总成发送操作者盲目探索意图的信号的功能。一个或多个探索接合小键盘可以位于易于接触到并且不大可能利用其他信号通道产生活动的位置。根据另一个实施例，可以采用围绕整个开关界面的未标记的更大探索接合小键盘。当操作者的手滑动经过顶置控制台上的饰边寻找标志物——从该标志物开始对接近开关总成的盲目探索——时，很可能会首先触碰到这样的探索小键盘。

一俟接近传感器总成判定传感器计数变化的增加是开关激活或者是探索动作的结果，总成就继续判定在接近开关的激活中是否应该终止以及如何终止探索动作。根据一个实施例，接近开关总成搜寻对开关按钮的稳定按压持续最少预定时间量。在一个特定的实施例中，预定时间量等于或者大于50毫秒，更优选为约80毫秒。图10-13中说明采用稳定时间法的开关总成操作的示例。

参考图10，说明对对应于分别标记为信号50A-50C的信号通道1-3的三个接近开关的探索，同时手指在探索模式下滑动经过第一和第二开关，然后激活与信号通道3有关的第三开关。当手指探索与通道1和2有关的第一和第二开关时，由于线50A和50B上无稳定信号，判定不激活。关于通道1的线50A上的信号以最大信号值开始，直到线50B上的通道2成为最大值，并且最后通道3成为最大值。显示信号通道3在峰值附近具有传感器计数的稳定变化持续比如80毫秒这样的足够长时间周期t_stable，时间周期t_stable足以发起相应接近开关的激活。当已经满足电平阈值激发条件并且已经达到峰值时，稳定电平法在开关上的电平被限定在一狭窄范围内持续至少时间周期t_stable之后激活开关。这容许操作者探索不同的接近开关，并且，一俟发现使用者的手指保持在邻接开关的位置持续一稳定时间周期t_stable，就激活所需的开关。

参考图11，其说明稳定电平法的另一实施例，在该实施例中，线50C上的第三信号通道具有在信号下降中具有稳定状态的传感器计数变化。在此示例中，关于第三通道的传感器计数变化超出阈值电平，并且具有关于时间周期t_stable检测的稳定按压，因此判定第三开关激活。

如图12和13中所示，根据另一实施例，接近开关总成可以采用虚拟按钮法，其搜寻在探索模式时传感器计数变化的初始峰值，在该初始峰值后跟随着传感器计数变化的额外持续上升，以此作出激活开关的判定。在图12中，线50C上的第三信号通道上升到初始峰值，然后进一步上升传感器计数变化C_vb。这等同于当使用者的手指滑动经过开关总成时轻轻擦到开关总成表面，接触到所需的按钮，然后在虚拟机械开关上按下，使得使用者的手指按在开关接触表面上，并且增加使用者手指靠近开关的体积量。当指尖挤压在小键盘表面时，增加的指尖表面引起电容的增加。增加的电容会在图12中所示的峰值的检测之后立刻发生，或者可以如图13中所示地在传感器计数变化下降之后发生。接近开关总成检测初始峰值，该初始峰值后跟随着处于稳定电平或稳定时间周期t_stable的表示为电容C_vb的传感器计数的进一步上升的变化。检测的稳定电平总体上意味着无传感器计数值无噪声(sensor countvalue absent noise)的变化，或者小的传感器计数值无噪声的变化，其可以在校准过程中预先确定。

应该领会的是，较短的时间周期t_stable会导致意外激活，尤其是在手指运动方向反转之后，并且较长的时间周期t_stable会导致较不敏感的界面。

还应该领会的是，可以同时使用稳定值法和虚拟按钮法。在这种情况下，由于操作者可以始终用虚拟按钮法触发按钮而不必等待稳定按压时间结束，因此可以将稳定时间t_stable可以放宽至更长，例如1秒。

接近开关总成可以进一步采用稳健噪声抑制(robust noise rejection)来防止扰人的意外促动。例如，利用顶置控制台，应该避免意外打开和关闭玻璃天窗。过多的噪声抑制最终会拒绝应该被避免的有意的激活。一种抑制噪声的方法是检查多个相邻通道是否同时报告触发事件，并且如果是，则选择具有最高信号的信号通道并且激活它，从而忽略所有其他信号通道直到释放选择的信号通道。

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

dac参数可以由以下方程定义：

根据dac，对于未被拒绝的识别激活，通常必须清空通道，即特征参数必须高于预定义的阈值。在一个实施例中，α_dac＝1＝0.4并且α_dac＝2＝0.67。根据一个实施例，如果dac大于2，则拒绝激活。

当在曲线的下降阶段做出激活或者不激活开关的判定时，于是可使用替代max_channel及sum_channel的他们的峰值peak_max_channel及peak_sum_channel来计算特征参数。特征参数可以具有以下方程：

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

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

接近开关总成20的状态根据感测信号的检测和处理而改变。当处于SW_NONE状态70时，在通过一个或者多个传感器检测到某些活动时，***20可以前进到SW_ACTIVE状态72。如果检测到足以保证激活、搜索或者偶然动作的活动，则***20可以直接进入SW_THRESHOLD状态74。当处于SW_THRESHOLD状态74时，***20在检测到指示探索的模式时可以进入SW_HUNTING状态76，或者***20可以直接进入SWITCH_ACTIVATED状态78。在开关激活在SW_HUNTING状态时，可以检测到开关的激活以变到SWITCH_ACTIVATED状态78。如果拒绝信号并且检测到无意动作时，则***20可以返回到SW_NONE状态70。

参考图15，其表明根据一个实施例的监控和判定何时用接近开关布置生成激活输出的主方法100。方法100开始于步骤102，然后前进到步骤104执行初始校准，初始校准可以执行一次。在步骤106，通过从原始数据中减去参考值，从原始通道数据和校准参考值计算校准的信号通道值。然后，在步骤108，从所有信号通道传感器读数计算称为max_channel的最高计数值以及称为sum_channel的所有通道传感器读数的总和。此外，确定活动通道的数目。在步骤110，方法100计算max_channel和sum_channel的最近范围，以随后判定动作是否在进行中。

步骤110之后，方法100前进到判定步骤112，以判定是否任何一个开关活动。如果无开关活动，则方法100前进到步骤114以执行在线实时校准，然后前进到步骤115以处理即时再校准。即时再校准可以用于在启动时快速地初始化和校准接近开关并且当信号卡的或者高或者低时即刻再校准信号计数。这包括立即正再校准和立即负再校准。程序实时校准步骤114提供较慢的持续漂移补偿以提供连续的漂移补偿，其可以包括超快的漂移补偿、漂移补偿锁定和无双重补偿处理。否则，方法116在步骤116处理开关释放。因此，如果开关已经活动，那么方法100前进到一模块，在此等待并锁定所有活动直到其释放。

实时校准之后，方法100前进到判定步骤118，以判定是否有指示最近激活的任何通道锁定，并且如果是，则前进到步骤120以降低通道锁定计时器(channel lockouttimer)。如果未检测到通道锁定，则方法100前进到判定步骤122以寻找新的max_channel。如果当前max_channel已经改变，使得有新的max_channel，则方法100前进到步骤124以重新设置max_channel、计算范围的总和并且设置阈值电平。因此，如果确定新的max_channel，则方法重新设置最近的信号范围，并且，如果需要，更新搜索/探索参数。如果switch_status(开关状态)小于SW_ACTIVE，则将搜索/探索标志(hunting/explorationflag)设置为等于true(真值)(hunting/exploration_on＝true)，并且，将开关状态设置为等于SW_NONE。此外，在步骤124中重新设置速率标志。步骤124之后，程序100前进到步骤131以更新速率标志。当监控的比如平均变化率这样的Δ信号计数的变化率超过有效激活率时，速率标志启动开关的激活，从而防止归因于凝结液滴变化的错误激活。当设置速率标志时，允许开关的激活。当不设置速率标志时，防止开关的激活。

如果当前max_channel未改变，则方法100前进到步骤126以处理max_channel赤裸(无手套)手指状态。这可以包括处理如图14的状态图中所示的不同状态之间的逻辑。步骤126之后，方法100前进到判定步骤128以判定是否有任何开关活动。如果未检测到开关激活，则方法100前进到步骤130以检测使用者的手上的可能手套的存在。可以基于电容计数值减少的变化来检测手套的存在。然后方法100前进到步骤131以更新速率标志，然后前进到步骤132以更新max_channel和sum_channel的既往史。然后，在步骤136处终止之前，在步骤134将活动开关指数(index of the active switch)——如果有的话——输出到软件硬件模块。

当开关活动时，激活图16中示出的处理开关释放程序。处理开关释放程序116开始于步骤140，然后前进到判定步骤142以判定活动通道是否少于LVL_RELEASE，并且如果是，在步骤152结束。如果活动通道少于LVL_RELEASE，则程序116前进到判定步骤144以判定LVL_DELTA_THRESHOLD是否大于0，并且如果为否，若信号较强，则前进到步骤146提高阈值电平。这可以通过降低LVL_DELTA_THRESHOLD来实现。步骤146还设置阈值、释放电平和活动电平。然后程序116前进到步骤148以重新设置用于长期稳定信号搜索/探索参数的通道最大及总和历史计时器。在步骤152处终止之前，在步骤150将开关状态设置为等于SW_NONE。为了退出处理开关释放模块，活动通道的信号必须下降到低于LVL_RELEASE，LVL_RELEASE是自适应阈值，当检测到手套互动时，该自适应阈值将改变。当开关按钮释放时，重新设置所有内部参数，并且开启锁定计时器，以便在比如100毫秒这样的特定等待时间消逝之前，阻止进一步激活。此外，根据手套的出现与否调节阈值电平。

参考图17，说明根据一个实施例的用于判定状态从SW_NONE状态改变为SW_ACTIVE状态的程序200。程序200开始于步骤202以处理SW_NONE状态，然后前进到判定步骤204以判定max_channel是否大于LVL_ACTIVE。如果max_channel大于LVL_ACTIVE，则接近开关总成改变状态，从SW_NONE状态改变为SW_ACTIVE状态，并且在步骤210结束。如果max_channel不大于LVL_ACTIVE，则在步骤210处终止以前，程序200在步骤208检查是否重新设置搜索标志。因此，当max_channel触发上述LVL_ACTIVE时，状态从SW_NONE状态改变为SW_ACTIVE状态。如果通道保持低于这个电平，则经过一定的等待时间后，如果设置了搜索标记，则搜索标记被重新设置为无搜索，这是离开搜索模式的方法之一。

参考图18，说明根据一个实施例的处理状态从SW_ACTIVE状态改变为SW_THRESHOLD状态或者SW_NONE状态的方法220。方法220开始于步骤222，并前进到判定步骤224。如果max_channel不大于LVL_THRESHOLD，则方法220前进到步骤226以判定max_channel是否小于LVL_ACTIVE，并且如果是，前进到步骤228，将开关状态改变为SW_NONE。因此，当max_channel信号降低到LVL_ACTIVE以下时，状态机的状态从SW_ACTIVE状态移动到SW_NONE状态。还可以从LVL_ACTIVE中减去Δ值，以引入某些滞后。如果max_channel大于LVL_THRESHOLD，则程序220前进到判定步骤230，以判断是否已经检测到最近的阈值事件或手套，并且如果是，在步骤232将对标志的搜索设置为等于真(true)。在步骤236处终止之前，方法220在步骤234将状态转换为SW_THRESHOLD状态。因此，如果max_channel触发上述LVL_THRESHOLD，则状态改变为SW_THRESHOLD状态。如果检测到手套，或者最近检测到未引起激活的先前阈值事件，则可以自动进入搜索/探索模式。

参考图19，说明根据一个实施例的从SW_THRESHOLD状态判定开关激活的方法240。方法240开始于步骤242以处理SW_THRESHOLD状态，并前进到判定框244，以判定信号是否稳定或者信号通道是否处于峰值，并且如果否，在步骤256终止。如果信号稳定或者信号通道处于峰值，则方法240前进到判定步骤246以判定搜索或探索模式是否活动，并且如果是，则跳到步骤250。如果搜索或者探索模式不活动，则方法240前进到判定步骤248，以判定信号通道是否清晰并且快速活动是否大于阈值，并且如果是，前进到步骤249以判定是否设置速率标志，并且如果是，在步骤250将switch_active设置为等于maximum_channel。如果信号通道不清晰并且快速活动没有大于阈值，则方法240直接前进到步骤252。同样，如果未设速率标志，则方法240直接前进到步骤252。在判定框252，方法240判定是否存在开关活动，并且如果是，则在步骤256处终止。如果无开关活动，则方法240前进到步骤254，以在步骤256处终止之前将搜索变量SWITCH_STATUS初始化设置为等于SWITCH_HUNTING(SW_EXPLORATION/HUNTING)，且将PEAK_MAX_BASE初始化设置为等于MAX_CHANNELS。

在SW_THRESHOLD状态中，不进行判定，直到检测到MAX_CHANNEL的峰值。检测到峰值的条件是信号方向的反转，或者MAX_CHANNEL和SUM_CHANNEL在比如60毫秒这样的至少一定时间周期内都保持稳定(限定在一范围内)。一俟检测到峰值，则检查搜索标志。如果搜索模式关闭，则应用入口斜坡斜率法。如果SW_ACTIVE到SW_THRESHOLD少于比如16毫秒这样的阈值，并且噪声抑制法的特征指示其是有效触发事件，则前进到步骤249，否则跳到步骤252。在步骤249，如果设置速率标志，则状态改变为SWITCH_ACTIVE，并且程序移动到PROCESS_SWITCH_RELEASE模块，否则将搜索标志设置为等于true。如果采用延迟激活法而不是立即激活开关，则状态转变为SW_DELAYED_ACTIVATION，其中强制执行延迟，在延迟结束时，如果当前MAX_CHANNEL指数未改变，则激活按钮。

参考图20，说明根据一个实施例的实施SW_HUNTING状态的虚拟按钮法。方法260开始于步骤262以处理SW_HUNTING状态，并且前进到判定步骤264以判定MAX_CHANNEL是否已经下降到低于LVL_KEYUP_THRESHOLD，并且如果是，则在步骤272将MAX_PEAK_BASE(最大峰值基数)设置为等于MIN(MAX_PEAK_BASE，MAX_CHANNEL)。如果MAX_CHANNEL已经下降到低于LVL_KEYUP_THRESHOLD，则方法260前进到步骤266以采用第一通道触发搜索法来检查该事件是否应当触发按钮激活。这取决于判定是否横穿第一且唯一的通道并且信号是否清晰。如果是，方法260前进到判定步骤269以确定是否设置速率标志，并且如果是，在步骤270将switch_equal设置为等于maximum_channel，并且在步骤271设置跳过校准标志，并且在步骤282处终止之前，在步骤273将跳过校准计时器设置为等于NS。如果速率标志未设置，则方法260在步骤282结束。如果未横穿第一且唯一的通道或如果信号不清晰，则方法260前进到步骤268以放弃并且判定无意促动，并且在步骤282处终止之前将SWITCH_STATUS设置为等于SW_NONE状态。

步骤272之后，方法260前进到判定步骤274以判定是否选中(clicked)通道。这可以通过MAX_CHANNEL是否大于MAX_PEAK_BASE加上Δ值(delta)来判定。如果已选中通道，则方法260前进到判定步骤276以判定信号是否稳定且清晰，并且如果是，前进到判定步骤279以判定是否设置速率标志，并且如果是，在步骤282处终止之前，在步骤280将开关活动状态设置到最大通道。如果未选中通道，则方法260前进到判定步骤278以查看信号是否长、稳定、并且清晰，并且如果是，则前进到判定步骤279以则确定是否设置速率标志，并且如果是，前进到步骤280以将switch_active设置为等于maximum_channel，在步骤271设置跳过校准步骤，在步骤273将跳过校准计时器设置为等于NS，然后在步骤282处终止。如果未设置速率标志，则方法260在步骤282处终止。

因此，接近开关监控和判定程序有益地判定接近开关的激活。程序有益地允许使用者探索接近开关小键盘，这在机动车辆应用中会是特别有用的，可以避免驾驶者注意力分散。

可以使用薄膜技术制造接近传感器，薄膜技术可以包括印刷与溶剂混合的导电油墨以实现所需的电路布局。印刷油墨可以形成薄板，其在固化过程中使用收集的热和光/热选通以移除溶剂而固化。现有固化过程中的变化可以导致残余溶剂留在电气出线中，这可以导致对温度和湿度变化敏感的传感器。当凝结液滴在接近传感器上形成时，原始电容信号和Δ信号计数会变化。凝结液滴形成可以发生在车辆中，例如，当在打开除霜装置之前在暴雨中驾驶时或当在炎热、潮湿的夏日进入车辆时，并且HVAC风扇将湿气吹到开关上。同样，当凝结液滴干涸时，原始电容信号和Δ信号计数会以相反的方向变化。图21表明在凝结液滴变化期间的Δ信号计数变化的一个示例。显示信号50由于变化的凝结液滴而在数值增加，比如凝结液滴的减少，如果信号50达到特定的阈值，其可以触发错误的激活事件。当凝结液增加时，其也可以导致错误的激活事件的触发，Δ传感器计数信号50同样可以减少。为了补偿凝结液滴并且防止或减少错误激活，接近开关总成20和方法100采用速率监控程序以根据错误的凝结液滴事件判定有效的开关激活，并且也采用一个或多个校准程序以使比如由凝结液滴变化所引起的那些不利影响减到最少。

参考图22，说明在潜在的开关激活期间并且具有使用连续获得的信号样本的特定信号采样率的Δ信号计数信号50。信号样本包括当前信号样本C₀、先前监控的信号样本C_-1、下一个先前监控的信号样本C_-2、以及下一个先前监控的信号样本C_-3。因此，速率监控程序监控并且采用Δ传感器计数信号50的样本的历史。速率监控程序监控响应于激活场生成的信号的振幅、确定生成信号的变化速率、将变化速率与阈值速率相比较并且基于变化速率超过阈值速率生成输出。生成的输出然后由激活接近传感器的方法采用。在一个实施例中，当在未设置速率标志时设置并且防止接近传感器的激活时，速率标志启用接近传感器的激活。变化速率可以是取得比如样本C₀-C_-3这样的多于两个的信号样品的变化移动平均比率。为了消除或移除来自信号上升估计值的噪声，可以比如通过低通滤波器计算移动平均值以启用传感器的激活并且防止归因于凝结液滴的错误激活来计算移动平均值。通过计算第一计数信号和第二计数信号之间的差值，可以计算移动平均值，其中在包括多于两个样本的时间周期内取得第一和第二计数值。此外，速率监控程序可以判定比如样本C₀和C_-1这样的连续信号样本之间的变化值的增量速率，并且进一步地将变化值的连续速率与步进速率阈值相比较，其中当变化信号的连续速率超过步进速率阈值时，生成激活输出。此外，根据一个实施例，生成信号的变化率可以是比如样本C_-0和C_-1这样的两个连续信号计数之间的差值与快速激活速率的比较。通常已知的是，当由于凝结液滴达到阈值判定值时，凝结液滴将以比通过使用者的激活慢的速率上升，使得较慢速率的激活阻止激活传感器。

速率监控程序300在图23中显示实施为开始于步骤302的更新速率标志程序。程序300前进到判定步骤304以计算当前最大Δ传感器计数值MAX_CH(t)和先前确定的最大Δ传感器计数值MAX_CH(t-3)之间的差值并且判定计算的差值是否大于有效的激活速率。最大Δ传感器计数值之间的差值高于比如在连续采样时间t、t-1、t-2和t-3获得的四个样本C₀-C_-3这样的多个信号样本。同样，差值提供Δ传感器计数的移动平均值。如果移动平均值大于激活速率，则方法300前进到判定步骤306。在判定步骤306，程序300比较连续监控的样本之间的最大Δ传感器计数信号MAX_CH(t)的每个变化增量并且将增量差值与步进速率值相比较。这包括将当前最大通道信号MAX_CH(t)与先前最大通道信号MAX_CH(t-1)相比较以查看差值是否大于步进速率，将先前最大通道信号MAX_CH(t-1)与第二先前最大通道信号MAX_CH(t-2)相比较以查看差值是否大于步进速率，并且将第二先前最大通道信号MAX_CH(t-2)与第三先前最大通道信号MAX_CH(t-3)相比较以查看差值是否大于步进速率值。如果每一个增量信号通道的差值都大于步进速率值，则方法300前进到步骤310以在步骤312处终止之前设置速率标志。如果增量信号通道的任何差值不大于步进速率值，则程序在步骤312处终止。一俟设置速率标志，就启用监控程序以激活传感器输出。速率标志的设置减少或消除可能归因于凝结影响的错误激活。

程序300包括判定步骤308，如果Δ传感器计数值未超过有效激活速率，则实施判定步骤308。判定步骤308将当前最大通道信号MAX_CH(t)与先前最大通道信号MAX_CH(t-1)的差值与有效快速激活速率相比较。如果差值超过有效快速激活速率，则方法300前进到在步骤310处设置速率标志。判定步骤308允许关于来自先前信号样本的当前信号样本的Δ传感器计数的快速增加差值，以启用激活并且忽略先前样本历史。因此，如果两个最近的Δ传感器计数值指示非常快速的速率，则设置速率标志。

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

根据所示的实施例，速率监控程序300监控最大信号通道值并且设置或重新设置用于最大信号通道的速率标志。通过监控最大信号通道，最有可能有激活的信号不断地被监控并且用于启用速率标志以使凝结液滴的影响减到最少。应该领会的是，根据其他实施例，可以监控除了最大信号通道之外的任何信号通道。速率监控程序300设置和重新设置用于最大信号通道的速率标志，然而，根据另一实施例，速率监控程序300设置和重新设置用于除最大信号通道之外的其他信号通道的速率标志。应该进一步领会的是，用于获得Δ计数信号样本的采样速率可以变化。更快的采样速率将提供用于判定激活并且确定凝结液滴的存在的增加的速度。信号监控可以连续，并且噪声过滤可以用于消除噪声。

因此，速率监控程序300监控Δ传感器计数的变化速率并且如果速率是足够值，启用开关的激活。这使归因于凝结液滴和其他潜在影响的错误激活能够避免。从而接近开关总成能够基于正设置的速率标志生成指示开关激活的输出信号并且防止当未设置速率标志时的激活。

速率监控程序有利地减少或消除由凝结液滴引起的错误激活。然而，当信号计数随着凝结液滴事件发生而上升或下降时，接近开关会变得无反应直到持续的漂移补偿将信号计数再次恢复为零。常规的校准程序典型地通常缓慢补偿凝结液滴影响，并且因此导致不适当的时间延迟，在不适当的时间延迟期间接近开关会没有激活并且基本上锁定。为了减少锁定周期，高级的校准程序可以用于再校准用于每个接近开关的Δ传感器计数信号。具有或不具有速率监控程序300的校准程序可以用于有利地使凝结液滴的影响减到最少并且使任何锁定时间减到最少。

根据一个实施例，校准程序包括通过缓慢地使信号计数恢复到预先定义的值来补偿漂移的持续的校准程序，预先定义的值是零值。在校准阶段期间，接近开关总成通常可以锁定并且对通过使用者的触摸无反应，并且因此不能激活一个或多个开关。校准程序进一步地包括即时校准，并且在启动时初始化和校准接近开关并且当信号卡的高或低时即刻再校准Δ传感器计数信号。

即时再校准包括立即正校准和立即负校准。在最大信号通道在比如连续4秒这样的第一时间周期期间高于太高的第一阈值之后并且在最大信号通道达到它的峰值之后，发生立即正再校准。根据一个实施例，所有正的信号通道即刻再校准至比如零值这样的预先定义的值。等待最大信号的峰值防止一种情况，在该情况下，快速连续的即时再校准导致信号峰值。

在所有信号是负的同时最小信号在比如连续1秒这样的第二时间周期期间低于太低的第二阈值之后并且在最小信号通道达到它的底部之后，发生立即负再校准。根据一个实施例，所有信号通道即刻再校准至比如零值这样的预先定义的值。等待最小通道的底部防止一种情况，在该情况下，快速连续的即时再校准导致信号峰值。

持续的实时校准执行连续的漂移补偿以保持领先于凝结液滴漂移并且可以包括下述特征中的一个或多个。根据一个实施例，持续的漂移补偿可以包括超快的漂移补偿，在超快的漂移补偿中补偿速率接近典型的激活。根据一个示例，补偿漂移可以设置为100计数每秒，同时典型的激活在约半秒内生成具有200Δ传感器计数的信号。漂移补偿的增加有利地消除这样的问题，比如隐藏开关、深场传感器的潜在激活，比如通过移动使用者的手接近而不接触顶灯、以及减少由严重补偿事件引起的锁定时间至比如小于5秒的最小时间周期。

持续的漂移补偿进一步地采用漂移补偿锁定以防止情况，在该情况下，操作者更缓慢地徘徊同时寻找可以使***不反应的开关。当检测到快速上升信号时，漂移补偿锁定暂时停止漂移补偿。为了防止漂移补偿无限地锁定，倒计时计时器可以用于重新激活漂移补偿。为了在4秒倒计时之后重新激活漂移补偿锁定，最大的信号首先必须下降到零，然后再次上升。当开关激活时，也可以停止漂移补偿。如果开关视为卡在激活状态，则可以立即发生即时再校准并且可以停用开关。

持续的漂移补偿程序可以进一步地采用无双倍补偿子程序以防止补偿过度。如果用于通道的Δ传感器计数信号已经比漂移补偿可能实现的速度快地朝着零，则漂移补偿可以暂停单个信号通道。当超速漂移补偿发生时，这防止信号通道超过零的再校准值。

在图24中说明开始于步骤402的即时再校准程序400的进程。程序400前进到判定步骤404以判定最大信号通道(MAX_CH)是否大于太高阈值(TOO_HIGH_THRESLD)持续比如4秒这样的第一时间周期。如果最大信号通道大于太高阈值持续超过4秒，则程序400前进到判定步骤406以判定最大信号通道是否已经达到它的峰值，并且如果是，在步骤418处终止之前，执行大于在步骤408的零阈值的所有正信号通道的即时正再校准。如果最大信号通道还未达到峰值，则程序400将前进到终止步骤418，在步骤418程序400返回至程序400的开始以重复循环直到达到峰值并且执行即时再校准。

如果最大信号通道不大于太高阈值持续大于4秒的第一时间周期，则程序400前进到判定步骤410以处理负信号计数信号。判定步骤410包括判定最大通道是否小于太低阈值(TOO_LOW_THRESLD)持续大于比如1秒这样的第二时间周期。如果最大通道小于太低阈值持续大于1秒的第二时间周期，那么程序400前进到判定步骤412以确定最大信号通道是否达到最低点，并且如果是，前进到判定步骤414以判定所有信号通道是否小于负阈值(NEG_THRESLD)。如果最大通道小于太低阈值持续大于1秒并且最大信号通道达到最低点以及所有通道小于负阈值，则程序400前进，在步骤418处终止之前，在步骤416执行所有信号通道的即时负再校准。根据一个实施例，即时正和负再校准步骤408和416包括调节所有信号通道的Δ计数值为零值。如果判定框410、412和414中的任何一个导致负判定，则程序400在步骤418终止，步骤418返回至程序400的开始以重复程序步骤。

在图25中说明开始于步骤502的实时校准程序500的进程。程序500前进到判定步骤504以判定跳过校准计时器(SKIP_CALIB_TIMER)是否大于零，并且如果是，在步骤530处终止之前，在步骤506比如通过时间率减减少跳过校准计时器。如果跳过校准计时器不大于零，则程序500前进到判定步骤508以确定是否设置跳过校准标志(SKIP_CALIB_FLAG)，并且如果是，前进到判定步骤510以判定最大通道是不活动的。如果最大通道是不活动的，则程序500前进，在前进到判定步骤524之前，在步骤512重新设置跳过校准标志。如果最大通道是活动的，则程序500前进到判定步骤514以判定自从最近一次校准以后时间周期增量时间是否消逝，并且如果否，在步骤530终止。如果自从最近一次校准以后的增量时间已经消逝，则程序500前进以在步骤516计算添加到参数信号的增量参考(DELTA_REF)并且在步骤518计算增量信号通道(DELTA_CH)为当前信号通道和先前信号通道之间的信号差值。其后，程序500前进到判定步骤520以判定增量通道是否大于增量参考，并且如果是，在步骤530终止。如果增量通道不大于增量参考，则程序500前进到步骤522以将参考设置为等于用在步骤530处终止之前增量参考总计的参考。

在判定步骤524，程序500判定是否设置速率标志，并且如果是，则前进，在步骤530处终止之前，以在步骤526设置跳过校准标志并且在步骤528将跳过校准计时器设置为值NS。如果未设置速率校准标志，则程序500前进到判定步骤514。在终止步骤530中，程序500返回到开始以重复程序步骤。

参考图26A和26B，说明用于在根据即时校准程序的即时正再校准期间的与五个接近开关有关的五个信号通道的Δ传感器计数值。在这个示例中，显示标记为信号550A-550E的五个信号，每个信号显示中间具有由于接近开关总成上的凝结液滴的变化而上升的正信号。最大信号通道550A显示为超过太高阈值持续标记为T_P的第一或正时间周期并且在点560达到峰值。如图26B所示，一俟最大信号通道550A高于太高阈值持续4秒的时间周期T_P并且在点560达到它的峰值，所有正的信号通道就立即如线570所示地再校准为零。因此，凝结液滴变化的影响由于即时正再校准而快速地归零，从而由于锁定状态而允许没有更多延迟地使用接近开关总成。持续的实时漂移补偿可以进一步地提供附加的超快漂移补偿，从而进一步地减少任何潜在的锁定时间。

在图27A和27B所示的曲线图中说明用于由于凝结液滴的变化而经历负Δ传感器计数的五个信号通道的立即负再校准。五个信号通道650A-650E全部显示为具有由于凝结液滴的变化而由接近开关经历的从零下降到负值的信号值。当所有信号通道为负并且最低信号通道650B下降到低于太低阈值持续第二或负时间周期T_N并且最低信号通道650B已经在点660达到它的底部时，如图27B中的线670所示，所有信号通道650A-650E立即再校准返回至零。等待最低信号通道的底部值或最高信号通道的峰值，防止一情况，在该情况中快速连续的再校准信号可以以其他方式导致信号峰值。即时负再校准有利地减少由于凝结的变化而开关可以锁定的时间。应该领会的是，即时负校准程序可以用超快漂移补偿来补充，其可以进一步地减少任何开关锁定的时间。

因此，接近开关总成和校准接近开关的方法有利地采用校准程序，校准程序再校准信号，从而避免由于凝结液滴变化的锁定引起的不适当的延迟。校准程序可以与速率监控程序结合使用或可以单独采用以避免与凝结液滴的变化有关的问题，从而向使用者提供有效并且响应的接近开关总成。

接近开关总成和方法可以进一步地采用用于调谐一个传感器或多个传感器的方法，尤其当使用者正戴着遮盖手和手指的手套时，比如当在手套模式下操作时，提供增强的使用者互动。如上所述，接近传感器生成激活场并且响应于每个激活场生成与每个接近开关有关的用于每个信号通道的信号。与每个信号通道有关的信号可以包括噪声，噪声可以根据比如车辆里面的其他电子装置这样的中断源而变化。当噪声振幅增加时，尤其在戴着较厚手套时设置固定的激活阈值水平足够低以保证操作时，它可以生成不需要的激活。为了克服这些缺点，接近开关总成可以采用基于噪声水平的实时估计值调谐接近传感器的方法。激活释放阈值可以不断地调节以等于估计的噪声水平的固定乘法因子。根据一个实施例，乘法因子通常将大于1.0的值。通常，更高的乘数将提供更好的抗干扰度并且较低的乘数将提供对通过戴着较厚手套的使用者按压更敏感。

接近传感器总成可以包括提供激活场并且生成信号的接近传感器，以及用于处理信号的控制电路。控制电路和方法可以包括用接近传感器生成激活场并且响应于激活场生成信号。方法可以包括检测与信号有关的噪声，并且基于检测到的噪声调节参数。参数用于检测传感器的接近状态。在一个实施例中，方法检测信号的振幅超过阈值并且检测当信号振幅超过阈值时接近开关的激活。检测到的噪声可以是由作为乘数的参数相乘的估计的噪声。估计的噪声可以通过将噪声计算为在多个范围的每个中的范围内的最大信号振幅和最小信号振幅之间的差值来确定，其中最低计算的噪声用作估计的噪声。调谐方法可以调谐比如电容传感器这样的接近传感器。应该进一步领会的是，调谐可以应用于比如采用一个或多个电容传感器这样的类型的接近开关。尽管具有一个或多个电容传感器的接近开关总成在此显示和描述，但应该领会的是，接近传感器可以包括其他类型的感测布置。

参考图28，说明一个或多个接近开关的依赖噪声阈值调谐的一个示例。当存在大的噪声时，阈值增加的太高，以致于无手套的激活是可能的；然而，可以防止由噪声触发的不需要的激活并且裸露的手指的激活保持可操作。在这个示例中，与接近开关信号通道有关的信号50显示为具有不同量的噪声。对于低的噪声水平，可以采用低的第一阈值A。对中间噪声水平，可以采用第二中间阈值B。对于第三较大的噪声水平，可以采用第三高阈值水平C。当在信号50上检测到大的噪声水平，可以将阈值设置的高以便无戴手套激活是可能的，但是将有利地防止由噪声触发的不需要的激活。

噪声估计可以通过一个或多个处理器或其他控制电路执行并且可以实时执行。调谐方法提供如图29中所示的时间周期T_NE范围内的噪声估计值的更新。每个时间周期T_NE分成多个同样大小的部分噪声估计值时间周期T_IE，比如由标记为范围1-5的五(5)个时间周期T_IE所示。对于每个部分噪声估计值时间周期T_IE，获得最小信号C_min和最大信号C_max信号水平，并且噪声部分区域估计值N_PRE如在下列方程中所示地计算为其间差值：N_pre＝C_max-C_min。

对于每个时间周期T_NE，噪声部分区域估计值N_pre(1-5)的最小值被确定并且用作当前噪声区域估计值N_re。同样，当前(i)噪声区域估计值N_re＝min N_pre(i)用于给定的时间周期T_NE。在图29中，显示多个区域范围内的噪声估计值是通过获得最大信号(max)和最小信号(min)之间的差值确定的。同样，在区域(1)中，在那个区域范围内的最大信号C_max减去在那个区域范围内的最小信号C_min，计算为关于区域(1)的噪声部分区域估计值N_pre(1)。对于每个区域2、3、4和5等，重复这个过程以确定各自噪声部分区域估计值N_pre(2)、N_pre(3)、N_pre(4)、N_pre(5)等。在一个示例中，可以将部分时间周期T_IE设置为等于一秒并且在十个区域内的十个连续时间周期可以分析持续大约10秒的时间周期T_IE。处理在区域1-5范围内的每个部分时间周期T_IE，并且各自部分噪声估计值N_pre计算为最大信号C_max和最小信号C_min值之间的差值，并且来自时间周期T_IE范围内的所有区域的最小部分噪声估计值N_pre被确定并且用作估计的噪声N_re。估计的误差N_re接着可以用于调节检测接近状态的一个或多个参数，以便调谐接近传感器或调谐多个接近传感器。接近传感器的调谐可以包括将估计的噪声N_re乘以乘数以提供用于确定接近开关的激活的活动阈值。同样，激活阈值从而基于检测到的估计的噪声水平N_re而活动地改变。

除了调节活动阈值为参数中的一个，噪声估计值也可以用于调节其他参数以调节用于构成稳定区域按压的区域值、调节释放阈值、调节校准速率以及调节速率监控阈值。当信噪比(SNR)特别高时，速度监控和快速校准方案可以补偿非常敏感的实施方式。当发生这时，邻接接近传感器移动的使用者的手指可能生成电容中足够的变化以对比激活阈值。快速校准和速率监控可以仅允许信号变化快速到足以构成有效按压。此外，稳定区域可以设置得如当前噪声水平条件允许的尽可能的紧，因此使探索更稳健。

参考图30，说明用于生成噪声估计值并且使用噪声估计值作为乘数以调节接近传感器的调谐的程序700。程序700开始于步骤702，在步骤714终止之前前进到步骤704、706和708。在步骤704，程序700执行接近传感器的按压检测。在步骤706，程序700执行接近传感器的速率监控。在步骤708，程序700执行接近传感器总成的校准。按压检测704、速率监控706和校准708的步骤可以如在此所述地执行用于检测接近开关的激活并且用于监控速率和执行接近开关总成的校准。

此外，程序700包括估计由值N_re所示的噪声估计值的步骤710。在估计噪声N_re之后，估计的噪声N_re在步骤712中使用为乘数以调节各种参数，各种参数在接近传感器总成中可以用于检测接近状态。噪声估计值N_re如方程式n1×N_re所示地用作乘数以调谐活动阈值，活动阈值在确定一个接近传感器或多个接近传感器的激活中，其中n1是阈值恒定值。噪声估计值N_re也如方程式n1/2×N_re所示地用作乘数以调谐释放阈值。同样，在这个示例中，释放阈值是活动阈值的值的一半。释放阈值可以是与图16的判定步骤142中的活动通道相比的水平释放值LVL_release。此外，噪声估计值N_re如方程式n3×N_re所示地用作乘数以调节稳定区域的调谐，其中n3是稳定区域常数。稳定区域可以是稳定的振幅区域，在时间周期t_stable期间在其范围内确定稳定信号。此外，噪声估计值N_re如方程式N_re/100毫秒所示地用作乘数以调节校准速率。校准速率可以是如图25的步骤520中所示的DELTA_REF。最后，噪声估计值N_re如方程式n4×N_re所示地用于调谐速率监控阈值，其中，n4是速率监控常数。根据一个实施例，速率监控阈值可以是有效的激活速率或图23的步骤304和306中所示的1步进速率。在调谐接近传感器总成之后，程序700前进到在步骤714处终止。

参考图31，说明用于估计部分噪声估计值N_pre(is)的程序720。程序720开始于步骤722以开始部分噪声估计值N_pre(is)的估计，其中(is)是区域值。接着，在步骤724中，方法720将信号值C_min设置为等于最大信号值(max)，将信号值C_max设置为等于负的最大信号值(-max)并且将参数ic设置为等于零。值(ic)是在每个范围T_NE中的时间计数。接着，在步骤726中，方法720获得新的信号值C(ic)。前进到判定步骤728，程序720判定当前信号C(ic)是否小于最小信号值C_min，并且如果是，前进到步骤730以将最小信号值C_min设置为等于当前信号值C(ic)。如果当前信号C(ic)不小于最小信号C(ic)，则程序720前进到判定步骤732以确定当前信号C(ic)是否大于最大信号C_max，并且如果是，在步骤734将C_max设置为等于当前信号C(ic)。否则，程序720前进到步骤736以使计数ic增加值1。接着，程序720前进到判定步骤738以判定计数值ic是否小于总计数持续时间周期T_NE，并且如果是，则返回到步骤726。如果计数值ic不小于总ic计数(ic_tot)，指示已经处理时间周期T_NE范围内的所有区域，则程序720前进到步骤740，在步骤742处终止之前，计算关于每个区域(is)的作为在每个区域范围内的最大信号C_max和最小信号C_min之间的差值的函数的部分噪声估计值N_pre。

参考图32，显示用于基于部分噪声估计值N_pre估计噪声N_re的程序750。程序750开始于步骤752，并前进到步骤754以将临时区域估计值N_{TMP_RE}设置为等于最大值并将参数(is)设置为等于一(1)。值(is)是关于每个单独区域T_NE的指示。接着，在步骤756，程序750估计用于每个区域(is)的部分噪声估计值N_pre。在判定步骤758，程序750判定用于当前区域(is)的部分区域估计值N_pre(is)是否小于临时区域估计值N_{TMP_RE}，并且如果是，将临时区域估计值N_{TMP_RE}设置为等于关于区域(is)的当前部分噪声区域估计值N_pr。程序750前进到步骤762以使计数(is)增加值1。接着，在判定步骤764，程序750判定计数值(is)是否小于或等于使用的总部分区域is_pre，并且如果否，则返回到步骤756。如果值小于is_pre，则程序750前进到步骤766以将噪声估计值N_re设置为等于临时区域估计值N_TMP，并且其后在步骤768终止。

因此，接近开关总成和方法确定在使用程序720的每个区域范围内的部分区域估计值，并且使用程序750从部分区域估计值确定噪声估计值。噪声区域估计值750然后用作乘数以调节或调谐比如包括如图30中所示的活动阈值的阈值这样的各种参数。此外，噪声估计值N_RE同样可以用作乘数以调节或调谐包括释放阈值、稳定区域、校准速率以及如图30所示的速率监控阈值的其他参数。通过确定噪声估计值，接近开关总成和方法有利地提供用于避免由噪声引起的负影响的增强的使用者互动。

应该理解的是，可以在不背离本发明的构思的情况下对上述结构和方法做出变化和修改，可以进一步理解的是，这样的构思旨在由权利要求所覆盖，除非这些权利要求通过其语言另有明确的定义。

Claims

1.一种调谐接近传感器的方法，包含：

用接近传感器生成激活场；

响应于激活场生成信号；

基于多个区域的每个范围内的最大信号振幅和最小信号振幅之间的差值来检测与信号有关的噪声；以及

基于检测到的噪声调节参数，其中参数用于检测接近状态。

2.如权利要求1所述的方法，其中参数包含阈值，并且其中方法进一步地检测信号的振幅超过阈值并且当信号振幅超过阈值时检测接近开关的激活。

3.如权利要求1所述的方法，其中检测到的噪声是由参数相乘的值。

4.如权利要求1所述的方法，其中检测噪声的步骤包含估计与信号有关的噪声。

5.如权利要求4所述的方法，其中最低计算的噪声用作估计的噪声。

6.如权利要求1所述的方法，其中方法包含生成关于多个接近传感器的每个的激活场并且生成关于多个接近传感器的每个的信号，其中调节步骤包含调节与多个信号的每个相关的参数。

7.如权利要求1所述的方法，其中接近开关安装在车辆上供车辆中的乘客使用。

8.如权利要求1所述的方法，其中参数用于检测接近开关的激活。

9.如权利要求8所述的方法，其中接近开关包含电容开关，电容开关包含一个或多个电容传感器。

10.一种接近传感器总成，包含：

提供激活场并且生成信号的接近传感器；以及

响应于激活场生成信号、基于多个区域的每个范围内的最大信号振幅和最小信号振幅之间的差值来检测与信号有关的噪声以及基于检测到的噪声调节参数的控制电路，其中参数用于检测接近状态。

11.如权利要求10所述的接近传感器总成，其中参数包含阈值，并且其中控制电路进一步地检测信号的振幅超过阈值并且当信号振幅超过阈值时检测接近开关的激活。

12.如权利要求10所述的接近传感器总成，其中检测到的噪声是由参数相乘的值。

13.如权利要求10所述的接近传感器总成，其中检测噪声的步骤包含估计与信号有关的噪声。

14.如权利要求13所述的接近传感器总成，其中最低计算的噪声用作估计的噪声。

15.如权利要求10所述的接近传感器总成，其中总成包含用于生成激活场的多个接近传感器和生成用于多个接近传感器的每个的信号并且调节与多个信号的每个有关的参数的控制电路。

16.如权利要求10所述的接近传感器总成，其中控制电路基于参数检测接近开关的激活。

17.如权利要求16所述的接近传感器总成，其中接近开关包含电容开关，电容开关包含一个或多个电容传感器。

18.如权利要求17所述的接近传感器总成，其中接近开关安装在车辆上供车辆中的乘客使用。