DE102012209356A1

DE102012209356A1 - Näherungsschalter mit erlernter empfindlichkeit und verfahren dafür

Info

Publication number: DE102012209356A1
Application number: DE102012209356A
Authority: DE
Inventors: Stuart C. Salter; Pietro Buttolo; Cornel Lewis Gardner; Thomas Lee Goodson
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2012-06-04
Publication date: 2012-12-13
Also published as: US8975903B2; RU2605916C2; US20120312676A1; CN102820876A; RU2012123972A; CN102820876B

Abstract

Es werden ein Fahrzeugnäherungsschalter und ein Verfahren mit Steuerung für erlernte Empfindlichkeit bereitgestellt. Der Schalter umfasst einen Näherungssensor, wie z. B. einen kapazitiven Sensor, der in einem Fahrzeug eingebaut ist und ein Erfassungsaktivierungsfeld bereitstellt. Auch enthalten ist eine Erfassungssteuerungsschaltungsanordnung, die das Aktivierungsfeld bearbeitet, um durch Vergleich des Aktivierungsfelds mit einem Schwellenwert eine Benutzeraktivierung des Schalters zu erfassen. Der Schalter umfasst weiter eine Empfindlichkeitssteuerungsschaltungsanordnung, die eine Benutzerempfindlichkeit auf Basis von Benutzeraktivierung eines Sensors erlernt und die Empfindlichkeit eines oder mehrerer Näherungsschalter steuert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Schalter, insbesondere Näherungsschalter, und ein Verfahren dafür mit verbesserter Empfindlichkeitssteuerung.
Kraftfahrzeuge sind in der Regel mit verschiedenen von einem Benutzer betätigten Schaltern ausgerüstet, wie z. B. Schaltern zum Betreiben von Einrichtungen, darunter elektrisch betriebene Fensterheber, Scheinwerfer, Scheibenwischer, Sonnendächer oder Schiebedächer, Innenbeleuchtung, Radio- und Infotainmenteinrichtungen und verschiedene andere Einrichtungen. Allgemein müssen diese Arten von Schaltern von einem Benutzer betätigt werden, um eine Einrichtung ein- oder auszuschalten oder eine Art von Steuerfunktion auszuführen. Näherungsschalter, wie z. B. kapazitive Schalter, verwenden einen oder mehrere Näherungssensoren, um ein Erfassungsaktivierungsfeld zu erzeugen und Änderungen im Aktivierungsfeld zu erfassen, die auf eine Benutzerbetätigung des Schalters hinweisen, die in der Regel von einem Finger des Benutzers in nächster Nähe oder bei Kontakt mit dem Sensor verursacht wird. Näherungsschalter sind in der Regel dazu konfiguriert, Benutzerbetätigung des Schalters auf Basis eines Vergleichs des Erfassungsaktivierungsfelds mit einem Schwellenwert zu detektieren. Leider haben verschiedene Benutzer oft verschiedene Fingergrößen, unterschiedliche Fingernagellängen, unterschiedliche Betätigungstechniken und können auch Handschuhe tragen, die unterschiedliche dielektrische Eigenschaften aufweisen, was alles die Ergebnisse des Vergleichs des Betätigungsfelds mit dem Schwellenwert beeinflussen kann, was zu verschiedenen Betätigungsdetektionsniveaus führen kann. Es ist wünschenswert, einen verbesserten Näherungsschalter bereitzustellen, der solche Variationen bei der Verwendung zulässt.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Näherungsschalter mit einer Steuerung für erlernte Empfindlichkeit vorgesehen. Der Näherungsschalter umfasst einen oder mehrere Näherungssensoren, die ein Erfassungsaktivierungsfeld bereitstellen. Der Näherungsschalter umfasst auch eine Erfassungssteuerungsschaltungsanordnung, die das Aktivierungsfeld bearbeitet, um Benutzeraktivierung des Schalters zu erfassen, indem das Erfassungsaktivierungsfeld mit einem Schwellenwert verglichen wird. Der Näherungsschalter umfasst weiter eine Empfindlichkeitssteuerungsschaltungsanordnung, die eine Benutzerempfindlichkeit auf Basis von Benutzeraktivierung eines Empfindlichkeitssensors erlernt und die Empfindlichkeit des Schalters auf Basis der erlernten Benutzerempfindlichkeit steuert.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein kapazitiver Fahrzeugschalter mit einer Steuerung für erlernte Empfindlichkeit bereitgestellt. Der kapazitive Schalter umfasst einen in einem Fahrzeug eingebauten kapazitiven Sensor, der ein Erfassungsaktivierungsfeld bereitstellt. Der kapazitive Schalter umfasst auch eine Erfassungssteuerungsschaltungsanordnung, die das Aktivierungsfeld bearbeitet, um eine Benutzeraktivierung des Schalters zu erfassen, indem das Aktivierungsfeld mit einem Schwellenwert verglichen wird. Der kapazitive Schalter umfasst weiter eine Empfindlichkeitssteuerungsschaltungsanordnung, die eine Benutzerempfindlichkeit auf Basis von Benutzeraktivierung eines Empfindlichkeitssensors erlernt und die Empfindlichkeit des kapazitiven Schalters auf Basis der erlernten Benutzerempfindlichkeit steuert.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren des Erfassens einer Benutzernähe mit einer Steuerung für erlernte Empfindlichkeit bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte Bereitstellen eines Erfassungsaktivierungsfelds mit einem Näherungssensor und Bearbeiten des Erfassungsaktivierungsfelds zur Erfassung einer Benutzeraktivierung des Näherungssensors durch einen Vergleich des Erfassungsaktivierungsfelds mit einem Schwellenwert. Das Verfahren umfasst weiter die Schritte Erlernen der Benutzerempfindlichkeit auf Basis von Aktivierung eines Empfindlichkeitssensors und Einstellen der Empfindlichkeit des Näherungssensors auf Basis der erlernten Benutzerempfindlichkeit.
Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden vom Fachmann bei Betrachtung der folgenden Beschreibung, Ansprüche und angehängten Zeichnungen verstanden und gewürdigt werden.
In den Zeichnungen:
zeigt 1 eine Perspektivansicht einer Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs mit einem über dem Kopf angebrachten Betätigungspult, mit Verwendung von Näherungsschaltern mit einer Steuerung für erlernte Empfindlichkeit, gemäß einer Ausführungsform;
zeigt 2 eine Explosionsansicht des über dem Kopf angebrachten Betätigungspults in der Dachauskleidung, die die in 1 gezeigten Näherungsschalter weiter darstellt;
zeigt 3 eine Querschnittansicht entlang III-III von 1, die ferner einen Näherungssensor darstellt, wie z. B. die Sensoreingabe für erlernte Empfindlichkeit, in Bezug auf einen behandschuhten Finger;
zeigt 4 eine Querschnittansicht durch einen Näherungssensor mit mehreren überlappenden Erfassungsaktivierungsfeldern, gemäß einer Ausführungsform;
zeigt 5 eine Querschnittansicht durch einen Näherungssensor mit einem einzigen Erfassungsaktivierungsfeld, gemäß einer anderen Ausführungsform;
zeigt 6 ein Blockschaltbild, das die Näherungsschalteranordnung mit einer Steuerung für erlernte Empfindlichkeit zeigt, gemäß einer Ausführungsform;
zeigt 7 ein Flussdiagramm, das eine Routine zum Auslösen von Empfindlichkeitserlernen zeigt, gemäß einer ersten Ausführungsform;
zeigt 8 ein Flussdiagramm, das eine Routine zum Auslösen von Empfindlichkeitserlernen zeigt, gemäß einer zweiten Ausführungsform;
zeigt 9 ein Flussdiagramm, das eine Routine zum Auslösen von Empfindlichkeitserlernen zeigt, gemäß einer dritten Ausführungsform;
zeigt 10 ein Flussdiagramm, das eine Routine zum Einstellen der Empfindlichkeit eines oder mehrerer Näherungsschalter zeigt, gemäß einer Ausführungsform; und
zeigt 11 einen Graphen, der einen Vergleich des Erfassungsaktivierungsfelds mit einem Schwellenwert für erlernte Empfindlichkeit zeigt.
Wie erfordert werden hier ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden kann. Die Figuren enthalten nicht unbedingt einen ausführlichen Aufbau; einige Schaltbilder können übertrieben oder minimiert vorliegen, um eine Funktionsübersicht zu zeigen. Daher sollten spezifische strukturelle und funktionale Einzelheiten, die hier offenbart werden, nicht als einschränkend verstanden werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einem Fachmann zu lehren, die vorliegende Erfindung verschiedentlich zu verwenden.
Mit Bezug auf 1 und 2 ist allgemein der Innenraum eines Kraftfahrzeugs 10 mit einer Fahrgastzelle 18 und einer Schalteranordnung 20, die mehrere Näherungsschalter 22 mit Steuerung für erlernte Empfindlichkeit verwendet, gezeigt, gemäß einer Ausführungsform. Das Fahrzeug 10 umfasst allgemein ein über dem Kopf angebrachtes Betätigungspult 12, das an der Dachauskleidung 32 an der Unterseite des Dachs 30 oder an der Decke oben in der Fahrgastzelle 18 angebracht ist, im Allgemeinen über dem vorne gelegenen Passagiersitzbereich. Die Schalteranordnung 20 mit Näherungsschaltern 22 mit Empfindlichkeitssteuerung ist in dem über dem Kopf angebrachten Betätigungspult 12 vorgesehen, gemäß einer Ausführungsform. Die verschiedenen Näherungsschalter 22 können eine Reihe von Fahrzeugeinrichtungen und -funktionen steuern, wie z. B. die Steuerung der Bewegung eines Schiebedachs oder Sonnendachs 16, Aktivierung einer oder mehrerer Beleuchtungseinrichtungen wie z. B. Innenraumlampen zum (Landkarten-)Lesen bzw. Deckenlampen 14 und verschiedene andere Einrichtungen und Funktionen. Es versteht sich jedoch, dass sich die Näherungsschalter 22 und Empfindlichkeitssteuerungsbenutzereingabe an anderer Stelle an dem Fahrzeug 10 befinden können, wie z. B. in dem Armaturenbrett, an anderen Betätigungspulten wie z. B. einem Zentralbetätigungspult, integriert in einer Berührungsschirmanzeige für ein Radio- oder Infotainmentsystem wie z. B. Navigations- und Audioanzeige oder an anderer Stelle in dem Fahrzeug 10.
Die Näherungsschalter 22 sind hier als kapazitive Schalter, gemäß einer Ausführungsform, gezeigt und beschrieben. Jeder Näherungsschalter 22 umfasst mindestens einen Näherungssensor, der ein Erfassungsaktivierungsfeld bereitstellt, um einen Kontakt oder die nächste Nähe eines Benutzers bezüglich eines oder mehrerer Näherungssensoren, wie z. B. eine Streichbewegung eines Fingers des Benutzers, zu erfassen. Damit handelt es sich bei dem Erfassungsaktivierungsfeld jedes Näherungsschalters 22 um ein kapazitives Feld in der beispielhaften Ausführungsform und der Finger des Benutzers weist elektrische Leitfähigkeit und dielektrische Eigenschaften auf, die eine Änderung oder eine Störung in dem Erfassungsaktivierungsfeld verursachen, wie es dem Fachmann offensichtlich sein sollte. Es sollte dem Fachmann jedoch auch verständlich sein, dass zusätzliche oder alternative Arten von Näherungssensoren verwendet werden können, wie z. B. unter anderem induktive Sensoren, optische Sensoren, Temperatursensoren, resistive Sensoren, dergleichen oder eine Kombination daraus. Beispielhafte Näherungssensoren sind beschrieben in dem ATMEL^® Touch Sensors Design Guide (Berührungssensor-Designführer), 10620 D-AT42-04/09, vom 9. April 2009, auf den hiermit insgesamt ausdrücklich Bezug genommen wird.
Die in 1 gezeigten Näherungsschalter 22 stellen jeweils eine Steuerung eines Fahrzeugbauteils oder einer Einrichtung oder eine vorbestimmte Steuerungsfunktion bereit. Ein oder mehrere der Näherungsschalter 22 können dazu gedacht sein, die Bewegung eines Schiebedachs oder Sonnendachs 16 zu steuern, um so das Sonnendach dazu zu veranlassen, sich in eine Öffnungs- oder Schließrichtung zu bewegen, das Sonnendach hochzuklappen oder die Bewegung des Sonnendachs auf Basis eines Steuerungsalgorithmus zu stoppen. Andere Näherungsschalter 22 können zur Steuerung anderer Einrichtungen gedacht sein, wie z. B. Anschalten einer Innenraumlampe zum (Landkarten-)Lesen, Ausschalten einer Innenraumlampe zum (Landkarten-)Lesen, An- oder Ausschalten einer Deckenlampe, Freigeben eines Kofferraums, Öffnen einer Heckklappe oder Aufheben des Türlichtschalters. Zusätzliche Steuerungen über die Näherungsschalter können die Betätigung elektrischer Türfenster zur Öffnung oder Schließung umfassen. Verschiedene andere Fahrzeugsteuerungen können mittels der hier beschriebenen Näherungsschalter 22 gesteuert werden.
Zusätzlich ist eine Empfindlichkeitssensoreingabe 22S vorgesehen, um es einem Benutzer zu gestatten, einen Empfindlichkeitslernprozess auszulösen, bei dem die Empfindlichkeit erlernt wird und der die Empfindlichkeit der verschiedenen Näherungsschalter 22 steuert. Bei einer Ausführungsform ist gemäß einer Ausführungsform die Empfindlichkeitssensoreingabe 22S ein kapazitiver Sensor, der als ein Näherungsschalter realisiert ist, wie z. B. ein kapazitiver Schalter. Durch Betätigung der Empfindlichkeitssensoreingabe 22S wie hier beschrieben wird der Empfindlichkeitslernprozess zum Lernen der Empfindlichkeit einer Betätigung durch einen Benutzer ausgelöst, und die Empfindlichkeit der verschiedenen Näherungsschalter 22 wird auf Basis der erlernten Empfindlichkeit eingestellt. Somit können Benutzer, wie z. B. Benutzer mit Handschuhen an ihren Händen und Fingern, den Empfindlichkeitslernprozess auslösen, um die Empfindlichkeit der Näherungsschalter 22 zu ändern, um so die Empfindlichkeit zu erhöhen, um der Verwendung des Handschuhs an Hand und Finger Rechnung zu tragen, oder die Empfindlichkeit bei Nichtvorliegen eines Handschuhs zu senken. Der Empfindlichkeitslernprozess kann auch zur Änderung der Empfindlichkeit zur Berücksichtigung von Unterschieden der Finger des Benutzers, Fingernagellängen und Streichtechniken, wie z. B. der Abstand vom Finger zum Näherungsschalter 22 bei einer Streichbewegungseingabe, verwendet werden. Die elektrische Leitfähigkeit der Finger des Benutzers kann sich von Benutzer zu Benutzer ändern, wodurch sich unterschiedliche Änderungen oder Störungen im Erfassungsaktivierungsfeld ergeben. Der Empfindlichkeitslernprozess stellt vorteilhafterweise die Empfindlichkeit ein, um diese Variationen bei der Verwendung auszugleichen.
Bei der Ausführungsform als kapazitiver Sensor umfassen die Näherungsschalter 22 und die Empfindlichkeitssensoreingabe 22S jeweils kapazitive Platten oder Elektrodenpads, die als Teil der Kondensator- und Elektronikschaltungsanordnung 24 ausgebildet sind. Elektrische Signale werden jeweils an die kapazitiven Schalter 22 und die Empfindlichkeitssensoreingabe 22S angelegt. Gemäß einer Ausführungsform stellt die Elektronikschaltungsanordnung 24 elektrische Signale mit einer Burst-Länge zum Laden der kapazitiven Sensoren bereit. Die Auflade-Burst-Länge bestimmt die Basisamplitude des Erfassungsaktivierungsfelds und die Empfindlichkeit der entsprechenden Näherungsschalter 22. Durch Änderung der Auflade-Burst-Länge des angelegten elektrischen Signals kann gemäß einer Ausführungsform die Empfindlichkeit jedes Näherungsschalters 22 geändert werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der Vergleichsschwellenwert geändert werden, um die Empfindlichkeit jedes der Näherungsschalter 22 zu ändern.
Die Schalteranordnung 20 weist die Kondensator- und Elektronikschaltungsanordnung 24 wie in 2 gezeigt auf, die kapazitive Platten/Pads 26 und auf einer Leiterplatte 25 ausgebildete Drähte 28 umfasst. Die Leiterplatte 25 ist in dem über dem Kopf angebrachten Betätigungspult 12 angebracht. Das über dem Kopf angebrachte Betätigungspult 12 liegt zwischen dem Dach 30 und der Dachauskleidung 32, so dass sich das über dem Kopf angebrachte Betätigungspult 12 von der Dachauskleidung 32 aus erstreckt.
Beispiele kapazitiver Näherungsschalter-sensoren sind in 3–5 dargestellt. In 3 ist gemäß einer Ausführungsform ein Finger 50 eines einen Handschuh 52 tragenden Benutzers dargestellt, der mit dem behandschuhten Finger einen Näherungsschalter 22 betätigt. Betätigung des Näherungsschalters 22 kann mittels einer Streichbewegung des Fingers des Benutzers, der eine Außenfläche des Sensorgehäuses berühren oder nahe genug an dem Schalter 22 liegen kann, so dass sich der Finger durch das Erfassungsaktivierungsfeld bewegt, geschehen. Bei einer Ausführungsform kann eine Aktivierung eines der Näherungsschalter 36 eine Einrichtung zum Ausführen einer zweckbestimmten Funktion veranlassen. Zum Beispiel kann eine Aktivierung eines Näherungsschalters das Sonnendach dazu veranlassen, sich in eine Öffnungs- oder Schließrichtung zu bewegen, oder die Bewegung des Sonnendachs auf Grundlage einer Steuerungsroutine stoppen. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann jeder von mehreren Sensoren oder Sensorarrays dazu aktiviert werden, einzelne Steuerfunktionen bereitzustellen, so dass ein Sensorarray das Sonnendach öffnen, ein anderes Sensorarray das Sonnendach schließen und ein weiteres Sensorarray das Sonnendach hochschieben kann. Zusätzlich können die Näherungsschalter 22 eine oder mehrere Lichtquellen 35 umfassen, die die Leiterplatte 34 hinterleuchten oder Licht zwischen die Leiterplatte 34 und die Pultoberfläche strahlen, so dass das abgestrahlte Licht durch die Pultoberfläche des Schalters sichtbar ist.
Der in 4 gezeigte Näherungsschalter 22 hat ein Leiterplattensubstrat 34 und mehrere Sensoren 36, die ein Aktivierungsfeld erzeugen. Bei dieser Ausführungsform werden mehrere überlappende Erfassungsaktivierungsfelder 40 durch mehrere kapazitive Sensoren 36 erzeugt. Es versteht sich, dass das gesamte Aktivierungsfeld 40 eine rechteckige Gestalt aufweisen kann, die durch die einzelnen bogenförmigen Felder 40 zustande kommt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann eine einzige kapazitive Sensoranordnung 36 verwendet werden, um ein einziges Aktivierungsfeld 40 wie in 5 gezeigt zu erzeugen. Das einzige Aktivierungsfeld kann ein allgemein bogenförmiges Feld in einem allgemein rechteckigen oder kreisförmigen Bereich haben. Es versteht sich, dass eine beliebige Anzahl kapazitiver Sensoren, die eine beliebige Anzahl von Aktivierungsfeldern bilden, zur Erfassung einer Aktivierung des Näherungsschalters 22 verwendet werden kann.
Mit Bezug auf 6 ist die Näherungsschalteranordnung 20 gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Ein oder mehrere Näherungsschalter 22, die Eingaben an ein Steuermittel 42 bereitstellen, sind gezeigt. Zusätzlich stellt die Empfindlichkeitssensoreingabe 22S eine Eingabe in das Steuermittel 42 bereit. Das Steuermittel 42 kann eine Steuerungsanordnung, wie z. B. einen Mikroprozessor 44 und Speicher 46, umfassen. Die Steuerungsanordnung kann eine Erfassungssteuerungsschaltungsanordnung, die das Aktivierungsfeld bearbeitet, um eine Benutzeraktivierung des Schalters durch Vergleich des Aktivierungsfelds mit einem Schwellenwert zu erfassen, und eine Empfindlichkeitssteuerungsschaltungsanordnung, die eine Benutzerempfindlichkeit auf Basis von Benutzeraktivierung eines Schalters erlernt und die Empfindlichkeit der Näherungsschalter auf Basis der erlernten Empfindlichkeit steuert, umfassen. Es versteht sich, dass eine andere analoge und/oder digitale Steuerungsanordnung zum Bearbeiten des Aktivierungsfelds, Erlernen der Benutzerempfindlichkeit und Steuerung der Empfindlichkeit der Näherungssensoren verwendet werden kann.
Das Steuermittel 42 bearbeitet eine oder mehrere Routinen, einschließlich der Empfindlichkeitsauslöseroutine 100 und Empfindlichkeitseinstellroutine 200, die im Speicher 46 gespeichert und von dem Mikroprozessor 44 ausführbar ist, auf Grundlage der Eingaben der Näherungsschalter 22 und/oder Empfindlichkeitssensoreingabe 22S. Es versteht sich, dass das Steuermittel 42 die Empfindlichkeit des Näherungsschalters 22 auf Grundlage einer erlernten Empfindlichkeit einstellen kann, die nach einem Auslöseprozess erlernt wird, wobei ein Benutzer die Empfindlichkeitssensoreingabe 22S gemäß einem vorbestimmten Protokoll betätigen kann. Die Empfindlichkeit jedes Näherungsschalters 22 wird auf Basis der erlernten Empfindlichkeit eingestellt und zum Detektieren einer Betätigung durch einen oder mehrere Benutzer verwendet.
Das Steuermittel 42 stellt ferner Steuerausgaben an eine oder mehrere Einrichtungen 16 bereit, um so die Einrichtungen auf Basis einer Benutzeraktivierung eines oder mehrerer der Näherungsschalter 22 zu steuern. Zum Beispiel kann das Sonnendach zum Öffnen oder Schließen auf Basis einer Aktivierung eines Schalters 22 gesteuert werden. Dabei kann die Ausgabe erzeugt werden, wenn das Erfassungsaktivierungsfeld einen Schwellenwert übersteigt.
Weiter ist das Steuermittel 42, das eine Temperatureingabe 35 von einem Temperatursensor erhält, der die Temperatur der Umgebung, in der die Näherungsschalter 22 verwendet werden, wie z. B. der Fahrgastzelle des Fahrzeugs 10, misst, gezeigt. Das Steuermittel 42 kann die Empfindlichkeit der Näherungssensoren auf Basis der erfassten Temperatur steuern. Gemäß einer Ausführungsform kann die Empfindlichkeit der Näherungssensoren erhöht werden, wenn sich die erfasste Temperatur senkt, und die Empfindlichkeit kann gemindert werden, wenn sich die erfasste Temperatur erhöht. Dementsprechend werden Änderungen der Temperatur, die die Empfindlichkeit der Näherungsschalter 42 beeinflussen können, dadurch ausgeglichen.
In der gezeigten Ausführungsform wird hier eine separate und eindeutige Empfindlichkeitssensoreingabe 22S zum Erhalten einer Benutzereingabe zur Auslösung des Empfindlichkeitslernprozesses und zum Erlernen einer Empfindlichkeitseinstellung für die Näherungsschalter 22 gezeigt und beschrieben. Die Empfindlichkeitssensoreingabe 22S kann gemäß einer Ausführungsform einen zweckbestimmten Näherungsschalter, wie z. B. einen kapazitiver Schalter, umfassen. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Empfindlichkeitseingabe ein gemeinsamer Schalter sein, der eine oder mehrere Steuerungsfunktionen ausführt und auch eine Empfindlichkeitseingabe gemäß einem vorbestimmten Protokoll erhält. Zum Beispiel kann ein Näherungsschalter 22, der eine Funktion ausführt, wie z. B. Öffnen oder Schließen eines Sonnendachs, auch als Empfindlichkeitssensoreingabe dienen, wobei ein Benutzer Eingaben gemäß einer Technik wie z. B. Klopfen eine vorbestimmte Anzahl von Malen gegen den Näherungsschalter 22 oder Halten für eine Mindestzeitdauer eines Fingers an den Näherungsschalter 22, um den Schalter 22 dazu zu veranlassen, einen Empfindlichkeitseingabemodus einzugeben, bereitstellt. Im Empfindlichkeitseingabemodus kann der Schalter dann betätigt werden, um das Empfindlichkeitserlernen auszulösen und die Empfindlichkeit für einen Benutzer zu erlernen, so dass die Empfindlichkeit aller Näherungsschalter 22 entsprechend eingestellt werden kann.
Mit Bezug auf 7 ist gemäß einer ersten Ausführungsform eine Empfindlichkeitsauslöseroutine 100 dargestellt zum Auslösen des Empfindlichkeitserlernens und Steuerprozesses. Die Empfindlichkeitsauslöseroutine 100 ist im Zusammenhang mit einem an der Hand einen Handschuh tragenden Benutzer beschrieben, es versteht sich jedoch, dass das Empfindlichkeitserlernen und die Steuerung auch auf eine nichtbehandschuhte Hand anwendbar ist. Bei dieser Ausführungsform beginnt die Empfindlichkeitsauslöseroutine 100 bei Schritt 102 und schreitet zu Schritt 104 voran, bei dem eine behandschuhte Hand des Benutzers den Empfindlichkeitseingabesensor berührt, um das Empfindlichkeitserlernen und den Steuerprozess zu starten. Bei Schritt 106, mit behandschuhter Hand, berührt der Benutzer mit dem behandschuhten Finger den Handschuhempfindlichkeitsschalter und hält ihn für eine vorbestimmte Zeitdauer, wie z. B. fünf Sekunden. Bei Schritt 108 berührt der Benutzer weiterhin den Empfindlichkeitssensor, bis die Leselampen 14 eine vorbestimmte Anzahl von Malen, wie z. B. zweimal, aufleuchten. Bei Schritt 110 entfernt der Benutzer den behandschuhten Finger vom Empfindlichkeitssensor nach dem Aufleuchten der Leselampen und vernimmt dann einen hörbaren Piepton und ein zusätzliches zweimaliges Aufleuchten der Leselampe 14. Wenn der Lernprozess ausgelöst ist, misst die Empfindlichkeitseinstellroutine 200 die Empfindlichkeit des Benutzers, um eine Empfindlichkeitseinstellung zu erlernen, die zur Steuerung der Empfindlichkeit der Näherungsschalter verwendet werden soll. Der Empfindlichkeitslernprozess 100 ist bei Schritt 112 beendet.
Mit Bezug auf 8 ist gemäß einer zweiten Ausführungsform eine Empfindlichkeitsauslöseroutine 100´ im Zusammenhang mit der Verwendung einer behandschuhten Hand des Benutzers dargestellt. Bei dieser Ausführungsform beginnt die Routine 100´ bei Schritt 102 und schreitet zu Schritt 124 voran, bei dem ein Benutzer den Empfindlichkeitssensor mit der behandschuhten Hand berührt, um den Prozess zu beginnen. Als nächstes berührt bei Schritt 126, mit der behandschuhten Hand, der Benutzer den Empfindlichkeitssensor mit dem behandschuhten Finger und hält den Empfindlichkeitsschalter für eine vorbestimmte Zeitdauer, wie z. B. fünf Sekunden. Beim Schritt 128 hält der Benutzer weiterhin den Empfindlichkeitssensor, bis die Leselampe 14 eine vorbestimmte Anzahl von Malen, wie z. B. zweimal, aufleuchtet. Während der Schritte 126 und 128 erlernt die Empfindlichkeitseinstellroutine 200 die Empfindlichkeit für den Benutzer und stellt die Empfindlichkeit der Näherungsschalter ein. Der Benutzer kann dann bei Schritt 130 den behandschuhten Finger von dem Empfindlichkeitssensor entfernen, und der Empfindlichkeitsauslöseroutineprozess ist bei Schritt 132 beendet.
Mit Bezug auf 9 ist gemäß einer dritten Ausführungsform eine Empfindlichkeitsauslöseroutine 100° im Zusammenhang mit der Verwendung einer behandschuhten Hand des Benutzers dargestellt. Bei dieser Ausführungsform beginnt die Routine 100° bei Schritt 142 und schreitet zu Schritt 144 voran, bei dem ein Benutzer den Empfindlichkeitssensor mit der behandschuhten Hand berührt, um den Prozess zu beginnen. Als nächstes berührt bei Schritt 146 der Benutzer, mittels des gleichen Fingers, behutsam einen ersten Näherungsschalter, der als globaler Einschalter gezeigt ist, und berührt dann schnell einen zweiten Näherungsschalter, der als globaler Ausschalter gezeigt ist, in Sequenz. Bei Schritt 148 bewegt der Benutzer den gleichen Finger sofort hinüber zu einem dritten Näherungsschalter, der als der Türlichtaufhebungsnäherungsschalter gezeigt ist, und berührt und hält den dritten Schalter, bis eine hörbare Ton- und/oder sichtbare Lichtausgabe präsentiert wird. Nach der hörbaren Ton- und/oder Lichtausgabe geht der Benutzer zurück und berührt und hält den Empfindlichkeitssensor, bis bei Schritt 150 ein hörbarer Ton ausgegeben wird, und beendet den Prozess bei Schritt 152. Bei dieser Ausführungsform wird ein zweckbestimmter Näherungsschalter, wie z. B. der Türlichtaufhebungsnäherungsschalter, zum Erfassen der Empfindlichkeit für den Benutzer benutzt und der erlernte Empfindlichkeitswert wird zum Steuern aller Näherungsschalter verwendet.
Mit Bezug auf 10 ist gemäß einer Ausführungsform die Empfindlichkeitseinstellroutine 200 zum Erlernen der Empfindlichkeit für einen Benutzer und zum Einstellen der Empfindlichkeit der Näherungsschalter auf Basis der erlernten Benutzerempfindlichkeit dargestellt. Routine 200 beginnt bei Schritt 202 und schreitet zu Schritt 204 voran, um darauf zu warten, dass das Aktivierungssignal einen Auslösepegel trifft. Bei Entscheidungsschritt 206 bestimmt die Routine 200, ob das Spitzenwertsignal einen Auslösepegel um mindestens einen vorbestimmten Zählwert XX Zählungen übersteigt und, wenn nicht, erhöht bei Schritt 208 die Burst-Länge um einen Zählwert YY an allen Näherungsschaltern, wenn nicht derzeit verstärkt. Wenn das Spitzenwertsignal den Auslösewert um mindestens den Zählwert XX übersteigt, schreitet Routine 200 zum Entscheidungsschritt 210 voran, um zu bestimmen, ob das Spitzenwertsignal den Auslösepegel um mindestens einen Zählwert ZZ übersteigt, und, wenn dies der Fall ist, senkt den Burst-Wert um einen Zählwert YY an allen Näherungsschaltern, wenn nicht derzeit verstärkt.
Gemäß einem Beispiel kann die Empfindlichkeitseinstellroutine 200 einen Auslösepegelwert von 20 Zählungen verwenden und kann das Spitzenwertsignal mit einem vorbestimmten Zählwert XX von 10 Zählungen vergleichen, um zu bestimmen, ob das Spitzenwertsignal den Auslösepegel um die 10 Zählungen übersteigt und, wenn dies der Fall ist, die Burst-Länge um einen Zählwert YY von 10 Zählungen erhöhen. Bei diesem Beispiel kann das Spitzenwertsignal mit einem vorbestimmten Zählwert ZZ von 150 Zählungen verglichen werden und, wenn das Spitzenwertsignal den Auslösewert um die 150 Zählungen übersteigt, wird die Burst-Länge um einen Zählwert YY von 10 Zählungen gesenkt. Die oben erwähnten Zählwerte sind lediglich Beispiele, da ein jeglicher vorbestimmter Wert verwendet werden kann, um die Empfindlichkeit der Näherungsschalter einzustellen.
Gemäß einer Ausführungsform wird die erlernte Empfindlichkeit dazu verwendet, die Empfindlichkeit der Näherungsschalter auf Basis von drei Pegeln von Empfindlichkeit einzustellen, angegeben durch Zählwerte von weniger als XX, Zählwerte zwischen XX und ZZ und Zählwerte von mehr als ZZ. Die Einstellung der Empfindlichkeit kann über schrittweise Änderungen der Empfindlichkeit unter einer ausgewählten Anzahl von zwei oder mehr Einstellungen, wie z. B. drei Pegeln von Empfindlichkeit (z. B. niedrig, medium und hoch), realisiert werden. Es versteht sich, dass die Empfindlichkeit der Näherungsschalter auf Basis einer jeglichen Anzahl von zwei oder mehr Empfindlichkeitseinstellungen eingestellt werden kann. Die Empfindlichkeit der Näherungsschalter 22 kann gemäß einer Ausführungsform durch Änderung der Auflade-Burst-Länge von elektrischen Signalen, die an jedem der Näherungsschalter angelegt sind, eingestellt werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der bei dem Vergleich verwendete Schwellenwert eingestellt werden, um die Empfindlichkeit der Näherungsschalter 22 zu ändern.
Mit Bezug auf 11 ist ein Erfassungsaktivierungsfeld 60 im Vergleich mit einem Schwellenwert 70 dargestellt. Wenn das Erfassungsaktivierungsfeld 60 den Schwellenwert 70 übersteigt, wird eine Betätigung des Näherungsschalters detektiert. Empfindlichkeit für einen Benutzer kann gemäß einer Ausführungsform erlernt werden und dazu verwendet werden, die Empfindlichkeit der Näherungsschalter zu ändern, um so den Schwellenwert 70 auf einen niedrigeren Schwellenwert zu ändern, um die Empfindlichkeit zu erhöhen, oder kann den Schwellenwert 70 erhöhen, um die Empfindlichkeit zu senken. Alternativ dazu kann die Größenordnung des Aktivierungssignals 60 geändert werden, um das Signal 60 durch Ändern der Auflade-Burst-Länge zu erhöhen oder zu senken, um so die Empfindlichkeit der Näherungsschalter einzustellen.
Entsprechend stellt vorteilhafterweise die Näherungsschalteranordnung eine erlernte Benutzereinstellung der Empfindlichkeit von in einem Fahrzeug 10 vorgesehenen Näherungsschaltern 22 bereit. Durch Erlernen und Einstellen der Empfindlichkeit der Näherungsschalter 22 über die erlernte Empfindlichkeit kann eine verbesserte Empfindlichkeit der Detektion eines aktivierenden Fingers realisiert werden, um dem Benutzer eines über den Finger des Benutzers getragenen Handschuhs Rechnung zu tragen. Zusätzlich können Änderungen der Empfindlichkeit andere Variationen bei der Aktivierung durch einen Benutzer berücksichtigen, wie z. B. Finger unterschiedlicher Länge, unterschiedliche Längen bei Fingernägeln des Benutzers, die dafür verantwortlich sein können, dass sich der Finger weiter von dem Sensor weg befindet, oder eine bestimmte von dem Benutzer verwendete Streichbewegungstechnik.
Es versteht sich, dass Variationen und Modifizierungen an der oben erwähnten Struktur vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und es versteht sich weiter, dass solche Konzepte von den folgenden Ansprüchen gedeckt sein sollen, solange diese Ansprüche in ihrer Sprache nicht ausdrücklich etwas anderes aussagen.

Claims

Näherungsschalter mit Steuerung für erlernte Empfindlichkeit, umfassend: einen oder mehrere Näherungssensoren, die ein Erfassungsaktivierungsfeld bereitstellen; eine Erfassungssteuerungsschaltungsanordnung, die das Aktivierungsfeld bearbeitet, um Benutzeraktivierung des Schalters zu erfassen, indem das Aktivierungsfeld mit einem Schwellenwert verglichen wird; und eine Empfindlichkeitssteuerungsschaltungsanordnung, die Benutzerempfindlichkeit auf Basis von Benutzeraktivierung eines Empfindlichkeitssensors erlernt und die Empfindlichkeit des Schalters auf Basis der erlernten Benutzerempfindlichkeit steuert.
Näherungsschalter nach Anspruch 1, wobei der Näherungsschalter in einem Fahrzeug zur Verwendung durch einen Passagier in dem Fahrzeug angebracht ist.
Näherungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Näherungsschalter einen kapazitiven Sensor umfasst.
Näherungsschalter nach Anspruch 3, wobei die Empfindlichkeit des Schalters durch Einstellen der Burst-Länge eines an den kapazitiven Sensor angelegten Signals gesteuert wird.
Näherungsschalter nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Empfindlichkeit des Schalters durch Ändern des Schwellenwerts eingestellt wird.
Näherungsschalter nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Empfindlichkeitssteuerungsschaltungsanordnung bei Aktivierung des Sensors eine Lernroutine durchführt.
Näherungsschalter nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Empfindlichkeitssteuerungsschaltungsanordnung die Verwendung eines Handschuhs seitens des Benutzers erfasst.
Näherungsschalter nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter umfassend einen Temperatursensor, der eine Temperatur erfasst, wobei die Empfindlichkeit des Näherungsschalters weiter auf Basis der erfassten Temperatur gesteuert wird.
Näherungsschalter nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter umfassend eine Ausgabe zum Bereitstellen eines Ausgabesignals zur Steuerung einer Einrichtung.
Näherungsschalter nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Empfindlichkeitssensor einen zweckbestimmten, von einem Benutzer betätigten Schalter umfasst.
Kapazitiver Fahrzeugschalter mit Steuerung für erlernte Empfindlichkeit, umfassend: einen kapazitiven Sensor, der in einem Fahrzeug eingebaut ist und ein Erfassungsaktivierungsfeld bereitstellt; eine Erfassungssteuerungsschaltungsanordnung, die das Aktivierungsfeld bearbeitet, um Benutzeraktivierung des Schalters zu erfassen, indem das Aktivierungsfeld mit einem Schwellenwert verglichen wird; und eine Empfindlichkeitssteuerungsschaltungsanordnung, die Benutzerempfindlichkeit auf Basis von Benutzeraktivierung eines Empfindlichkeitssensors erlernt und die Empfindlichkeit des kapazitiven Schalters auf Basis der erlernten Benutzerempfindlichkeit steuert.
Kapazitiver Schalter nach Anspruch 11, weiter umfassend eine Ausgabe zum Bereitstellen eines Ausgabesignals zur Steuerung einer Einrichtung.
Verfahren zum Erfassen von Benutzernähe mit Steuerung für erlernte Empfindlichkeit, insbesondere zur Durchführung mit einem Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Erfassungsaktivierungsfelds mit einem Näherungssensor; Bearbeiten des Erfassungsaktivierungsfelds zum Erfassen einer Benutzeraktivierung des Näherungssensors durch Vergleich des Erfassungsaktivierungsfelds mit einem Schwellenwert; Erlernen der Benutzerempfindlichkeit auf Basis von Aktivierung eines Empfindlichkeitssensors; und Einstellen der Empfindlichkeit des Näherungssensors auf Basis der erlernten Benutzerempfindlichkeit.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Näherungssensor in einem Fahrzeug zur Verwendung durch einen Passagier in dem Fahrzeug angebracht ist.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Näherungssensor einen kapazitiven Sensor umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Empfindlichkeit durch Steuern der Burst-Länge eines an den kapazitiven Sensor angelegten elektrischen Signals eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Empfindlichkeit durch Änderung des Schwellenwerts eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei der Schritt des Erlernens der Benutzerempfindlichkeit das Erlernen der Benutzerempfindlichkeit während der Aktivierung eines zweckbestimmten Empfindlichkeitssensors umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei eine Lernroutine von einer Steuerungsanordnung bei Aktivierung des Empfindlichkeitssensors ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, weiter umfassend einen Schritt des Ausgebens eines Steuersignals auf Basis des Vergleichs zum Steuern einer Einrichtung.