具有柔性表面和凹陷的接近開關(guān)總成的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請是美國專利申請?zhí)枮?4/284, 659,申請日為2014年5月22日，標(biāo)題為"柔 性接近開關(guān)總成及開啟方法"的申請一一其是美國專利申請?zhí)枮?4/168, 614,申請日為 2014年1月30日，標(biāo)題為"具有虛擬按鈕模式的接近開關(guān)總成及開啟方法"的申請的部分 繼續(xù)申請一一的部分繼續(xù)申請，標(biāo)題為"具有虛擬按鈕模式的接近開關(guān)總成及開啟方法"的 申請是美國專利申請?zhí)枮?3/444, 393,申請日為2012年4月11日，標(biāo)題為"具有探索模式 的接近開關(guān)總成及開啟方法"的申請的部分繼續(xù)申請。前述的相關(guān)申請都通過引用在此并 入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明總體上涉及開關(guān)，且更具體地，涉及具有增強(qiáng)的開關(guān)開啟判定的接近開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0004] 機(jī)動車輛典型地配備有各種用戶可促動的開關(guān)，比如用于操作包括電動車窗、前 照燈、擋風(fēng)玻璃雨刮器、玻璃天窗或天窗、車內(nèi)燈、廣播和娛樂信息設(shè)備、以及各種其他設(shè)備 的開關(guān)。一般而言，需要由使用者促動這些類型的開關(guān)，以開啟或停止設(shè)備或者執(zhí)行某些 類型的控制功能。接近開關(guān)，比如電容開關(guān)，采用一個或多個接近傳感器生成感測開啟場 (senseactivationfield)，并感測指示使用者促動開關(guān)的開啟場變化，其典型地由使用 者手指非常接近或者接觸傳感器引起。電容開關(guān)典型地配置為基于對感測開啟場與閾值的 比較來檢測用戶促動開關(guān)。
[0005] 開關(guān)總成經(jīng)常采用多個相互非常接近的電容開關(guān)，并且總體上需要使用者選擇單 個期望的電容開關(guān)來執(zhí)行預(yù)期操作。在某些應(yīng)用中，比如在汽車中的使用，由于駕駛員注意 力分散，車輛的駕駛員查看開關(guān)的能力受限。在這些應(yīng)用中，需要容許使用者探索開關(guān)總成 以尋找特定按鈕同時避免過早判定開關(guān)開啟。因此，需要辨別使用者是打算開啟開關(guān)、還是 只是在專注于高優(yōu)先級任務(wù)比如駕駛的同時探索特定的開關(guān)按鈕、還是無意開啟開關(guān)。因 此，需要提供一種接近開關(guān)裝置，其增強(qiáng)例如車輛駕駛員對接近開關(guān)的使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種接近開關(guān)總成。該接近開關(guān)總成包括具有上表 面和底表面的剛性載體，設(shè)置在載體上的接近傳感器，以及設(shè)置在載體的上表面上的柔性 材料。該接近開關(guān)總成還包括在載體的上表面內(nèi)柔性材料和接近傳感器之間的區(qū)域中的凹 陷。凹陷大于接近傳感器。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中凹陷具有第一長度且接近傳感器具有第二長度， 其中第一長度大于第二長度至少5毫米。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中第一長度超出第二長度5至10毫米的范圍。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中凹陷具有在0. 5至2. 0毫米范圍內(nèi)的厚度。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中柔性材料是橡膠。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中氣隙在凹陷內(nèi)形成。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中接近傳感器設(shè)置在載體的底表面上。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進(jìn)一步包含控制電路，其監(jiān)控與接近傳感器相關(guān)聯(lián)的 開啟場并且當(dāng)用戶的手指按壓柔性材料時基于傳感器生成的關(guān)于閾值的信號來確定接近 開關(guān)的開啟。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中該總成包含多個接近開關(guān)以及延伸到載體中相鄰 的接近開關(guān)之間的至少一個槽，每個接近開關(guān)包含在載體的底表面上形成的接近傳感器和 在載體的上表面上形成的凹陷。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中該接近開關(guān)總成包含含有一個或多個電容傳感器 的電容開關(guān)。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中該總成安裝在車輛上。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中柔性材料包含設(shè)置在凹陷上的凸起部分。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種車輛接近開關(guān)總成。該車輛接近開關(guān)總成包 括具有第一和第二表面的剛性載體，設(shè)置在載體的第一表面上的接近傳感器，以及設(shè)置在 載體的第二表面上的柔性材料。該車輛接近開關(guān)總成還包括在載體的第二表面內(nèi)柔性材料 和接近傳感器之間的區(qū)域中形成氣隙的凹陷。凹陷長于接近傳感器。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中凹陷具有第一長度且接近傳感器具有第二長度， 其中第一長度大于第二長度至少5毫米。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中第一長度超出第二長度5至10毫米的范圍。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中凹陷具有在0. 5至2. 0毫米范圍內(nèi)的厚度。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中柔性材料是橡膠。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中該接近開關(guān)總成包含含有一個或多個電容傳感器 的電容開關(guān)。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中柔性材料包含設(shè)置在凹陷上的凸起部分。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中該總成包含多個接近開關(guān)以及延伸到載體中相鄰 的接近開關(guān)之間的至少一個槽，每個接近開關(guān)包含在載體的底表面上形成的接近傳感器和 在載體的上表面上形成的凹陷。
[0026] 通過本領(lǐng)域技術(shù)人員研究以下說明書、權(quán)利要求、和附圖，本發(fā)明的這些以及其它 方面、目的、和特征將會被理解和領(lǐng)會。
【附圖說明】
[0027] 圖1是具有頂置控制臺的機(jī)動車輛乘客艙的透視圖，該頂置控制臺采用根據(jù)一實 施例的接近開關(guān)總成；
[0028] 圖2是圖1中所示的頂置控制臺和接近開關(guān)總成的放大視圖；
[0029] 圖3是通過圖2中的III-III線截取的放大剖視圖，其顯示了接近開關(guān)相對于使 用者手指的排列；
[0030] 圖4是圖3中所示的每個電容開關(guān)所采用的電容傳感器的示意圖；
[0031] 圖5是說明了根據(jù)一實施例的接近開關(guān)總成的框圖；
[0032] 圖6是說明了與電容傳感器相關(guān)聯(lián)的一個信道（channel)的信號計數(shù)（signal count)的曲線圖，其顯示了開啟運動曲線；
[0033] 圖7是說明了與電容傳感器相關(guān)聯(lián)的兩個信道的信號計數(shù)的曲線圖，其顯示了滑 動探索/搜索運動曲線；
[0034] 圖8是說明了與電容傳感器相關(guān)聯(lián)的信號信道的信號計數(shù)的曲線圖，其顯示了緩 慢開啟運動曲線；
[0035] 圖9是說明了與電容傳感器關(guān)聯(lián)的兩個信道的信號計數(shù)的曲線圖，其顯示了快速 滑動探索/搜索運動曲線；
[0036] 圖10是說明了根據(jù)一實施例與處于探索/搜索模式的電容傳感器相關(guān)聯(lián)的三個 信道的信號計數(shù)的曲線圖，其說明了在峰值時的穩(wěn)定按壓開啟；
[0037] 圖11是說明了根據(jù)另一實施例與處于探索/搜索模式的電容傳感器相關(guān)聯(lián)的三 個信道的信號計數(shù)的曲線圖，其說明了在信號下降到低于峰值時的穩(wěn)定按壓開啟；
[0038] 圖12是說明了根據(jù)又一實施例與處于探索/搜索模式的電容傳感器相關(guān)聯(lián)的三 個信道的信號計數(shù)的曲線圖，其說明了小鍵盤（pad)上的增加的穩(wěn)定壓力以開啟開關(guān)；
[0039] 圖13是說明了根據(jù)又一實施例與處于探索模式的電容傳感器相關(guān)聯(lián)的三個信道 的信號計數(shù)的曲線圖，其根據(jù)增加的穩(wěn)定壓力選擇小鍵盤；
[0040] 圖14是說明了根據(jù)一實施例用狀態(tài)機(jī)（statemachine)實施的電容開關(guān)總成的 五種狀態(tài)的狀態(tài)圖；
[0041] 圖15是說明了根據(jù)一實施例的執(zhí)行開啟開關(guān)總成的開關(guān)的方法的例程的流程 圖；
[0042] 圖16是說明了開關(guān)開啟和開關(guān)釋放處理的流程圖；
[0043] 圖17是說明了在無開關(guān)開啟（switchnone)和開關(guān)開啟（switchactive)狀態(tài) 之間轉(zhuǎn)換的邏輯的流程圖；
[0044] 圖18是說明了從開關(guān)開啟狀態(tài)向無開關(guān)開啟狀態(tài)或開關(guān)閾值狀態(tài)轉(zhuǎn)換的邏輯的 流程圖；
[0045] 圖19是說明了在開關(guān)閾值與開關(guān)搜索狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的例程的流程圖；
[0046] 圖20是說明了實施開關(guān)搜索狀態(tài)的虛擬按鈕方法的流程圖；
[0047] 圖21是說明了根據(jù)又一實施例與具有用于開啟開關(guān)的探索模式和虛擬按鈕模式 的電容傳感器相關(guān)聯(lián)的信道的信號計數(shù)的曲線圖；
[0048] 圖22是說明了用于虛擬按鈕模式的信號計數(shù)的曲線圖，其中開啟不被觸發(fā)；
[0049] 圖23是說明了根據(jù)圖21的實施例在探索模式中用于電容傳感器的信號計數(shù)的曲 線圖，其進(jìn)一步說明了開關(guān)被開啟；
[0050] 圖24是說明了根據(jù)圖21的實施例用于電容傳感器的信號計數(shù)的曲線圖，其進(jìn)一 步說明了開啟被觸發(fā)；
[0051] 圖25是說明了根據(jù)圖21的實施例用于電容傳感器的信號計數(shù)的曲線圖，其進(jìn)一 步說明了用于退出虛擬按鈕模式和重新進(jìn)入虛擬按鈕模式的超時；
[0052] 圖26是說明了根據(jù)圖21所示的實施例用虛擬按鈕模式處理信號信道的例程的流 程圖；
[0053] 圖27是說明了根據(jù)圖21的實施例處理信號信道的虛擬按鈕方法的流程圖；
[0054] 圖28A是根據(jù)另一實施例具有接近開關(guān)和相對于在第一位置中所示的用戶手指 的覆蓋柔性材料的接近開關(guān)總成的剖視圖；
[0055] 圖28B是圖28A的接近開關(guān)總成的剖視圖，其進(jìn)一步說明了在第二位置中的用戶 的手指；
[0056] 圖28C是圖28A的接近開關(guān)總成的剖視圖，其進(jìn)一步說明了在第三位置中手指按 壓進(jìn)入柔性層中；
[0057] 圖28D是說明了通過接近傳感器中的一個響應(yīng)于在圖28A-28C所示的手指的運動 和柔性覆蓋面的按壓而生成的信號的曲線圖；
[0058] 圖29A是根據(jù)又一實施例的接近開關(guān)總成和在第一位置中所示用戶手指的剖視 圖，其中接近開關(guān)總成采用具有含氣隙的凸起區(qū)域的柔性覆蓋面材料；
[0059] 圖29B是圖29A的接近開關(guān)總成的剖視圖，其進(jìn)一步說明了在第二位置中的用戶 的手指；
[0060] 圖29C是圖29A中所示的接近開關(guān)總成的剖視圖，其進(jìn)一步說明了通過在第三位 置中的用戶手指按壓開關(guān)；
[0061] 圖29D是說明了通過傳感器中的一個響應(yīng)如圖29A-29C中所示的手指的運動而生 成的信號的曲線圖；
[0062] 圖30是說明了具有柔性材料覆蓋和虛擬按鈕模式的電容開關(guān)總成的各種狀態(tài)的 狀態(tài)圖；
[0063] 圖31是說明了根據(jù)一個實施例處理用具有柔性材料覆蓋的接近開關(guān)生成的信號 的例程的流程圖；
[0064] 圖32是根據(jù)一個實施例具有接近開關(guān)總成的車輛頂置控制臺的透視剖視圖，其 中接近開關(guān)總成采用載體上的凹陷和柔性覆蓋物；
[0065] 圖33是圖32所示的頂置控制臺和開關(guān)總成的俯視圖，其中用隱藏的虛線示出了 傳感器和凹陷；
[0066] 圖34A是根據(jù)一個實施例圖32所示的接近開關(guān)總成和在第一位置中的所示的用 戶的手指的剖視圖；
[0067] 圖34B是圖34A的接近開關(guān)總成的剖視圖，其進(jìn)一步說明了在第二位置中的用戶 的手指；
[0068] 圖34C是圖34A中看到的接近開關(guān)總成的剖視圖，其進(jìn)一步說明了通過在第三位 置中的用戶手指按壓開關(guān)；
[0069] 圖34D是說明了響應(yīng)于如圖34A-34C所示的手指的運動，接近傳感器之一生成的 信號的曲線圖；
[0070] 圖35是根據(jù)另一個實施例具有接近開關(guān)總成的車輛頂置控制臺的透視剖視圖， 其中接近開關(guān)總成采用相鄰的傳感器之間的槽；
[0071] 圖36是圖35所示的頂置控制臺和開關(guān)總成的俯視圖，其中用隱藏線示出了傳感 器，凹陷和槽；
[0072] 圖37A是根據(jù)一個實施例圖35所示的接近開關(guān)總成和在第一位置中的所示的用 戶的手指的剖視圖；
[0073] 圖37B是圖37A的接近開關(guān)總成的剖視圖，其進(jìn)一步說明了在第二位置的用戶的 手指；
[0074] 圖37C是圖37A中所示的接近開關(guān)總成的剖視圖，其進(jìn)一步說明了在第三位置中 的用戶的手指；
[0075] 圖37D是圖37A中看到的接近開關(guān)總成的剖視圖，其進(jìn)一步說明了在第四位置中 的用戶的手指；
[0076] 圖37E是說明了響應(yīng)于圖37A-37D所示的手指的運動，兩個傳感器生成的兩個信 號的曲線圖；以及
[0077] 圖38是根據(jù)又一實施例接近開關(guān)總成的剖視圖，其中接近開關(guān)總成采用具有凹 陷和在每個凹陷之上柔性材料中的凸起區(qū)域的柔性覆蓋材料。
【具體實施方式】
[0078]按照規(guī)定，在此公開本發(fā)明的詳細(xì)的實施例；然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，公開的實施例 僅為本發(fā)明的示例，其可以實施為各種替代形式。附圖不一定是具體設(shè)計；某些示意圖可以 放大或縮小以顯示功能概況。因此，本發(fā)明公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制， 而僅僅是作為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員不同地使用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0079] 參照圖1和2,根據(jù)一實施例，車輛10內(nèi)部總體上顯示為具有乘客艙和開關(guān)總成 20,開關(guān)總成20采用多個接近開關(guān)22,接近開關(guān)22具有開關(guān)開啟監(jiān)控和判定。車輛10總 體上包括裝配在車輛乘客艙頂部的車頂或天花板下側(cè)的頂棚上的頂置控制臺12,其總體上 處在前排乘客座位區(qū)上方。根據(jù)一實施例，開關(guān)總成20具有在頂置控制臺12上相互鄰近 安置的多個接近開關(guān)22。各種接近開關(guān)22可以控制若干車輛裝置和功能中的任意一個，比 如控制天窗或玻璃天窗16的運動、控制天窗遮陽板18的運動、控制一個或多個照明設(shè)備、 比如內(nèi)部地圖/閱讀燈和頂燈30的開啟，以及控制各種其他裝置和功能。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識 至IJ，接近開關(guān)22可以位于車輛10的其他位置，比如位于儀表板、位于其他控制臺例如中央 控