Устройство обнаружения касания
Изобретение относится к устройству обнаружения касания. Технический результат заключается в предотвращении ошибочного распознавания касания. Устройство содержит первый электрод и второй электрод, обращенные друг к другу, схему распознавания возбуждения электростатического емкостного типа, первую переключающую схему, которая совершает переключение между соединением и разъединением между первым электродом и землей, и вторую переключающую схему, которая совершает переключение между соединением и разъединением между первым электродом и вторым электродом. Схема распознавания возбуждения совершает переключение между первым состоянием и вторым состоянием и распознает изменение электростатической емкости в первом состоянии и изменение электростатической емкости во втором состоянии. 3 з.п. ф-лы, 10 ил.
Уровень техники
1. Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Изобретение относится к устройству обнаружения касания, которое устанавливается на ручке двери транспортного средства.
2. Описание предшествующего уровня техники
[0002] Большое число транспортных средств, оборудованных системой бесключевого доступа, включающей в себя устройство обнаружения касания электростатического емкостного типа, появилось на рынке. В такой системе бесключевого доступа устройство обнаружения касания предусматривается на дверной ручке, и запирание и отпирание двери управляется согласно результату обнаружения касания.
[0003] Как показано на фиг. 7A, в состоянии ожидания устройства обнаружения касания чувствительный электрод 101 возбуждается посредством источника 102 сигнала возбуждения, и распознается отсутствие изменений в емкости C101, сформированной между чувствительным электродом 101 и землей (GND). Когда палец 103 пользователя приближается к чувствительному электроду 101, как показано на фиг. 7B, емкость C102 формируется между чувствительным электродом 101 и пальцем 103. Поэтому касание между пользователем и дверной ручкой распознается посредством распознавания изменения в емкости, соответствующей параллельному добавлению емкости C102 к емкости C101. Распознавание, показанное на фиг. 7B, осуществляется, предусматривая, что пользователь, носящий электронный ключ, присутствует в диапазоне распознавания, определенном системой бесключевого доступа.
[0004] Когда устройство обнаружения касания распознает касание с пользователем, который приблизился к транспортному средству снаружи, система транспортного средства отпирает дверь, а когда устройство обнаружения касания распознает касание с пользователя, который выходит за пределы транспортного средства, система транспортного средства запирает дверь.
[0005] Как описано в публикации японской патентной заявки № 2010-139362 (JP 2010-139362 A), публикации японской патентной заявки № 2009-133777 (JP 2009-133777 A), публикации японской патентной заявки № 2007-077797 (JP 2007-077797 A), публикации японской патентной заявки № 2012-129762 (JP 2012-129762 A) и публикации японской патентной заявки № 2009-218876 (JP 2009-218876 A), изменение в электростатической емкости, вызванное каплями дождя, которые прилипают к поверхности дверной ручки во время дождя, могут быть ошибочно распознаны вышеупомянутым устройством обнаружения касания как касание с пользователем. Причина такого ошибочного распознавания, вызванного каплями дождя, описывается ниже.
[0006] Фиг. 8A - это вид в поперечном разрезе, взятый посредством разреза дверной ручки 104 в вертикальном направлении. Чувствительный электрод 101 размещается внутри дверной ручки 104 на расстоянии от внешней поверхности 104a корпуса дверной ручки. Чувствительный электрод 101 формирует емкость Ca с внешней поверхностью 104a корпуса, а внешняя поверхность 104a корпуса формирует емкость Cb с покровом 105 тела, служащим в качестве заземляющего проводника. Поэтому емкость C101 может, в общем, быть представлена как последовательно включенная емкость емкости Ca и емкости Cb. В отличие от этого, как показано на фиг. 8B, когда капля D дождя прилипает к внешней поверхности 104a корпуса во время дождя, внешняя поверхность 104a корпуса и покров 105 тела формируют емкость Cb' в состоянии, в котором капля дождя расположена между ними.
[0007] Состояние между чувствительным электродом 101 и внешней поверхностью корпуса является одинаковым на фиг. 8A и 8B, но между внешней поверхностью корпуса и покровом 105 тела на фиг. 8A присутствует воздух, тогда как капля дождя присутствует на фиг. 8B. Поскольку относительная диэлектрическая постоянная εr воздуха принимается как 1, а диэлектрическая постоянная εr воды равна приблизительно 80, уравнение C=εrε0*S/d, представляющее емкость параллельного плоского конденсатора (здесь, ε0 - это диэлектрическая постоянная вакуума, S - площадь поверхности электрода, и d - расстояние между электродами), указывает, что емкость Cb', реализованная, когда капля дождя прилипла, соответственно больше обычной емкости Cb. Когда устройство обнаружения касания распознает изменение в C (воды), которое является значением емкости C101 на фиг. 8B, относительно С (воздуха), которое является значением емкости C101 на фиг. 8A, на том же уровне, что и изменение в емкости, вызванное касанием с пальцем 103 пользователя, касание может быть ошибочно распознано, даже когда не существует касания с пользователем.
[0008] Соответственно, JP 2010-139362 A предлагает использование сдвига в распределении вероятности значения изменения емкости, вызванного прилипанием капель дождя, и сдвига порогового значения, используемого для сравнения значения изменения емкости, для определения наличия/отсутствия касания во время дождя. Дополнительно, JP 2009-133777 A предлагает уменьшение чувствительности обнаружения касания в местоположении на дверной ручке, где дождевая вода вероятно должна оставаться. JP 2007-077797 A, JP 2012-129762 A и JP 2009-218876 A также предлагают устройства обнаружения касания, выполненные с возможностью избегать ошибочного распознавания, вызванного водой.
[0009] Однако, когда большое количество воды покрывает транспортное средство, как в случае, когда транспортное средство моется в комплексе автоматической мойки или посредством водомета высокого давления, с устройствами обнаружения касания электростатического емкостного типа предшествующего уровня техники, реализуется состояние, которое близко к тому, когда человек касается дверной ручки, и, следовательно, ошибочного распознавания трудно избегать. Когда транспортное средство моется в комплексе автоматической мойки, пользователь наиболее часто находится внутри салона транспортного средства, но когда система транспортного средства ошибочно обнаруживает воду, разбрызгиваемую снаружи салона транспортного средства как касание пользователя, то это ошибочно распознается как состояние, в котором электронный ключ остается внутри транспортного средства и неправильное срабатывание выдачи предупреждения с помощью предупредительной лампы или зуммера может быть выполнено. Кроме того, когда пользователь интенсивно осуществляет мойку транспортного средства методом пульверизации снаружи транспортного средства, система транспортного средства может неправильно срабатывать и отпирать двери, хотя пользователь не имеет намерения входить в транспортное средство. Получающимся в результате неудобством для пользователя является то, что меры на основе его/ее собственного суждения должны быть предприняты относительно такого автоматического ответа от системы транспортного средства. Вышеупомянутое ошибочное распознавание и неправильное срабатывание могут также происходить во время шторма, такого как тайфун.
Сущность изобретения
[0010] Целью изобретения является предоставление устройства обнаружения касания электростатического емкостного типа, которое может предотвращать ошибочное распознавание, даже когда большое количество воды покрывает транспортное средство.
[0011] Аспект изобретения относится к устройству обнаружения касания электростатического емкостного типа, которое распознает касание человеческого тела с дверной ручкой, включающему в себя: первый электрод и второй электрод, расположенные внутри дверной ручки и обращенные друг к другу, при этом расстояние между первым электродом и вторым электродом изменяется посредством приложения давления к внешней поверхности дверной ручки; схему распознавания возбуждения, которая возбуждает электрод, соединенный с выводом распознавания возбуждения, посредством электростатической емкости и распознает изменение электростатической емкости; первую переключающую схему, которая совершает переключение между соединением и разъединением между первым электродом и GND; и вторую переключающую схему, которая совершает переключение между соединением и отсоединением между первым электродом и вторым электродом, при этом схема распознавания возбуждения совершает периодическое переключение между первым состоянием и вторым состоянием и распознает изменение электростатической емкости в первом состоянии и изменение электростатической емкости во втором состоянии, чтобы определять касание человеческого тела с дверной ручкой, если изменение электростатической емкости в первом состоянии превышает первое пороговое значение и изменение электростатической емкости во втором состоянии превышает второе пороговое значение. Первое состояние - это состояние, в котором второй электрод соединяется с терминалом распознавания возбуждения, первый электрод и GND отсоединяются друг от друга посредством первой переключающей схемы, и первый электрод и второй электрод соединяются друг с другом посредством второй переключающей схемы. Второе состояние - это состояние, в котором первый электрод и GND соединяются друг с другом посредством первой переключающей схемы, и первый электрод и второй электрод отсоединяются друг от друга посредством второй переключающей схемы.
[0012] Согласно этому аспекту, поскольку устройство обнаружения касания может распознавать изменение электростатической емкости, вызванное эффектом приближения физического тела к дверной ручке в первом состоянии, возможность касания между человеческим телом и дверной ручкой может быть распознана, даже когда присутствует вода, покрывающая дверную ручку. Дополнительно, во втором состоянии, в результате касания с дверной ручкой, геометрическое расположение первого электрода и второго электрода в устройстве обнаружения касания изменяется, тем самым, делая возможным распознавание изменения электростатической емкости. Геометрическое расположение внутри устройства обнаружения касания вряд ли будет изменяться посредством большого количества воды, и распознавание изменений в геометрическом расположении, вызванных непреднамеренным столкновением с физическими телами, может быть исключено в сочетании с результатом электростатического распознавания в первом состоянии. Поэтому, касание с человеческим телом может быть точно идентифицировано. Из вышесказанного следует, что устройство обнаружения касания электростатического емкостного типа может быть предусмотрено так, что ошибочное распознавание может быть предотвращено, даже когда транспортное средство покрывается большим количеством воды.
[0014] Геометрическое расположение первого электрода и второго электрода внутри устройства обнаружения касания может быть легко изменено посредством касания между человеческим телом и дверной ручкой. [0015] Первый электрод может иметь площадь поверхности больше площади поверхности второго электрода.
[0016] Поскольку электростатическая емкость, сформированная между вторым электродом и человеческим телом посредством шунтирования первого электрода, становится ничтожно малой, электростатическая емкость между вторым электродом и дождевой водой, которая прилипла к дверной ручке вследствие того, что дверная ручка была покрыта водой, также становится ничтожно малой. Поэтому, даже когда изменение электростатической емкости является очень небольшим вследствие очень малого изменения в межэлектродном расстоянии во втором состоянии, изменение в электростатической емкости может быть распознано с хорошей точностью.
[0017] Дополнительно, вещество, имеющее диэлектрическую постоянную, больше диэлектрической постоянной воздуха, может быть помещено между первым электродом и вторым электродом.
[0018] Во втором состоянии электростатическая емкость, сформированная между первым электродом и вторым электродом, может быть увеличена. Поэтому, чувствительность распознавания давления и точность распознавания могут быть увеличены. Дополнительно, поскольку электростатическая емкость может быть увеличена в состоянии, в котором увеличение в площади поверхности электрода запрещается, корпус устройства может быть уменьшен в размере, и хорошая работоспособность может быть гарантирована.
[0019] Дополнительно, распознавание изменения электростатической емкости в первом состоянии и распознавание изменения электростатической емкости во втором состоянии может быть осуществлено поочередно предопределенное число раз, и может быть распознано, что человеческое тело вошло в касание с дверной ручкой, когда изменения в электростатической емкости в первом состоянии и втором состоянии все распознаются как соответствующие касанию человеческого тела с дверной ручкой предопределенного числа раз.
[0020] Когда человеческое тело входит в касание с дверной ручкой, состояние касания поддерживается в течение некоторого времени. Поэтому, когда первый период и второй период переключаются, чтобы повторяться предопределенное число раз, касание с человеческим телом может постоянно распознаваться, и ошибочное распознавание, вызванное шумом, может быть исключено.
Краткое описание чертежей
[0021] Признаки, преимущества и техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления изобретения описываются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичные номера обозначают аналогичные элементы, и на которых:
Фиг. 1 - это прозрачный вид в перспективе, иллюстрирующий вариант осуществления изобретения и показывающий конфигурацию устройства обнаружения касания;
Фиг. 2 - это прозрачный вид в перспективе окрестностей дверной ручки, который иллюстрирует вариант осуществления изобретения и объясняет расположение устройства обнаружения касания;
Фиг. 3 - это принципиальная схема, иллюстрирующая вариант осуществления изобретения и объясняющая первое состояние устройства обнаружения касания;
Фиг. 4 - это принципиальная схема, иллюстрирующая вариант осуществления изобретения и объясняющая первое состояние устройства обнаружения касания;
Фиг. 5 иллюстрирует вариант осуществления изобретения и объясняет последовательность работы устройства обнаружения касания;
Фиг. 6 - это блок-схема, иллюстрирующая вариант осуществления и объясняющая работу устройства обнаружения касания;
Фиг. 7A - это принципиальная схема в состоянии ожидания, которая иллюстрирует предшествующий уровень техники;
Фиг. 7B - это принципиальная схема в состоянии касания с человеческим телом, которая иллюстрирует предшествующий уровень техники;
Фиг. 8A иллюстрирует предшествующий уровень техники и объясняет состояние, в котором дверная ручка не покрыта водой; и
Фиг. 8B иллюстрирует предшествующий уровень техники и объясняет состояние, в котором дверная ручка покрыта водой.
Подробное описание вариантов осуществления
[0022] Вариант осуществления изобретения объясняется ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи.
[0023] Фиг. 2 - это общий вид конфигурации дверной ручки 10 согласно варианту осуществления. В этом случае внимание фокусируется на расположении устройства 1 обнаружения касания в дверной ручке 10.
[0024] Дверная ручка 10 показана как дверная ручка водительской двери. Устройство 1 обнаружения касания - это устройство электростатического емкостного типа, и область (см. фиг. 1), которой должен касаться палец водителя, устанавливается на верхней поверхности близко к переднему концу дверной ручки 10. Устройство 1 обнаружения касания обеспечивается электродом 1a, электродом 1b и схемой 1c распознавания возбуждения. Электрод 1a предусматривается в положении, которое задается направленным внутрь дверной ручки 10 от внешней поверхности 10a корпуса, таким образом, чтобы быть обращенной к вышеупомянутой области. Другие элементы устройства 1 обнаружения касания размещаются внутри дверной ручки 10 относительно позиции электрода 1a. Таким образом, электрод 1b размещается ниже электрода 1a и напротив него, а схема 1c распознавания возбуждения предусматривается в окружающем местоположении сбоку или ниже электрода 1a и электрода 1b.
[0025] Фиг. 1 показывает подробную конфигурацию устройства 1 обнаружения касания. Для удобства иллюстрации дверная ручка 10 соответствующим образом срезана, взята только окружность, где устройство 1 обнаружения касания предусматривается, и элементы устройства 1 обнаружения касания показаны сплошными линиями в состоянии, в котором внутренность дверной ручки 10 видна насквозь.
[0026] Область, которой должен касаться палец (человеческое тело) 20 пользователя, в дверной ручке 10 предусматривается видимой как область 10x площадки. Электрод (первый электрод) 1a устанавливается на внутреннюю поверхность полимерного тела с толщиной δ, которая составляет корпус 10A, так что полимерное тело помещается между электродом и внешней поверхностью 10a корпуса дверной ручки 10. Таким образом, расстояние, равное δ, поддерживается между участком P в области 10x площадки, которой касается палец 20, и электродом 1a. Электрод 1a формируется, чтобы иметь площадь поверхности больше площади поверхности электрода 1b, и электрод (второй электрод) 1b фиксируется так, чтобы находиться в области непосредственно ниже электрода 1a и располагаться напротив него.
[0027] На фиг. 1 внутренность корпуса 10A, окруженная полимерным телом, показана как пустое пространство, но диэлектрик, имеющий диэлектрическую постоянную (относительную диэлектрическую постоянную) больше диэлектрической постоянной воздуха, в особенности, вещество с высокой диэлектрической постоянной, такое как карбамидная смола или сегнетова соль, может быть помещено между электродом 1a и электродом 1b. Расстояние между электродом 1a и электродом 1b изменяется, когда внешняя поверхность 10a корпуса нажимается пальцем 20, и корпус 10A деформируется.
[0028] Схема 1c распознавания возбуждения осуществляет операцию распознавания возбуждения посредством способа электростатической емкости, такого как способ переключаемого конденсатора. На фиг. 1 эта схема показана как блок, очерчивающий схему, и форма и размещение его не заданы. Поскольку традиционная схема может быть использована для такой операции распознавания возбуждения, она не объясняется в данном документе подробно. Схема 1c распознавания возбуждения может управляться, например, посредством датчика дверного замка и электронного блока управления (ECU) дверного замка. Схема 1c распознавания возбуждения возбуждает, посредством вышеупомянутого способа электростатической емкости, по меньшей мере, один из двух электродов, соединенных с выводом O распознавания возбуждения, как описано ниже в данном документе, от одного из электрода 1a и электрода 1b. Изменение подключенной электростатической емкости распознается через вывод O распознавания возбуждения. Другой вывод электростатической емкости, который формирует пару с выводом O распознавания возбуждения, который является одним выводом, является выводом опорного потенциала, такого как GND (этот вывод не показана на чертеже).
[0029] Электрод 1b соединяется в любое время с выводом O распознавания возбуждения. Устройство 1 обнаружения касания обеспечивается переключающей схемой (первой переключающей схемой) SW1 и переключающей схемой (второй переключающей схемой) SW2, которые переключают состояние соединения электрода 1a с выводом O распознавания возбуждения и электродом 1b. Переключающая схема SW1 переключает соединение/разъединение между электродом 1a и GND. Переключающая схема SW2 переключает соединение/разъединение между электродом 1a и электродом 1b, т.е. выводом O распознавания возбуждения. Переключающая схема SW1 и переключающая схема SW2 управляются посредством комплементарной логики, так что состояние соединения и состояние разъединения поочередно реверсируются, например, посредством одного и того же управляющего сигнала cs, выводимого из схемы 1c распознавания возбуждения. Примеры такой переключающей схемы SW1 и переключающей схемы SW2 включают в себя n-канальный полевой транзистор и p-канальный полевой транзистор, а также биполярный транзистор pnp-типа и биполярный транзистор npn-типа. Переключающая схема SW1 и переключающая схема SW2 могут также управляться посредством соответствующих независимых управляющих сигналов. В этом случае, транзисторы одинаковой полярности могут быть использованы в качестве переключающей схемы SW1 и переключающей схемы SW2. Схема 1c распознавания возбуждения продолжает операцию периодического переключения состояния соединения с помощью переключающей схемы SW1 и состояния соединения с помощью переключающей схемы SW2 в состоянии ожидания, а также в состоянии касания с пользователем.
[0030] Электрод 1a в вышеупомянутом примере предусматривается так, чтобы быть обращенным к верхней поверхности дверной ручки 10, но этот электрод может быть также предусмотрен так, чтобы быть обращенным к другому местоположению, например, боковой поверхности 10m дверной ручки 10, которая находится дальше от панели 11 двери, как показано на фиг. 2. Дополнительно, электрод 1a в вышеупомянутом примере объясняется без различия между применениями для запирания и отпирания двери, но также возможно предусматривать отдельно электрод 1n на боковой поверхности дверной ручки 10 на стороне панели 11 двери и использовать электрод 1a в качестве чувствительного электрода для запирания и использовать электрод 1n в качестве чувствительного электрода для отпирания, как показано на фиг. 2. Электрод 1n также объединяется с одним или более электродом, формируя пару с ним, тем же образом, что и с электродом 1b.
[0031] Работа обнаруживающего касание устройства 1 вышеописанной конфигурации объясняется ниже со ссылкой на фиг. 3-6. Ниже рассматривается состояние, когда палец 20 пользователя дотрагивается области 10x площадки, после того как электронный ключ был распознан системой транспортного средства.
[0032] Состояние, в котором электрод 1a и GND отсоединяются друг от друга посредством переключающей схемы SW1, и электрод 1a и электрод 1b соединяются друг с другом посредством переключающей схемы SW2, как показано на фиг. 3, называется первым состоянием. В первом состоянии электростатическая емкость C1 формируется между пальцем 20 и электродом 1a, соединенным с электродом 1b. Схема 1c распознавания возбуждения осуществляет операцию приложения напряжения возбуждения к электростатической емкости C1, соединенной с выводом O распознавания возбуждения, и определения, посредством сравнения с первым пороговым значением времени, продолжительности времени до тех пор, пока опорное напряжение не будет достигнуто внутри схемы 1c распознавания возбуждения. Когда значение изменения электростатической емкости, превышающее пороговое значение (первое пороговое значение, соответствующее первому временному порогу), распознается посредством сравнения с электростатической емкостью, которая была сформирована между GND (покровом тела) и электродом 1a, соединенным с электродом 1b, прежде чем палец 20 дотрагивается области 10x площадки, распознается, что пользователь мог дотронуться дверной ручки 10. Такое значение изменения электростатической емкости, которое превышает пороговое значение, может также быть распознано, когда транспортное средство покрыто водой.
[0033] Состояние, в котором электрод 1a и GND соединяются друг с другом посредством переключающей схемы SW1, и электрод 1a и электрод 1b отсоединяются друг от друга посредством переключающей схемы SW2, как показано на фиг. 4, называется вторым состоянием. Во втором состоянии электростатическая емкость C2 формируется между электродом 1a и электродом 1b. В этом состоянии, тем же образом, что и в первом состоянии, когда палец 20 прижимается к области 10x площадки, корпус 10A деформируется, электрод 1a смещается вниз, и расстояние (межэлектродное расстояние) между электродом 1a и электродом 1b уменьшается с d0, прежде чем нажатие было применено пальцем 20, до d1 (d1<d0). В результате, как следует из уравнения выше, которое представляет емкость параллельного плоского конденсатора, электростатическая емкость C2 становится больше значения в состоянии ожидания. Дополнительно, поскольку электрод 1a соединяется с GND, эффективная электростатическая емкость С3 не формируется между электродом 1a и GND (покров тела). Дополнительно, электрод 1b может формировать электростатическую емкость с пальцем 20, посредством шунтирования замкнутого контура электрода 1a, но поскольку площадь поверхности электрода 1a становится больше площади поверхности электрода 1b, электростатическая емкость, сформированная между электродом 1b и пальцем 20, ничтожно мала. В особенности, когда электрод 1b находится в области непосредственно под электродом 1a, электростатическая емкость, сформированная между электродом 1b и пальцем 20, может быть сделана даже меньше.
[0034] Схема 1c распознавания возбуждения осуществляет операцию приложения напряжения возбуждения к электростатической емкости C2, соединенной с выводом O распознавания возбуждения, и распознавания, посредством сравнения со вторым временным пороговым значением, продолжительности времени до тех пор, пока опорное напряжение не будет достигнуто внутри схемы 1c распознавания возбуждения. Когда значение изменения электростатической емкости, превышающей пороговое значение (второе пороговое значение, соответствующее второму временному пороговому значению), обнаруживается посредством сравнения с электростатической емкостью C2, сформированной, когда межэлектродное расстояние равно d0, распознается, что пользователь дотронулся дверной ручки 10. Значение изменения электростатической емкости, которая превышает пороговое значение, является таким, что не может быть вызвано приложением давления воды к транспортному средству, когда транспортное средство покрыто большим количеством воды, в результате задания жесткости корпуса 10A. Поскольку электростатическая емкость, сформированная между электродом 1b и пальцем 20, уменьшается, как упомянуто выше в данном документе, электростатическая емкость между электродом 1b и дождевой водой, которая вызывается водой, покрывающей дверную ручку 10, также уменьшается до ничтожно малого уровня. Следовательно, во втором состоянии, даже если изменение в электростатической емкости C2 очень мало вследствие очень небольшого изменения в межэлектродном расстоянии, изменение в электростатической емкости C2 может быть распознано с хорошей точностью.
[0035] Дополнительно, как описано выше в данном документе, электростатическая емкость C2 может быть увеличена посредством размещения диэлектрика с относительной диэлектрической постоянной больше 1, прежде всего, вещества с высокой диэлектрической постоянной, между электродом 1a и электродом 1b. Следовательно, чувствительность распознавания давления и точность распознавания могут быть увеличены. В результате, электростатическая емкость C2 может быть увеличена в состоянии, в котором увеличение в площади поверхности электрода запрещается. Следовательно, корпус устройства может быть уменьшен в размере, и хорошая функциональность может быть гарантирована. Другим результатом, который может быть получен с помощью конфигурации, в которой диэлектрик вставляется между электродом 1a и электродом 1b, является то, что электроды могут быть зафиксированы в состоянии, в котором индуцированное давлением смещение разрешается.
[0036] Таким образом, в варианте осуществления, устройство 1 обнаружения касания первоначально устанавливается в первое состояние, и распознается, изменилась или нет электростатическая емкость С1 из состояния ожидания, чтобы превышать первое пороговое значение. Затем устройство 1 обнаружения касания устанавливается во второе состояние, и распознается, изменилась или нет электростатическая емкость C2 из состояния ожидания, чтобы превышать второе пороговое значение. Когда распознается изменение емкости, которое превышает как первое пороговое значение, так и второе пороговое значение, определяется, что пользователь вошел в касание с дверной ручкой 10. Изменение емкости в первом состоянии определяется посредством эффекта приближения физического тела к дверной ручке 10, а изменение емкости во втором состоянии определяется посредством изменения геометрической конфигурации электрода 1a и электрода 1b внутри устройства 1 обнаружения касания согласно давлению, приложенному к дверной ручке 10.
[0037] Геометрическое расположение внутри устройства 1 распознавания касания вряд ли должно изменяться посредством большого количества воды, и распознавание изменений в геометрическом расположении, вызванных непреднамеренным столкновением с физическими телами, может быть исключено в сочетании с результатом электростатического распознавания в первом состоянии. Следовательно, касание с человеческим телом может быть точно идентифицировано. Из вышесказанного следует, что устройство обнаружения касания электростатического емкостного типа может быть предусмотрено так, что ошибочное распознавание может быть предотвращено, даже когда транспортное средство покрыто большим количеством воды. Дополнительно, результат того, что геометрическое расположение едва ли должно изменяться, когда транспортное средство покрыто водой, особенно значим, когда позиция электрода 1a, объясненная на фиг. 2, обращена к верхней поверхности дверной ручки 10.
[0038] Дополнительно, операция определения в первом состоянии и втором состоянии может осуществляться посредством схемы 1c распознавания возбуждения, но она может также быть выполнена в управляющей схеме, такой как ECU дверного замка, управляющей схемой 1c распознавания возбуждения, посредством осуществления, когда необходимо, аналого-цифрового (AD) преобразования из результата распознавания, выведенного из схемы 1c распознавания возбуждения.
[0039] Дополнительно, дверная ручка, соответствующая системе бесключевого доступа, такой как показанная на фиг. 2, конфигурируется из внешнего фрагмента (корпус 10A), составляющего поверхность конструкции, и внутренней сборке схемы обнаружения и электродов датчика (электрода 1a, электрода 1b, схемы 1c распознавания возбуждения и т.д.). Продукты, в которых форма электрода датчика изменяется для каждой конструкции, должны быть подготовлены общепринятым способом как внутренние сборки, но вариант осуществления с дверной ручкой 10 внутренняя сборка одного типа может быть использована во всех конструкциях, поскольку электрод (электрод 1a) на стороне, близкой к функциональной части, отливается вместе с внешней частью.
[0040] Последовательность вышеупомянутой операции распознавания емкости, операции распознавания касания и управления запиранием-отпиранием двери объясняется ниже.
[0041] Как показано на фиг. 5, выполнение операции обнаружения емкости и операции распознавания касания переключается так, что первый период T1, относящийся к первому состоянию, в котором распознается емкость, сформированная человеческим телом, и второй период T2, относящийся ко второму состоянию, в котором распознается давление, приложенное к дверной ручке 10, повторяются множество раз. Другими словами, в каждом первом периоде T1, устройство 1 обнаружения касания устанавливается в первое состояние, распознается значение изменения емкости, вызванное электростатической емкостью C1, и определяется возможность вхождения пользователя в касание с дверной ручкой 10. В каждом втором периоде T2 устройство 1 обнаружения касания устанавливается во второе состояние, распознается значение изменения емкости, вызванное электростатической емкостью C2, и определяется вошел или нет пользователь в касание с дверной ручкой 10. Когда пользователь входит в касание с дверной ручкой 10, состояние касания поддерживается в течение некоторого времени. Следовательно, когда первый период T1 и второй период T2 повторяются предопределенное число раз с интервалом несколько миллисекунд, касание с пользователем может постоянно определяться, и ошибочное распознавание, вызванное шумом, может быть исключено. Продолжительность каждого периода является такой же, что и время срабатывания в устройстве обнаружения касания предшествующего уровня техники. Следовательно, схема обработки распознавания предшествующего уровня техники может быть использована для распознавания значения изменения емкости. Период Tr сброса для возврата электрических зарядов электрода 1a и электрода 1b в первоначальное состояние предусматривается между первым периодом T1 и вторым периодом T2.
[0042] Фиг. 6 показывает блок-схему последовательности операций, объясняющую работу устройства 1 обнаружения касания, включающую в себя последовательность, показанную на фиг. 5. Этапы S101-S106, описанные ниже в данном документе, могут выполняться до завершения в устройстве 1 обнаружения касания, или любые из этапов могут выполняться посредством управляющей схемы, такой как ECU дверного замка. Управление может выполняться только посредством аппаратных средств или с помощью компьютерной конфигурации, в которой процессор считывает программу, описывающую операции этих этапов, из памяти и выполняет программу. Когда управляющая схема относится к управлению, управляющая схема включается в элемент, составляющий устройство 1 обнаружения касания.
[0043] В состоянии, рассматриваемом ниже в данном документе, устройство 1 обнаружения касания выполняет последовательность, показанную на фиг. 5, все время, несмотря на то, включен или выключен источник питания зажигания. На этапе S101 первоначальное значение, равное 0, вводится в качестве числа N касаний пользователя с дверной ручкой 10, которое определяется в течение пары периодов, состоящей из первого периода T1 и непосредственно следующего периода T2. На этапе S102 осуществляется распознавание (первое распознавание) в первом периоде T1, а затем на этапе S103 осуществляется распознавание во втором периоде T2 (второе распознавание).
[0044] На этапе S104 определяется, превышает или нет значение изменения емкости (первое значение изменения емкости), вызванное формированием электростатической емкости C1, первое пороговое значение, на основе результата распознавания на этапе S102, а также определяется, превышает или нет значение изменения емкости (второе значение изменения емкости) электростатической емкости C2 второе пороговое значение, на основе результата распознавания на этапе S103. Когда определяется на этапе S104, что первое значение изменения емкости превышает первое пороговое значение, и второе значение изменения емкости превышает второе пороговое значение, процесс переходит к этапу S105, а когда первое значение изменения емкости не превышает первое пороговое значение, или второе значение изменения емкости не превышает второе пороговое значение, процесс возвращается к этапу S101.
[0045] На этапе S105 N увеличивается на 1. Затем, на этапе S106, определяется, достигло или нет N конкретного числа k, соответствующего предварительно определенному числу раз. Когда N достигло k, окончательно определяется, что пользователь вошел в касание с дверной ручкой 10, и процесс переходит к этапу S107. Когда N не достигло k, процесс возвращается к этапу S102.
[0046] На этапе S107 принимается определение того, что пользователь вошел в касание с дверной ручкой 10, и ECU дверного замка осуществляет вывод сигнала запирания двери. Таким образом, ECU дверного замка запирает дверь в ситуации, соответствующей запиранию двери, и отпирает дверь в ситуации, соответствующей отпиранию двери. Последовательность операций управления от обнаружения касания пользователя до запирания или отпирания двери, таким образом, заканчивается.
[0047] В последовательностях операций, показанных на фиг. 5 и 6, очередность первого периода T1 и второго периода T2 может быть изменена.
[0048] Когда устройство 1 обнаружения касания выполняет последовательность, показанную на фиг. 5 и 6, в любое время, несмотря на включение/выключение источника питания транспортного средства, как в вышеописанном примере, устройство 1 обнаружения касания выполняет операцию, запирает или отпирает дверь, даже когда пользователь, который не знает, что источник питания транспортного средства не выключен, что может случаться в транспортном средстве с низким рабочим шумом, когда источник питания транспортного средства включен, таком как гибридное транспортное средство. Следовательно, адекватное распознавание касания может выполняться в любое время. Дополнительно, с целью уменьшения потребления энергии, рабочая мощность может также подаваться к устройству 1 обнаружения касания только при необходимости.
[0049] Изобретение может, в целом, использоваться в транспортных средствах, оснащенных функцией безопасности.
1. Устройство обнаружения касания электростатического емкостного типа, которое распознает касание человеческого тела с дверной ручкой, при этом устройство содержит:
первый электрод и второй электрод, которые размещены внутри дверной ручки и которые обращены друг к другу, при этом расстояние между первым электродом и вторым электродом изменяется посредством приложения давления к внешней поверхности дверной ручки;
схему распознавания возбуждения, которая возбуждает электрод, соединенный с выводом распознавания возбуждения посредством электростатической емкости, и обнаруживает изменение в электростатической емкости;
первую переключающую схему, которая совершает переключение между соединением и разъединением между первым электродом и землей; и
вторую переключающую схему, которая совершает переключение между соединением и разъединением между первым электродом и вторым электродом, при этом
схема распознавания возбуждения совершает периодическое переключение между первым состоянием и вторым состоянием и распознает изменение электростатической емкости в первом состоянии и изменение электростатической емкости во втором состоянии, чтобы определять касание человеческого тела с дверной ручкой, если изменение электростатической емкости в первом состоянии превышает первое пороговое значение и изменение электростатической емкости во втором состоянии превышает второе пороговое значение,
первое состояние является состоянием, в котором второй электрод соединяется с выводом распознавания возбуждения, первый электрод и земля отсоединяются друг от друга посредством первой переключающей схемы, и первый электрод и второй электрод соединяются друг с другом посредством второй переключающей схемы, и
второе состояние является состоянием, в котором первый
электрод и земля соединяются друг с другом посредством первой переключающей схемы, и первый электрод и второй электрод отсоединяются друг от друга посредством второй переключающей схемы.
2. Устройство обнаружения касания по п. 1, в котором
первый электрод имеет площадь поверхности больше площади поверхности второго электрода.
3. Устройство обнаружения касания по любому из пп. 1 и 2, в котором
вещество, имеющее диэлектрическую постоянную больше диэлектрической постоянной воздуха, может быть помещено между первым электродом и вторым электродом.
4. Устройство обнаружения касания по любому из пп. 1 или 2, в котором
распознавание изменения электростатической емкости в первом состоянии и распознавание изменения электростатической емкости во втором состоянии осуществляется поочередно предопределенное число раз, и делается определение, что человеческое тело вошло в касание с дверной ручкой, когда изменения в электростатической емкости в первом состоянии и втором состоянии, все распознаются как соответствующие касанию человеческого тела с дверной ручкой предопределенного числа раз.
