用来探测和处理电容式接近传感器的测量值的方法,以便借助节能的评估模式来触发机 ...的制作方法
【专利摘要】用来探测和处理电容式接近传感器的测量值的方法，以便借助节能的评估模式来触发机动车的行李舱的操纵功能，在此方法中周期性分别按采样间隔来探测电容式接近传感器的测量值，并且将相当于该测量值的数字测量值存储在FIFO-存储器中，此方法是用来探测和处理至少一个设置在机动车的靠近地面的尾部区域中的电容式接近传感器的测量值的方法，以便通过操纵者的预先设定的脚部运动来触发行李舱的操纵功能。在第一节能的评估模式中，分别在存储了预定的第一数量的数字测量值之后，从当前存储的数字测量值和预设的第二数量的事先存储的数字测量值中计算出过滤值，其方式是：每个存储的数字测量值都分别与所属的第一因子相乘并且加上该结果，然后将过滤值与阈值比较，如果过滤值超过了阈值，则激活第二评估模式。在第二正常的评估模式中，分别在存储了预定的第三数量(其比第一数量更小)的数字测量值之后，从当前存储的数字测量值和预设的第四数量的事先存储的数字测量值中计算出过滤值，其方式是：每个存储的数字测量值都分别与所属的第二因子相乘并且加上该答案，并且将过滤值传输至算法，以便识别出相当于操纵者的预设的脚部运动的信号走向。
【专利说明】
用来探测和处理电容式接近传感器的测量值的方法，以便
借助节能的评估模式来触发机动车的行李舱的操纵功能
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用来探测和处理至少一个设置在机动车的靠近地面的尾部区域中的电容式接近传感器的测量值的方法，以便通过操纵者的预先设定的脚部运动来触发行李舱的操纵功能，其中周期性分别按采样间隔来探测电容式接近传感器的测量值，并且将相当于该测量值的数字测量值存储在FIFO-存储器中，并且将该存储的数字测量值传输至算法，以便识别出与操纵者的预先设定的脚部运动相一致的信号走向。
【背景技术】
[0002]已知的是，在机动车的靠近地面的尾部区域中(例如在塑料遮光板之后)这样设置电容式传感器的电极，即如果站在机动车后面的操纵者在尾部区域的方向上以及在尾部区域的下方短时间地摆动他的脚，则使得它的电容相对于参考电势(例如搭铁)变化。电容式传感器的电极与评估电路耦合，该评估电路将相当于电容的、模拟的输出信号发送到微控制器的A/D-转换器上。该微控制器这样来设定程序，即它促使A/D-转换器周期性地发出模拟的、相当于传感器输出信号的数值，后面将该数值称为数字测量值。该数字测量值周期性地(例如间隔20ms)产生，该数字测量值相当于电容式传感器的电容的。对数字测量值的变化进行评估，其中该微控制器这样设定程序，即它借助数字测量值的变化能够识别出，是否已经发生了特定的事件，例如操纵者的脚是否已接近。如果微控制器在此确定，已经发生了特定的事件，那么它就触机动车行李舱的操纵功能。因此如果站在机动车后面的操纵者以特定的方式将脚摆到车辆尾部之下，则行李舱会打开。为了更好地识别该预先设定的运动，优选以特定的方式水平和竖直偏置地设置两个传感电极。它例如指纵向延伸的、由同轴电缆的外部导体构成的传感电极，它在尾部区域中基本上横向于车辆纵向方向且相互垂直且水平偏置地设置。示意性地在图1中示出了这种布局。
[0003]通常以短的时间间隔探测到的数字测量值存储在微控制器的RAM的存储区域中。在微控制器的微处理器动用该数字测量值以实现进一步的处理之前，将预定数量的数字测量值在该存储区域中缓冲。所述进一步的处理首先包含对预定数量的存储的数字测量值进行数字化过滤，以便因此获得数字的过滤值以实现进一步的处理。该过滤值以相同的时间间隔来计算，在这些时间间隔中也获取了数字测量值。如果存储新的数字测量值，则微处理器从这个以及事先存储的数字测量值中计算出新的过滤值。
[0004]为了节省能量，为识别出表征操纵者的身体部位的预定运动的信号，不应在每次出现新的过滤值时都对该过滤值进行进一步的评估，而是只有满足标准时才进行评估，该标准能够借助少量的计算成本并因此借助少量的能量消耗来确定。为了降低能量消耗，例如在节能模式中以更大的间距(更小的采样率)来确定数字测量值。从该数字测量值以及从几个事先以更小的采样率获取的数字测量值中分别确定过滤值。为了简化计算，该过滤值只与阈值进行比较，因此借助少量计算成本可确定的标准示出了该过滤值的超出情况。只要该阈值未被过滤值超过，则获取了数字测量值，并且计算了过滤值，并且重复地与该阈值进行比较，这消耗的能量相对较少。但一旦过滤值超出了阈值，则将这一点看作是标准，即操纵者身体部位已经发生了预先设定的运动。那么，将该装置转换到更高的采样率，即数字测量值以更短的间距获取并随后再次进行过滤。但如果再次已经以更高的采样率获取了预定的最小数量的数字测量值，并且存储在缓冲存储器中，则能够再次开始该过滤过程。事先以更低的采样率获取的数字测量值不能列入后继处理中。在该探测到的阈值超越情况之后，这一点会导致一定的停止时间，在此期间还不能计算第一过滤值，该第一过滤值是为了进一步评估和分析操纵者是否进行预先设定的脚部运动。
【发明内容】
[0005]因此本发明的目的是，创造一种用来探测和处理测量值的方法，该方法允许更快地识别出操纵者的预先设定的脚部运动，同时不易受干扰情况的影响。
[0006]按本发明，此目的通过具有权利要求1的特征的方法得以实现。
[0007]在此方法中周期性分别按采样间隔探测电容式接近传感器的测量值，并且将相当于测量值的数字测量值存储在FIFO-存储器中，此方法是用来探测和处理至少一个设置在机动车的靠近地面的尾部区域中的电容式接近传感器的测量值的方法，以便通过操纵者的预先设定的脚部运动来触发行李舱的操纵功能。FIFO-存储器可例如是单独的构件或者是微控制器的存储器的部件。在第一节能的评估模式中，分别在存储了预定的第一数量的数字测量值之后，即在相当于采样周期持续时间和第一数量的乘积的时间间隔之后，从当前存储的数字测量值和预设的第二数量的事先存储的数字测量值中计算出过滤值，其方式是:每个存储的数字测量值都分别与所属的第一因子相乘并且加上该结果。然后将过滤值与阈值进行比较。如果过滤值超过了阈值，则激活第二评估模式。在第二正常的评估模式中，分别在存储了预定的第三数量(其比第一数量更小)的数字测量值之后，即在更短的时间间隔中，从当前存储的数字测量值和预设的第四数量的事先存储的数字测量值中计算出过滤值，其方式是:每个存储的数字测量值都分别与所属的第二因子相乘并且加上该答案，并且将过滤值传输至算法，以便识别出相当于操纵者的预设的脚部运动的信号走向。
[0008]该做法是有利的，即采样频率(采样率)或采样周期持续时间在第一第二评估模式中保持不变，因此不必在第二评估模式开始之后在超过阈值的情况下借助变化的采样率的采样值来重新填充FIFO-存储器。虽然更高的采样率首先会消耗更多的能量以实现A/D-转换和FIFO-存储器中的中间存储，但这一点通过更好的过滤可能性来平衡。此外，在第一节能评估模式中以比第二正常的评估模式更大的间距来获取这些过滤值。即，该过滤计算在节能模式中需要更少的能量。已经暂存的(缓冲的)数字测量值也能够在第二模式中快速地进一步利用，通过这一点允许快速地开始所述算法，以便识别出相当于操纵者的预设的脚部运动的信号走向，并因此更快地探测到该答案。
[0009]数字测量值的预设的第一数量优选相当于数字测量值的预设的第三数量的至少两倍。第一数值越大，则节省的能量越多，因为过滤计算以及与阈值进行的对比很少进行。当然该间隔不允许如此之大，即存在着由操纵者的预设的脚部运动触发的信号变化被“忽略”的危险。在一实施例中，数字测量值的预设的第一数量在4和16之间，优选等于8。
[0010]在用来探测和处理测量值的实施例中，第二数量等于第四数量，并且它相当于FIFO-存储器的存储器深度。它例如等于32。在此实施例中，既在第一节能的运行模式中也在第二正常的运行模式中总是充分地利用全部的存储器深度，以获得尽量良好的过滤效果O
[0011]在优选的实施例中，采样间隔在Ims和1ms的范围内，优选在2ms和6ms的范围内，例如约为4ms。对于包含在内的测量值的相应数量来说，通过该采样间隔能够良好地过滤信号走向(平息和压制兴奋)，以便随后地识别出相当于操纵者的预设的脚部运动的信号走向。
[0012]在本发明的改进方案中，第二因子与第一因子是不同的，该第二因子确定了第二评估模式中的过滤类型，第一因子确定了第一评估模式中的过滤类型，因此这些测量值能够在第一和第二评估模式中不同地过滤。因此，第一过滤能够与过滤值的产生的更低频率相匹配，并且与探测阈值超越的这一任务相匹配。第二过滤能够与过滤值的产生的更高频率相匹配，并且与下述任务相匹配，即识别出与操纵者的预设的脚部运动相一致的信号走向。
[0013]第四数量(包含在过滤中的、事先存储的测量值的数量)以及第二因子(过滤系数)优选如此选择，即增强地过滤出下述频率范围内的信号，该频率范围相当于电容变化的在操纵者进行脚部运动时出现的频率范围。这一点优选是达5Hz的频率范围。
[0014]本发明的优选的改进范围的特征在于，探测到两个在车辆纵向方向上偏置设置的电容式接近传感器的测量值，并且将相当于这些测量值的数字测量值存储在两个从属于传感器的FIFO —存储器区域中。
[0015]优选在第一节能的评估模式中只为这两个传感器中的一个计算过滤值并且与阈值对比，并在第二评估模式中为这两个传感器计算过滤值并且传输至所述算法，以便识别出相当于操纵者的预设的脚部运动的信号走向。
[0016]在从属权利要求中说明了本发明的有利的和/或优选的改进方案。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]下面借助在附图中展示的优选实施例详细地描述了本发明。这些附图示出了:
[0018]图1在示意图中示出了实施按本发明的方法的装置；以及
[0019]图2在示意图中示出了数字测量值获取和过滤计算的时间流程。
【具体实施方式】
[0020]按本发明的方法探测和处理设置在机动车的尾部区域中的电容式接近传感器的测量值。图1示出了机动车的尾部区域1，它在靠近地面的区域中(遮光板后面)具有两个电容式接近传感器的电极2A和2B。它优选指纵向延伸的传感器电缆，它横向于车辆纵向方向延伸，即横向于图1的图面延伸。其它在图1中示出的装置只是为了清楚展示才标在机动车的外部，但实际上它是设置在机动车中的。输入电缆3分别从传感电极2A、2B朝电容式传感器的评估电路4A和4B延伸，该评估电路在其输出端产生相当于传感器电容的、模拟的输出信号，尤其是产生相当于该电容的电压。这些相当于两个传感电极的电容的电压分别传输到微控制器5的输入端口，其中模拟-数字-转换器7A和7B与每个输入端口相连。微控制器5包含微处理器6、用存储运行程序的ROM、作为工作存储器的RAM以及其它接口电路，其中示例性地示出了端口 U。模拟-数字-转换器7A、7B以及其它所述的电路通过总线9与微处理器6相连。微处理器6受程序控制地从模拟-数字-转换器7A、7B以及RAM8的存储物中读取数字的测量值。为了存储数字测量值，在RAM8中设置有特定的存储区域12，数字测量值按FIFO-原理存储在该存储区域中。由在微处理器6中执行的程序来确定测量值获取和后继处理的时间控制情况。
[0021]图2展示了按本发明的方法的优选实施例的数字测量值获取以及过滤值计算的时间流程。微控制器首先在所有4ms中为每个传感器获取一个数字测量值，其方式是:促使A/D-转换器发出相应的数字测量值，然后该数字测量值存储在RAM8的FIFO-区域12中。该FIFO-区域12在此处所示的优选实施例中容纳着每个传感器的32个数字测量值。分别存储在FIFO-区域中的32个数值在图2中作为小的正方形示出，并且相当于该视图的行。间隙相当于测量值。这种FIFO-存储器的物理方面不同的实施例也是可考虑的。测量值优选分别在存储区域中保持如此之长的时间，直到它在32次探测测量值之后被新的测量值超越。在FIFO-存储区域中环绕的指针确定，分别能够将新的测量值写入哪些存储位置中。
[0022]图2展示了在第一节能的评估模式中的其它作法。在8个新的数字测量值分别写入FIFO-存储区域12中之后，微控制器将过滤值计算出来。因此，在所有8*4ms = 32ms中将过滤值计算出来(实施过滤计算)。但在所有32ms中进行的过滤计算不是只包含新的最后获取的8个测量值，而是包含最后的32ms。每个存储的测量值因此总共四次参与了过滤计算。一方面减少了过滤计算只在所有8ms中进行的情况，即减少了能量消耗。将所有32个存储在FIFO-区域中的数字测量值都包含进来，另一方面可实现更精确的过滤，尤其是压制了兴奋。
[0023]在节能模式中，以这种方式获取的过滤值与阈值进行对比。如果确定阈值被超越，则激活第二评估模式。
[0024]在第二评估模式中减少过滤值计算的间隔。例如为每2或4个测量值计算过滤值。将现在以短间距获取的过滤值传输至算法，以便识别出相当于操纵者的预设的脚部运动的信号走向。
[0025]例如借助FIR-算法来进行过滤计算。在此，所有32个数字测量值都分别乘以一个因子，并且从乘积中获得与过滤值相一致的总和。在优选的实施例中，第一节能模式中的过滤方式与用来识别脚部运动的第二正常模式中的过滤方式是不同的。这一点也以不同的过滤系数来表示。这些过滤系数例如在第二正常的评估模式中这样选择，即将尤其在达约10Hz、优选达5Hz的频率范围内的信号走向过滤出来。即得出，这些深频率范围内的信号尤其描述了操纵者身体部位(脚)的待探测的运动。此外，这些过滤系数在第一和第二模式下能够与过滤值的各获取率相匹配。因此在节能的第一评估模式中例如在所有32ms内(分别在8个采样值之后)获取过滤值，而它们在正常的评估模式中例如在所有8ms内(分虽在2个采样值之后)获取。
[0026]在本发明理念的框架内，还可考虑大量备选的实施例。因此，这些采样周期例如能够偏离4ms，例如在I至1ms的范围内。第一和第二评估模式中的过滤计算的间隔能够改变，当然重要的是，它在第二评估模式中更小。同样，FIFO-存储器的深度能够偏离32。
【权利要求】
1.一种用来探测和处理至少一个设置在机动车的靠近地面的尾部区域中的电容式接近传感器的测量值的方法，以便通过操纵者的预先设定的脚部运动来触发行李舱的操纵功倉泛， 其中周期性分别按采样间隔来探测电容式接近传感器的测量值，并且将相当于该测量值的数字测量值存储在FIFO-存储器中， 其中在第一节能的评估模式中，分别在存储了预定的第一数量的数字测量值之后，从当前存储的数字测量值和预设的第二数量的事先存储的数字测量值中计算出过滤值，其方式是:每个存储的数字测量值都分别与所属的第一因子相乘并且加上该结果， 然后将过滤值与阈值比较，如果过滤值超过了阈值，则激活第二评估模式， 其中在第二正常的评估模式中，分别在存储了预定的、比第一数量更小的第三数量的数字测量值之后，从当前存储的数字测量值和预设的第四数量的事先存储的数字测量值中计算出过滤值，其方式是:每个存储的数字测量值都分别与所属的第二因子相乘并且加上该答案，并且 将过滤值传输至算法，以便识别出相当于操纵者的预设的脚部运动的信号走向。
2.按权利要求1所述的用来探测和处理测量值的方法，其特征在于，数字测量值的预设的第一数量相当于数字测量值的预设的第三数量的至少两倍。
3.按权利要求2所述的用来探测和处理测量值的方法，其特征在于，数字测量值的预设的第一数量在4和16之间。
4.按权利要求3所述的用来探测和处理测量值的方法，其特征在于，数字测量值的预设的第一数量等于8。
5.按权利要求1至4所述的用来探测和处理测量值的方法，其特征在于，第二数量等于第四数量，并且相当于FIFO-存储器的存储器深度。
6.按权利要求1至5所述的用来探测和处理测量值的方法，其特征在于，采样间隔在Ims和1ms之间的范围内。
7.按权利要求6所述的用来探测和处理测量值的方法，其特征在于，采样间隔在2ms和6ms之间的范围内。
8.按权利要求1至7所述的用来探测和处理测量值的方法，其特征在于，第二因子与第一因子是不同的，因此这些测量值在第一和第二评估模式中不同地过滤出来。
9.按权利要求1至8所述的用来探测和处理测量值的方法，其特征在于，第四数值以及第二因子如此选择，即增强地过滤出下述频率范围内的信号，该频率范围相当于电容变化的在操纵者进行脚部运动时出现的频率范围。
10.按权利要求1至9所述的用来探测和处理测量值的方法，其特征在于，探测到两个在车辆纵向方向上偏置设置的电容式接近传感器的测量值，并且将相当于这些测量值的数字测量值存储在两个从属于传感器的FIFO —存储器区域中。
11.按权利要求10所述的用来探测和处理测量值的方法，其特征在于，在第一节能的评估模式中只为这两个传感器中的一个计算过滤值并且与阈值对比，并在第二评估模式中为这两个传感器都计算过滤值并且传输至所述算法，以便识别出相当于操纵者的预设的脚部运动的信号走向。
【文档编号】B60R25/24GK104411548SQ201380035924
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2013年7月4日 优先权日:2012年7月27日
【发明者】贝特霍尔德·西格, 米尔科·辛德勒, 马库斯·菲尔鲁特, 皮特·克莱门斯 申请人:胡夫·许尔斯贝克和福斯特有限及两合公司