[发明专利]一种手动档汽车带档启动检测装置及方法

权利要求书

1.一种手动档汽车带档启动检测装置，其特征在于，包括加速度传感器、单片机控制电路和电源管理电路；

加速度传感器为集成芯片型传感器，安装于电路板上，通过I2C总线方式与单片机控制电路相连接，单片机控制电路通过OUT输出端连接输出端子P1，并通过输出端子P1与汽车远程启动产品的车载控制器进行接线连接；

当手动档汽车远程启动时，由所述的加速度传感器检测汽车的加速度变化，检测时，采用卡尔曼滤波算法滤除由于汽车启动时振动造成的加速度波形，如果手动档汽车启动时为在档状态，通过检测到的加速度变化判断手动档汽车为在档状态；单片机控制电路通过导线以电平信号方式把汽车带档启动信号发送给远程启动产品的车载控制器，使汽车停止启动。

2.根据权利要求1所述的一种手动档汽车带档启动检测装置，其特征在于，所述的单片机控制电路中的单片机优选型号为：PIC16F1827。

3.根据权利要求1所述的一种手动档汽车带档启动检测装置，其特征在于，所述的加速度传感器优选型号为：ADXL345。

4.一种手动档汽车带档启动检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、由远程启动产品对汽车进行远程启动，同时加速度传感器检测汽车的加速度的变化波形；

步骤二、对检测到的加速度波形采用卡尔曼滤波算法进行滤波，去除由于汽车启动时振动造成的加速度波形变化；

步骤三、对滤波后的加速度波形与设定值进行比较，当加速度值范围超出设定值范围时，即认定为汽车是带档启动状态；

步骤四、如果判定汽车为带档启动状态则停止远程启动，将报警信息通过短信或通过APP推送方式发送至客户手机。

5.根据权利要求4所述的一种手动档汽车带档启动检测方法，其特征在于，步骤二中所述的卡尔曼滤波算法具体实施过程为：

首先定义变量：x为加速度传感器读出的实时数据，x_mid为加速度数据计算中间变量，x_last为加速度数据上一周期循环结果，x_now为加速度数据当前滤波结果，p_mid为过程值中间变量，p_last为过程变量上一周期循环结果，p_now为过程变量当前计算值，Q为过程噪声值，R为测量噪声值，kg为噪声测量计算值；

计算步骤为：

1)x_mid＝x_last，本周期计算开始，将加速度数据上一周期循环结果赋值给中间变量x_mid，首个计算周期x_last初始值为0；

2)p_mid＝p_last+Q，将过程变量上一周期循环结果加上过程噪声值赋值给过程值中间变量p_mid；

3)kg＝p_mid/(p_mid+R)，利用过程值和测量噪声值计算出噪声测量计算值kg；

4)x_now＝x_mid+kg*(x-x_mid)，计算出加速度数据当前滤波结果；

5)p_now＝(1-kg)*p_mid；计算出过程变量当前计算值；

6)p_last＝p_now，将过程变量当前计算值赋值给上一周期值，更新上一周期计算结果，准备进行下一周期计算；

7)x_last＝x_now，将加速度数据当前滤波结果值赋值给上一周期值，更新上一周期计算结果，准备进行下一周期计算；

以上计算步骤为单个周期计算步骤，加速度波形计算时设置滤波采样周期，采样周期越短，效果越好；

其中，x_now为加速度波形最终滤波结果；

经过卡尔曼滤波算法得到的加速度波形，能够去掉汽车抖动带来的影响，可以准确判断汽车是否带档启动。

6.根据权利要求5所述的一种手动档汽车带档启动检测方法，其特征在于，所述的过程噪声Q和测量噪声R为经验常数，Q增大，加速度波形滤波调整时动态响应变快，收敛稳定性变坏；R增大，加速度波形滤波调整时动态响应变慢，收敛稳定性变好。

7.根据权利要求5所述的一种手动档汽车带档启动检测方法，其特征在于，所述的过程变量p_last初始值为经验常数。