DE112015005445T5

DE112015005445T5 - Signalverarbeitungseinrichtung

Info

Publication number: DE112015005445T5
Application number: DE112015005445.6T
Authority: DE
Inventors: Tomoo Kubota; Masatoshi Okumura
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2014-12-04
Filing date: 2015-12-04
Publication date: 2017-08-17
Also published as: WO2016088866A1; US20170297399A1; JP2016107758A; JP6002200B2

Abstract

Eine Aufgabe liegt darin, eine Signalverarbeitungseinrichtung bereitzustellen, die imstande ist, eine plötzliche Änderung einer Änderungsrate eines Ausgabesignals zu reduzieren. Um die obige Aufgabe zu lösen, wird in einer Signalverarbeitungseinrichtung bei einer Lösung der Probleme der vorliegenden Erfindung, wenn ein Signal eines größeren Werts ausgewählt ist, ein Glättungssignal basierend auf der Abweichung zwischen zwei Signalen so erzeugt, dass das Glättungssignal einen Wert besitzt, der größer als die Werte der zwei Signale zwischen zwei Punkten ist, an denen das Glättungssignal die zwei Signale schneidet, oder, wenn ein Signal eines kleineren Werts ausgewählt ist, ein Glättungssignal basierend auf der Abweichung zwischen zwei Signalen so erzeugt, dass das Glättungssignal einen Wert besitzt, der kleiner als die Werte der zwei Signale zwischen zwei Punkten ist, an denen das Glättungssignal die zwei Signale schneidet. Indem ein Glättungssignal zwischen den zwei Punkten von einer Schnittstelle des Glättungssignals und einem Signal und einer Schnittstelle des Glättungssignals und dem anderen Signal verwendet wird, kann die Signalverarbeitungseinrichtung somit eine plötzliche Änderung der Änderungsrate des Signals zur Zeit des Wechselns zwischen den zwei Signalen reduzieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Signalverarbeitungseinrichtung.
Stand der Technik
Die in einer Dämpfungssteuereinrichtung zum Steuern der Dämpfungskraft eines zwischen Federobergliedern und Federuntergliedern eines Fahrzeugs eingefügten Dämpfungselements verwendete Steuerung weist die wohlbekannte Skyhook-Steuerung auf, deren Aufgabe es ist, Vibrationen der Federoberglieder zu reduzieren, wobei der Fokus auf Vibrationen der Federoberglieder liegt. Zusätzlich wird manchmal zu der Skyhook-Steuerung eine Roll/Nick-Steuerung (engl. roll/pitch control) zum Reduzieren des Rollens und Nickens der Federoberglieder kombiniert, um die Dämpfungskraft der Dämpfungselemente, wie zum Beispiel in JP 2006-44523 A beschrieben, zu steuern.
Diese Dämpfungssteuereinrichtung stellt einem Dämpfungskrafteinstellungsmechanismus, der eine von einem Dämpfungselement produzierte Dämpfungskraft entsprechend einem Versorgungsstrom verändert, Steuerbefehle zur Verfügung, um die Dämpfungskraft zu steuern. Insbesondere legt die Dämpfungssteuereinrichtung einen Skyhook-Steuerstrom als einen Steuerbefehl fest, der dem Dämpfungskrafteinstellungsmechanismus in Übereinstimmung mit der Skyhook-Steuerung bereitzustellen ist, und legt einen Roll/Nick-Steuer-Strom als Steuerbefehl fest, der dem Dämpfungskrafteinstellungsmechanismus in Übereinstimmung mit der Roll/Nick-Steuerung bereitzustellen ist, wählt einen der zwei Steuerbefehle, der einen größeren Wert besitzt, aus und liefert diesen effektiv als End-Steuerbefehl an den Dämpfungskraftanpassungsmechanismus des Dämpfungselements, um die Dämpfungskraft des Dämpfungselements zu steuern.
Zum Wechseln zwischen den Steuerbefehlen, beispielsweise in einer Situation, in der der Skyhook-Steuerstrom gewählt ist, wird das Wechseln zu dem Roll-Nick-Steuerstrom augenblicklich, wenn der Roll/Nick-Steuerstrom den Skyhook-Steuerstrom überschreitet, durchgeführt, so dass der Steuerstrom nicht unstetig wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Das Wechseln zwischen dem Skyhook-Steuerstrom und dem Roll-Nick-Steuerstrom augenblicklich, wenn einer den anderen wie in der JP 2006-44523 A beschriebenen Erfindung überschreitet, verhindert sicherlich, dass der Wert eines Ausgabe-Steuerbefehls selbst unstetig wird. Jedoch kann ein einfaches Wechseln zwischen dem Skyhook-Steuerstrom und dem Roll/Nick-Steuerstrom zu zufälligen Änderungen der Änderungsrate eines Steuerbefehls, der vor dem Wechseln und nach dem Wechseln ausgegeben wird, führen.
Dämpfungselemente mit niedriger Dämpfungskraft-Erzeugungsempfindlichkeit ändern aufgrund von Verzögerungen ihrer Antworten die Dämpfungskraft nicht plötzlich, auch wenn sich die Änderungsraten der Steuerbefehle plötzlich ändern. Allerdings können bisherige Dämpfungselemente mit hoher Dämpfungskraft-Erzeugungsempfindlichkeit, die magnetorheologische Flüssigkeiten, elektrorheologische Flüssigkeiten und dergleichen verwenden, die Dämpfungskraft aufgrund von plötzlichen Änderungen der Änderungsraten der Steuerbefehle plötzlich ändern, wodurch Fahrten in Fahrzeugen verschlechtert werden.
Als Maß, um dies zu verhindern, ist es denkbar, eine plötzliche Änderung der Änderungsrate eines Steuerbefehls zur Zeit eines Wechselns zwischen Steuerbefehlen durch Einblenden eines von dieser Zeit an ausgewählten Steuerbefehls, während ein Steuerbefehl, der bis zu dieser Zeit ausgewählt war, ausgeblendet wird, zu reduzieren. Zum Beispiel wird, wie in 27 dargestellt, ein Steuerbefehl α, der auszublenden ist, mit einem Verstärkungsfaktor Gα, der linear von eins bis null abnimmt, multipliziert und ein Steuerbefehl β, der einzublenden ist, mit einem Verstärkungsfaktor Gβ, der linear von null bis eins abnimmt, multipliziert und diese werden synthetisier, um einen Steuerbefehl auszugeben. Wie in 28 dargestellt, wechselt der synthetisierte Steuerbefehl schrittweise mit der Zeit von dem Steuerbefehl α zu dem Steuerbefehl β.
Allerdings kann diese Art des Wechselns durch Einblenden und Ausblenden von Steuerbefehlen eine plötzliche Änderung der Dämpfungskraft eines Dämpfungselements mit hoher Dämpfungskraft-Erzeugungsempfindlichkeit nicht verhindern, da sich die Änderungsrate eines Steuerbefehls, der zu Beginn und am Ende des Einblendens und des Ausblendens synthetisiert ist, plötzlich ändert. In der obigen Beschreibung wurde unter Verwendung eines Effekts einer plötzlichen Änderung eines Steuerbefehls auf die Dämpfungskraft in einer Dämpfungssteuerung als ein Beispiel ein Problem beschrieben. Außer der Dämpfungssteuerung beeinflusst eine plötzliche Änderungsrate eines Signals zur Zeit eines Wechselns zwischen zwei Signal die Steuerung von Vorrichtungen mit einer hohen Empfindlichkeit auf Steuerbefehle und dergleichen nachteilig.
Somit wurde die vorliegende Erfindung geschaffen, um die obigen Probleme zu lösen und es ist ihre Aufgabe, eine Signalverarbeitungseinrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine plötzliche Änderung einer Änderungsrate eines Ausgabesignals zu reduzieren.
Um die obige Aufgabe zu erreichen, wird in einer Signalverarbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einem Mittel zum Lösen der Probleme der vorliegenden Erfindung, wenn ein Signal eines größeren Werts ausgewählt ist, basierend auf einer Abweichung zwischen zwei Signalen ein Glättungssignal erzeugt, so dass das Glättungssignal einen Wert besitzt, der höher als die Werte der zwei Signale zwischen zwei Punkten, an denen das Glättungssignal die zwei Signale schneidet, ist, oder, wenn ein Signal eines kleineren Werts ausgewählt ist, basierend auf einer Abweichung zwischen zwei Signalen ein Glättungssignal erzeugt, so dass das Glättungssignal einen Wert besitzt, der kleiner als die Werte der zwei Signale zwischen zwei Punkten, an denen das Glättungssignal die zwei Signale schneidet, ist.
Kurzbeschreibung der Darstellungen
1 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Signalverarbeitungseinrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel.
2 ist ein Blockdiagramm einer Steuerung in einem Signalextraktor.
3 ist ein Beispiel eines Glättungssignals, das einen Wechsel zwischen zwei Signalen glättet, wenn eine Hochauswahl durchgeführt wird.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Verarbeitungsvorgangs zum Erzeugen eines Glättungssignals in dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
5 ist ein Beispiel eines Glättungssignals, das einen Wechsel zwischen zwei Signalen glättet, wenn eine Niederauswahl durchgeführt wird.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Verarbeitungsvorgangs zum Erzeugen eines Glättungssignals in dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
7 ist ein Diagramm, das ein erstes Anordnungsbeispiels eines Glättungsprozessors darstellt.
8 ist ein Graph, der zwei zu synthetisierende Signale darstellt.
9 ist ein Graph, der zwei Signale und ein Glättungssignal darstellt, das durch Synthetisieren dieser erhalten ist.
10 ist ein Graph, der einen Vorgang des Synthetisierens von nur zwei Signalen darstellt.
11 ist ein Graph, der einen ersten Verstärkungsfaktor und einen zweiten Verstärkungsfaktor, mit denen die nur zwei Signale multipliziert werden.
12 ist ein Graph, der ein erstes Zusatzsignal und ein zweites Zusatzsignal und ein Glättungssignal darstellt.
13 ist ein Graph, der ein Intervall darstellt, in dem der Absolutwert der Abweichung zwischen zwei typischen Signalen geringer als oder gleich einem Schwellwert ist.
14 ist ein Graph, der durch Subtraktion eines Signals von dem anderen Signal erhaltene Funktionen darstellt.
15 ist ein Graph, der die Funktionen in 14 normiert darstellt.
16 ist ein Graph, der durch Transformation der Funktionen in 15 erhaltene Funktionen darstellt, die sich in einem Bereich zwischen null und eins auf der y-Achse ändern.
17 ist ein Graph, der der einen ersten Verstärkungsfaktor und einen zweiten Verstärkungsfaktor darstellt, die aus den Funktionen in 16 erhalten sind.
18 ist ein Graph, der zwei Signale darstellt, die sich in einem Bereich zwischen null und einem vorbestimmten Wert auf den y-Achse ändern.
19 ist ein Graph, der ein normiertes Glättungssignal darstellt.
20 ist ein Graph, der ein Glättungssignal darstellt.
21 ist ein Diagramm, das ein zweites Anordnungsbeispiel eines Glättungsprozessors darstellt.
22 ist eine Abbildung, die eine Beziehung zwischen einer Abweichung und einem Zusatzwert festlegt.
23 ist eine Abbildung, die eine Beziehung zwischen einem Zusatzwert-Verstärkungsfaktor und einem ausgewählten Signal festlegt.
24 ist ein Anordnungsdiagramm einer Signalverarbeitungseinrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel.
25 ist ein Anordnungsdiagramm einer Signalverarbeitungseinrichtung in einem dritten Ausführungsbeispiel.
26 ist ein Diagramm, das ein drittes Anordnungsbeispiel eines Glättungsprozessors darstellt.
27 ist ein Graph, der zwei Signale und Verstärkungsfaktoren, mit denen die Signale im Stand der Technik multipliziert werden, darstellt.
28 ist ein Graph, der einen Steuerbefehl darstellt, der durch Synthetisieren der zwei Signale unter Verwendung der Verstärkungsfaktoren des Stands der Technik erhalten ist.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung basierend auf den in den Darstellungen dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Wie in 1 dargestellt, weist eine Signalverarbeitungseinrichtung 1 in einem ersten Ausführungsbeispiel einen Signalextraktor 2, der aus einer Vielzahl an Signalen L1, L2, L3 und L4 zwei Signale A und B extrahiert, und einen Glättungsprozessor 3, der basierend auf der Abweichung ε zwischen den Signalen A und B ein Glättungssignal P erzeugt. Die Signalverarbeitungseinrichtung 1 erzeugt das Glättungssignal P, das zu einer Zeit des Wechselns eine plötzliche Änderung der Änderungsrate eines Signals reduziert, wenn ein ausgewähltes Signal der zwei Signale A und B gewechselt wird.
Die Signalverarbeitungseinrichtung 1 in dem ersten Ausführungsbeispiel führt in diesem Beispiel die sogenannte Hochauswahl aus. Der Signalextraktor 2 extrahiert von der Vielzahl an Signalen L1, L2, L3 und L4 ein Signal mit dem größten Wert und ein Signal dem zweitgrößten Wert als die zwei Signale A und B.
Wie in 2 dargestellt, besitzt der Signalextraktor 2 einen ersten Signalkomparator 21, einen zweiten Signalkomparator 22 und einen dritten Signalkomparator 23. Da die Signalverarbeitungseinrichtung 1 in diesem Beispiel eine Hochauswahl ausführt, werden aus der Vielzahl an Signalen L1, L2, L3 und L4 ein Signal mit dem größten Wert und ein Signal mit dem zweitgrößten Wert als die Signale A und B extrahiert. Da die Signalverarbeitungseinrichtung 1 das Glättungssignal P aus den zwei Signalen A und B und der Abweichung ε zwischen diesen erzeugt, extrahiert der Signalextraktor 2 die zwei Signale A und B.
Der erste Signalkomparator 21 vergleicht zunächst zwei Signale der Vielzahl an Signalen L1, L2, L3 und L4 und übernimmt das Signal mit dem größten Wert als ein vorübergehend größtes Signal und übernimmt das Signal mit dem kleineren Wert als ein vorübergehend zweites Signal als Signal mit dem zweitgrößten Wert. Der erste Signalkomparator 21 empfängt die Eingabe der zwei Signale, zum Beispiel des Signals L1 und des Signals L2, der Signale L1, L2, L3 und L4, vergleicht diese und übernimmt ein Signal mit einem größeren Wert als ein vorübergehend größtes Signal und übernimmt ein Signal mit einem kleineren Wert als ein vorübergehen zweites Signal. Insbesondere wenn die Werte des Signals L1 und des Signals L2 in einer Beziehung von L1 > L2 sehen, gibt der erste Signalselektor 21 das größte Signal als Signal L1 und das zweite Signal als das Signal L2 aus. Wenn das Signal L1 und das Signal L2 denselben Wert besitzen, kann zweckmäßigerweise ein Signal als das größte Signal und das andere Signal als das zweite Signal verwendet werden.
Der zweite Signalkomparator 22 fügt eines der verbliebenen Signale zu den zwei in dem ersten Signalkomparator verglichenen Signalen hinzu, vergleicht die drei Signale, also das vorübergehend größte Signal, das vorübergehend zweite Signal und das neu zu diesen hinzugefügte Signal, und übernimmt ein Signal mit dem größten Wert als ein vorübergehend größtes Signal und ein Signal mit dem zweitgrößten Wert als ein vorübergehend zweites Signal. Zum Beispiel fügt der zweite Signalkomparator 22 das Signal L3, also eines der verbliebenen Signale L3 und L4, die noch nicht verglichen wurden, für den Vergleich zu den in dem ersten Signalkomparator verglichenen Signalen L1 und L2 hinzu. Wenn der ersten Signalkomparator 21 das vorübergehend größte Signal als Signal L1 und das vorübergehend zweite Signal als Signal L2 übernommen hat, empfängt der zweite Signalkomparator 22 die Eingabe des Signals L3, vergleicht es mit den Signalen L1 und L2 und übernimmt ein Signal mit dem größten Wert als ein vorübergehend größtes Signal und ein Signal mit dem zweitgrößten Wert als ein vorübergehend zweites Signal. Insbesondere wenn die Werte des Signals L1, des Signals L2 und des Signals L3 in einer Beziehung von L1 > L3 > L2 stehen, gibt der zweite Signalkomparator 22 das größte Signal als Signal L1 und das zweite Signal als Signal L3 aus. Wenn das Signal L1 und das Signals L3 denselben Wert besitzen, kann zweckmäßigerweise ein Signal als das größte Signals und das andere Signal als das zweite Signal übernommen werden. Wenn das Signal L3 und das Signals L2 denselben Wert besitzen, kann zweckmäßigerweise ein Signal als das zweite Signal übernommen werden.
Der dritte Signalkomparator 23 fügt ein Signal, das noch nicht verglichen wurde, zu den Signalen, die durch den zweiten Signalkomparator 22 als das vorübergehend größte Signal und das vorübergehend zweite Signal übernommen wurden, hinzu, vergleicht die drei Signale, also das vorübergehend größte Signal, das vorübergehend zweite Signal und das neu hinzugefügte Signal und übernimmt ein größtes Signal als ein größtes Signal und ein zweitgrößtes Signal als ein zweites Signal. Insbesondere empfängt der dritte Signalkomparator 23 zusätzlich zu dem als größtes Signal übernommenen Signal L1 und dem als zweites Signal übernommenen Signal L3, die auf den Ergebnissen des oben beschriebenen Vergleichs durch den zweiten Signalkomparator 22 basieren, zum Beispiel die Eingabe des verbliebenen Signals L4, das noch nicht verglichen wurde, vergleicht die Werte der Signale L1, L3 und L4 und extrahiert ein Signal mit dem größten Wert und ein Signal mit dem zweitgrößten Wert. Dann gibt der dritte Signalkomparator 23 die zwei extrahierten Signale A und B aus. Insbesondere wenn das Signal L1, das Signal L3 und das Signal L4 in einer Beziehung von L4 > L1 > L3 stehen, extrahiert der dritte Signalkomparator 23 zwei Signale des Signals L4 und des Signals L1 als die Signale A und B und gibt die Signale A und B an den Glättungsprozessor 3 aus. Wenn das Signal L1 und das Signal L3 denselben Wert besitzen, kann zweckmäßigerweise ein Signal als zu extrahierendes Signal und das andere Signal als nicht zu extrahierendes Signal übernommen werden. Durch die Vervollständigung des Vorgangs in dem ersten Signalkomparator 21, dem zweiten Signalkomparator 22 und dem dritten Signalkomparator 23 kann der Signalextraktor 2 die zwei Signale A und B extrahieren und ausgeben. Der Signalextraktor 2 zielt auf die Extraktion des Signals A und des Signals B ab und assoziiert das Signal A und Signal B für eine Ausgabe nicht jeweils mit dem entsprechenden Signal das Größtwert-Signals und des zweitgrößten Signals. Wenn es notwendig ist, können das Signal A und das Signal B für eine Ausgabe jeweils mit dem entsprechenden Signal des größten Werts und des zweiten Werts assoziiert sein.
Somit werden bei der Extraktion des Signals A und des Signals B aus einer Vielzahl an Signalen zunächst aus zwei Signalen ein vorübergehend größtes Signal und ein vorübergehend zweites Signal bestimmt und anschließend vergleichen der zweite Signalkomparator 22 und der dritte Signalkomparator 23 ein Signal, das noch nicht verglichen wurde, mit den zwei verglichenen Signalen, um ein größtes Signal und ein zweites Signal zu bestimmen. Da die Anzahl der Signale in diesem Beispiel vier ist, können durch den Vergleich der Signale in den drei Signalkomparatoren 21, 22 und 23 ein größtes Signal und ein zweites Signal extrahiert werden. Wenn die Anzahl der zu verarbeitenden Signale größer als in diesem Beispiel ist, können das Signal A und das Signal B extrahiert werden, indem der in dem zweiten und dritten Signalkomparator 22 und 23 durchgeführte Vorgang, in dem aus den drei Signalen ein größtes Signal und ein zweites Signal bestimmt wird, immer in und nach dem zweiten Signalkomparator 22 entsprechend der Anzahl an Signalen wiederholt wird, wobei alle Signale verglichen werden. Somit ändert ein Anstieg der Anzahl an Signalen den Vorgang in und nach dem zweiten Signalkomparator 22 nicht. Wenn der Signalextraktor 2 durch ein Programm, das einen Computer zum Ausführen des obigen Vorgangs veranlasst, gemacht ist, erfordert ein Anstieg der Anzahl an Signalen damit nur ein Ansteigen des Vorgangs in den Signalkomparatoren mehrmals entsprechend der Anzahl an Signalen. Dies ist vorteilhaft, um die Programmierung sehr einfach zu machen, die Notwendigkeit einer speziellen Programmierung entsprechend der Anzahl an Signalen zu beseitigen. Der Signalextraktor 2 muss lediglich in der Alge sein, die Signale A und B von zwei oder mehreren Signalen zu extrahieren. Die zwei Signale, die zuerst an den ersten Signalkomparator 21 eingegeben werden, können als Gewünschte festgelegt werden und können die Signale L3 und L4 anstelle der Signale L1 und L2 sein und sind nicht auf die Speziellen beschränkt.
In diesem Fall wird die Hochauswahl verwendet, bei der ein Signal eines höheren Werts ausgewählt wird. Damit erzeugt der Glättungsprozessor 3 basierend auf der Abweichung ε zwischen den Signalen A und B ein Glättungssignal P mit einem Wert, der größer als die Werte der zwei Signale A und B zwischen zwei Punkten ist, an denen das Glättungssignal P die zwei Signale A und B schneidet. Da in diesem Beispiel die sogenannte Hochauswahl durchgeführt wird, wird, wenn das Signal A mit der Zeit in seinem Wert abnimmt und das Signal B mit der Zeit in seinem Wert zunimmt und sich die Signale A und B zu einer Zeit schneiden, das Signal A vor einer Zeit t0, zu der sich die Signale A und B schneiden, ausgewählt und das Signal B zu der oder nach der Zeit t0 ausgewählt, wie in 3 dargestellt. Das Glättungssignal P ist so erzeugt, dass die Differenz von den Werten der Signale A und B klein ist, wenn der Absolutwert der Abweichung ε groß ist, und die Differenz von den Signalen A und B groß ist, wenn der Absolutwert der Abweichung ε klein ist. Das Glättungssignal P verbindet die Signale A und B zu der Zeit des Wechselns zwischen den Signalen A und B, um eine plötzliche Änderung der Änderungsrate des Signals zur Zeit des Signalwechselns zu reduzieren. Insbesondere addiert der Glättungsprozessor 3 einen basierend auf der Abweichung ε bestimmten Zusatzwert av zu einem Signal eines größeren Werts der zwei Signale A und B, um das Glättungssignal P zu erzeugen, oder erzeugt das Glättungssignal P basierend auf den Werten der zwei Signale A und B und der Abweichung ε. Wie in 3 dargestellt, besitzt das so entsprechend der Abweichung ε erzeugte Glättungssignal P immer einen größeren Wert als diese zwei Signale A und B zwischen Punkten, an denen das Glättungssignal P, das die Signale A und B verbindet, die zwei Signale A und B schneidet. Da das Glättungssignal P somit ein Signal ist, das immer einen größeren Wert besitzt als die zwei Signale A und B zwischen den zwei Punkten, an denen das Glättungssignal P die zwei Signale A und B schneidet, wird die Steigung des Glättungssignals P größer als die Steigung des Signals A, während das Signal A ausgewählt ist, und die Steigung des Glättungssignals P kleiner als die Steigung des Signals B, während das Signal B ausgewählt ist, wie in 3 dargestellt. Damit kann, im Vergleich zu einem Wechsel eins ausgewählten Signals direkt von dem Signal A zu Signal B, zur Zeit des Wechselns zwischen den zwei Signalen A und B, durch Verwendung des Glättungssignals P zwischen den zwei Punkten von der Schnittstelle des Glättungssignals P und des Signals A zu der Schnittstelle des Glättungssignals P und dem Signal B eine plötzliche Änderung der Änderungsrate des Signals zur Zeit des Wechselns zwischen den Signalen A und B reduziert werden. Indem das Glättungssignal P als Signal ausgeführt ist, das eine die Signale A und B berührende Kurve zeichnet, kann eine plötzliche Änderung der Änderungsrate des Signals weiter reduziert werden.
Zusätzlich zu der Bedingung, dass das Glättungssignal P immer einen größeren Wert besitzt als die zwei Signale A und B zwischen den zwei Punkten, an denen das Glättungssignal P die zwei Signale A und B wie in 3 dargestellt schneidet, kann der Glättungsprozessor 3 das Glättungssignal P so erzeugen, dass das Glättungssignal P in einer Ebene der Signalgröße und der Zeit einen kleineren Wert besitzt als eine gerade Linie Q1, die die Koordinaten des Werts des Signals A, das bei der Hochauswahl zu einer Zeit t1 ausgewählt ist, zu der der Absolutwert der Abweichung ε zwischen den Signalen A und B kleiner oder gleich einem Schwellwert δ wird, und die Koordinaten des Werts des Signals B, das in der Hochauswahl zu einer Zeit t2 ausgewählt ist, zu der der Absolutwert der Abweichung ε zwischen den Signalen A und B nach der Zeit t0 den Schwellwert δ überschreitet, verbindet. Dann wird das Glättungssignal P so erzeugt, als fiele es in einen durch die gerade Linie Q1 eingeschlossenen Bereich, das Signal A in einen Bereich zwischen der Zeit t1 und der Zeit t0 und das Signal B in einen Bereich zwischen der Zeit t0 und der Zeit t2 in 3. Wenn der Glättungsprozessor 3 das Glättungssignal P auf diese Weise erzeugt, kann eine plötzliche Änderung der Änderungsrate eines Signals noch zuverlässiger reduziert werden. Durch die Ausgabe des Glättungssignals P anstelle der Signale A und B, wenn der Absolutwert der Abweichung ε geringer oder gleich dem Schwellwert δ ist, kann eine plötzliche Änderung der Änderungsrate des Signals zu der Zeit des Wechselns von dem Signal A zu dem Signal B oder des Wechselns von dem Signal B zu dem Signal A reduziert werden. Somit ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Schwellwert δ ein Wert, der einen spezifizierten Bereich festlegt, in dem das Glättungssignal P anstelle der Signale A und B als gültig ausgegeben wird. Das heißt, wenn die Abweichung ε innerhalb des spezifizierten Bereichs liegt, wird das Glättungssignal P ausgegeben, so dass das Glättungssignal P verwendet werden kann, wenn sich die Werte der zwei Signale A und B näherkommen und ein Signalwechsel erwartet wird, und es kann verhindert werden, dass das Glättungssignal P verwendet wird, wenn die Werte der zwei Signale A und B vollständig getrennt sind und eine Glättungsverarbeitung nicht notwendig ist.
Zusätzlich zu der Bedingung, dass das Glättungssignal P immer einen größeren Wert besitzt als die zwei Signale A und B zwischen den Punkten, an denen das Glättungssignal P die zwei Signale A und B schneidet, kann der Glättungsprozessor 3 das Glättungssignal P so erzeugen, dass das Glättungssignal P in einer Ebene der Signalgröße und der Zeit kleiner ist als der Wert, der durch Addieren einer Hälfte des Werts, der durch Subtraktion des Absolutwerts der Abweichung ε von dem den spezifizierten Bereich festlegenden Schwellwert δ erhalten ist, zu dem Wert des in der Hochauswahl ausgewählten Signals A erhalten ist. In diesem Fall ist das Glättungssignal P so erzeugt, dass es die Signale A und B an den Koordinaten, an denen der Absolutwert der Abweichung ε zwischen den zwei Signalen gleich dem Schwellwert δ wird, berührt und in den Bereichs des Werts fällt, der durch Subtraktion der Abweichung ε von dem Schwellwert δ mit Bezug auf ein ausgewähltes Signal erhalten ist. Wenn das Glättungssignal P auf diese Weise in dem Glättungsprozessor 3 erzeugt ist, kann eine plötzliche Änderung der Änderungsrate eines Signals noch zuverlässiger reduziert werden.
Um die Verarbeitung wie oben durchzuführen, liest die Signalverarbeitungseinrichtung 1 zunächst wie in 4 dargestellt die Vielzahl an Signalen L1, L2, L3 und L4 aus (Schritt F1). Anschließend extrahiert die Signalverarbeitungseinrichtung 1 aus den Signalen L1, L2, L3 und L4 ein Signal eines größten Werts und ein Signal eines zweitgrößten Werts (Schritt F2). Weiterhin verwendet die Signalverarbeitungseinrichtung 1 die zwei in Schritt F1 extrahierten Signale als Signale A und B und erzeugt aus den Signalen A und B und der Abweichung ε zwischen den Signalen A und B das Glättungssignal P (Schritt F3). Nachfolgend gibt die Signalverarbeitungseinrichtung 1 das Glättungssignal P aus (Schritt F4). Durch die Wiederholung der obigen Verarbeitungsfolge erzeugt die Signalverarbeitungseinrichtung 1 das Glättungssignal P mehrmals und gibt dieses aus.
In der obigen Beschreibung werden, um die Hochauswahl durchzuführen, Signale mit dem größten Wert und dem zweitgrößten Wert als die Signale A und B extrahiert. Um die sogenannte Niederauswahl durchzuführen, können aus den Signalen L1, L2, L3 und L4 ein Signal des kleinsten Werts und ein Signal des zweitkleinsten Werts als die Signale A und B für die Ausgabe extrahiert werden. Wenn die Niederauswahl verwendet wird, kann der Glättungsprozessor 3 basierend auf der Abweichung ε zwischen den zwei Signalen A und B ein Glättungssignal P mit einem Wert erzeugen, der kleiner als die Werte der zwei Signale A und B zwischen den Punkten ist, an denen das Glättungssignal P die Signale A und B schneidet. Wenn das Signal A mit der Zeit in seinem Wert abnimmt und das Signal B mit der Zeit in seinem Wert zunimmt und sich die zwei Signale A und B zu einer Zeit scheiden, wie in 5 dargestellt, führt die Verwendung der Niederauswahl dazu, dass das Signal B vor einer Zeit t0, zu der sich die Signale A und B schneiden, ausgewählt ist und das Signal A zu oder nach der Zeit t0 ausgewählt ist. Das Glättungssignal P verbindet die zwei Signale A und B zu der Zeit des Wechsels zwischen den zwei Signalen A und B, um eine plötzliche Änderung der Änderungsrate des Signals zur Zeit des Signalwechselns zu reduzieren. Insbesondere addiert der Glättungsprozessor 3 einen basierend auf der Abweichung ε festgelegten Zusatzwert av zu einem Signal eines kleineren Werts der zwei Signale A und B, um das Glättungssignal P zu erzeugen, oder erzeugt das Glättungssignal P basierend auf den Werten der zwei Signale A und B und der Abweichung ε. Wie in 5 dargestellt, besitzt das so erzeugte Glättungssignal P immer einen kleineren Wert als diese zwei Signale A und B zwischen den zwei Punkten, an denen das Glättungssignal P, das die Signale A und B verbindet, die zwei Signale A und B schneidet. Da das Glättungssignal P somit ein Signal ist, das immer einen größeren Wert besitzt als die zwei Signale A und B zwischen den zwei Punkten, an denen das Glättungssignal P die Signale A und B schneidet, wird eine Steigung des Glättungssignals P kleiner als die Steigung des Signals A, während das Signal A ausgewählt ist, und die Steigung des Glättungssignals P größer als die Steigung des Signals B, während das Signal B ausgewählt ist. Damit kann, im Vergleich zu einem Wechseln eines ausgewählten Signals direkt von dem Signal A zu Signal B zur Zeit des Wechselns zwischen den zwei Signalen A und B, die Verwendung des erzeugten Glättungssignals P zwischen den zwei Punkten von der Schnittstelle des Glättungssignals P und des Signals A zu der Schnittstelle des Glättungssignals P und dem Signal B eine plötzliche Änderung der Änderungsrate des Signals zur Zeit des Wechselns zwischen den Signalen A und B reduzieren. Indem das Glättungssignal P als Signal ausgeführt ist, das eine die Signale A und B berührende Kurve zeichnet, kann eine plötzliche Änderung der Änderungsrate des Signals weiter reduziert werden.
Wenn die Niederauswahl durchgeführt wird, kann der Glättungsprozessor 3 zusätzlich zu der Bedingung, dass das Glättungssignal P immer einen kleineren Wert als die zwei Signale A und B zwischen den zwei Punkten, an denen das Glättungssignal P, wie in 5 dargestellt, die zwei Signale A und B schneidet, besitzt, das Glättungssignal P so erzeugen, dass das Glättungssignal P in einer Ebene der Signalgröße und der Zeit einen größeren Wert besitzt als eine gerade Linie Q2, die die Koordinaten des Werts des Signals A, das in der Hochauswahl zu einer Zeit t1 ausgewählt ist, zu dem der Absolutwert der Abweichung ε zwischen den Signalen A und B kleiner oder gleich einem Schwellwert δ wird, und die Koordinaten des Werts des Signals B, das in der Niederauswahl zu einer Zeit t2 ausgewählt ist, zu dem der Absolutwert der Abweichung ε zwischen den Signalen A und B nach der Zeit t0 den Schwellwert δ überschreitet, verbindet. Dann wird das Glättungssignal P so erzeugt, als fiele es in einen durch die gerade Linie Q2 eingeschlossenen Bereich, das Signal A in einen Bereich zwischen der Zeit t1 und der Zeit t0 und das Signal B in einen Bereich zwischen der Zeit t0 und der Zeit t2 in 5. Wenn der Glättungsprozessor 3 das Glättungssignal P auf diese Weise erzeugt, kann eine plötzliche Änderung der Änderungsrate eines Signals noch zuverlässiger reduziert werden.
Zusätzlich zu der Bedingung, dass das Glättungssignal P immer einen kleineren Wert besitzt als die zwei Signale A und B zwischen den zwei Punkten, an denen das Glättungssignal P die zwei Signale A und B schneidet, kann der Glättungsprozessor 3 das Glättungssignal P so erzeugen, dass das Glättungssignal P in einer Ebene der Signalgröße und der Zeit größer ist als der Wert, der durch Addieren einer Hälfte des Werts, der durch Subtraktion des Absolutwerts der Abweichung ε von dem den spezifizierten Bereich festlegenden Schwellwert δ erhalten ist, zu dem Wert des in der Niederauswahl ausgewählten Signals A erhalten ist. In diesem Fall ist das Glättungssignal P so erzeugt, dass es die Signale A und B an den Koordinaten, an denen der Absolutwert der Abweichung ε zwischen den zwei Signalen gleich dem Schwellwert δ wird, berührt und in den Bereich des Werts fällt, der durch Subtraktion der Abweichung ε von dem Schwellwert δ mit Bezug auf ein ausgewähltes Signal erhalten ist. Wenn das Glättungssignal P auf diese Weise in dem Glättungsprozessor 3 erzeugt ist, kann eine plötzliche Änderung der Änderungsrate eines Signals noch zuverlässiger reduziert werden.
Wie in 1 dargestellt kann die Signalverarbeitungseinrichtung 1 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zusätzlich zu der obigen Anordnung einen Regulär-Prozessor 4, der ein Signal, das bei der Hochauswahl der zwei Signale A und B zum Durchführen der Höchstauswahl-Verarbeitung auszugeben wird, als Größtwert-Signal Ma extrahiert und ausgibt, und einen Ausgabesignaleinsteller 5 aufweisen, der das von dem Glättungsprozessor 3 erzeugte Glättungssignal P als ein Ausgabesignal O auswählt und ausgibt, wenn die Abweichung ε zwischen dem Signal A und dem Signal B innerhalb des spezifizierten Bereichs liegt, und das von dem Regulär-Prozessor 4 ausgegebene Größtwert-Signal Ma als Ausgabesignal O auswählt und ausgibt, wenn die Abweichung ε außerhalb des spezifizierten Bereichs liegt.
Der Regulär-Prozessor 4 vergleicht die eingegebenen zwei Signale A und B und verwendet ein Signal mit einem größeren Wert als das Größtwert-Signal Ma. Der Regulär-Prozessor 4 ist zum Durchführen der Hochauswahl bereitgestellt, vergleicht die Werte des Signals A und des Signals B, verwendet ein Signal eines höheren Werts als das Größtwert-Signal Ma und gibt dieses an den Ausgabesignaleinsteller 5 aus. Wenn es gewünscht ist, die Niederauswahl durchzuführen, verwendet der Regulär-Prozessor 4 den kleinsten Wert der Signale A und B als Kleinstwert-Signal Mi und gibt diesen an den Ausgabesignaleinsteller 5 aus.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel weist einen Regulär-Prozessor 4 auf, der die zwei Signale A und B vergleicht und ein Signal mit einem höheren Wert als das Größtwert-Signal Ma verwendet und ausgibt und somit die Notwendigkeit eines Signalextraktors 2 zum Assoziieren des Signals A und des Signals B jeweils entsprechend einem des Größtwert-Signals und zweitgrößten Signals für die Ausgabe beseitigt. Wie oben beschrieben, vergleicht der Regulär-Prozessor 4 die eingegebenen zwei Signale A und B und verwendet ein Signal mit einem größeren Wert als das Größtwert-Signal Ma. Wenn der Signalextraktor 2 dazu ausgebildet ist, festzulegen, welches des Größtwert-Signals und zweitgrößten Signals jeweils den Signalen A und B entspricht, kann der Regulär-Prozessor 4 in den Signalextraktor 2 integriert sein.
Der Ausgabesignaleinsteller 5 verwendet eines des von dem Glättungsprozessor 3 erzeugten Glättungssignals P und des von dem Regulär-Prozessor 4 ausgegebenen Größtwert-Signals Ma als Ausgabesignal O und gibt das Ausgabesignal O aus. In diesem Ausführungsbeispiel empfängt der Ausgabesignaleinsteller 5 insbesondere die Eingabe eines Glättungsbestimmungssignals Z von dem Glättungsprozessor 3 und bestimmt entsprechend dem Glättungsbestimmungssignal Z, welches des Glättungssignals P und des Größtwert-Signals Ma als Ausgabesignal O zu verwenden ist. Zum Beispiel gibt der Glättungsprozessor 3 das Glättungsbestimmungssignal Z mit einem Wert aus, der die Bestimmung erlaubt, ob das Glättungssignal P verwendet werden kann oder nicht, wenn der Absolutwert der Abweichung ε zwischen den Signalen A und B kleiner als oder gleich dem Schwellwert δ und innerhalb des spezifizierten Bereichs ist, und das Glättungsbestimmungssignal Z mit einem Wert, der angibt, dass das Größtwert-Signal Ma verwendet werden muss, wenn der Absolutwert der Abweichung ε zwischen den Signalen A und B den Schwellwert δ überschreitet und außerhalb des spezifizierten Bereichs ist. Wenn der Ausgabesignaleinsteller 5 nur zwei Entscheidungen trifft, ob das Glättungssignal P verwendet werden soll oder nicht, kann die Anwesenheit und die Abwesenheit der Ausgabe des Glättungsbestimmungssignals Z ausgegeben werden, d. h. ein gewünschter Wert und null. Wenn der Ausgabesignaleinsteller 5 das Glättungssignal P in das Größtwert-Signal Ma als Ergänzung einblendet oder das Glättungssignal P ausblendet, kann das Glättungsbestimmungssignals Z als ein Verstärkungsfaktor ausgegeben werden, mit dem das Glättungssignal P multipliziert wird, und der Ausgabesignaleinsteller 5 kann den durch die Multiplikation des Glättungssignals P mit dem Verstärkungsfaktor erhaltenen Wert zu dem Größtwert-Signal Ma addieren, um das Ausgabesignal O zu bestimmen. Das Glättungsbestimmungssignal Z kann von dem Regulär-Prozessor 4 anstelle des Glättungsprozessors 3 erzeugt sein.
Um die Verarbeitung wie oben durchzuführen, liest die Signalverarbeitungseinrichtung 1 zunächst wie in 6 dargestellt die Vielzahl an Signalen L1, L2, L3 und L4 aus (Schritt F11). Anschließend extrahiert die Signalverarbeitungseinrichtung 1 aus den Signalen L1, L2, L3 und L4 ein Signal des größten Werts und ein Signal des zweitgrößten Werts (Schritt F12). Weiterhin verwendet die Signalverarbeitungseinrichtung 1, wenn die Hochauswahl durchgeführt wird, die zwei in Schritt F11 extrahierten Signale als Signale A und B und wählt aus dem Signal A und dem Signal B das Größtwert-Signal Ma aus. Wenn die Niederauswahl durchgeführt wird, führt die Signalverarbeitungseinrichtung 1 die Verarbeitung durch Auswählen des Kleinstwert-Signals Mi aus dem Signal A und dem Signal B durch (Schritt F13). Als nächstes erzeugt die Signalverarbeitungseinrichtung 1 aus den Signalen A und B und der Abweichung ε zwischen den Signalen A und B das Glättungssignal P (Schritt F14). Die Signalverarbeitungseinrichtung 1 vergleicht die Abweichung ε zwischen den Signalen A und B mit dem Schwellwert δ, um das Glättungsbestimmungssignal Z zu erzeugen (Schritt F15). Weiterhin führt die Signalverarbeitungseinrichtung 1 basierend auf dem Glättungsbestimmungssignal Z eine Verarbeitung aus, um eines des Glättungssignals P und des Größtwert-Signals Ma als Ausgabesignal O zu bestimmen, wenn die Hochauswahl ausgeführt wird, und eine Verarbeitung, um eines des Glättungssignals P und des Kleinstwert-Signals Mi als Ausgabesignal O zu bestimmen, wenn die Niederauswahl ausgeführt wird (Schritt F16). Zuletzt gibt die Signalverarbeitungseinrichtung 1 das Ausgabesignal O aus (Schritt F17). Durch die Wiederholung der obigen Verarbeitungsfolge erzeugt die Signalverarbeitungseinrichtung 1 das Ausgabesignal O mehrmals und gibt dieses aus.
Als nächstes wird eine detaillierte Anordnung und Verarbeitung in dem Glättungsprozessor 3 beschrieben. Wie in 7 dargestellt weist ein erstes Anordnungsbeispiel des Glättungsprozessors 3 einen Signalgenerator 311, der eine Operation zum Bestimmen der Abweichung ε zwischen dem Signal A und dem Signal B, die von dem Signalextraktor 2 extrahiert sind, durchführt und das Glättungssignal P basierend auf der Abweichung ε erzeugt, einen Wechsler 312 für den spezifizierten Bereich, der den Wert des Grenzwerts δ ändert, der den spezifizierten Bereich der Glättung bei der Erzeugung des Glättungssignals P abgrenzt, einen Reduktionsprozessor 313 für eine plötzliche Änderung, der eine plötzliche Änderung des spezifizierten Bereichs reduziert, und einen Glättungsbestimmungssignal-Generator 314, der die Abweichung ε zwischen dem Signal A und dem Signal B und dem Schwellwert δ vergleicht und das Glättungsbestimmungssignal Z erzeugt, auf.
Insbesondere bestimmt der Signalgenerator 311 aus der Abweichung ε zwischen dem Signal A und dem Signal B einen ersten Verstärkungsfaktor G₁, mit dem der Wert des Signals A zu multiplizieren ist, und einen zweiten Verstärkungsfaktor G₂, mit dem der Wert des Signals B zu multiplizieren ist, synthetisiert ein erstes Zusatzsignal H₁, das basierend auf dem Wert des Signals A und dem ersten Verstärkungsfaktor G₁ erhalten ist, und ein zweites Zusatzsignal H₂, das basierend auf dem Wert des Signals B und dem zweiten Verstärkungsfaktor G₂ erhalten ist, um ein Glättungssignal P zu erzeugen, und gibt das Glättungssignal P aus.
Ein Vorgang zum Bestimmen des ersten Verstärkungsfaktors G₁ und des zweiten Verstärkungsfaktors G₂ wird beschrieben. Zunächst wird eine Situation angenommen, in der das Signal A, wie in 8 dargestellt, mit der Zeit abnimmt, das Signal B mit der Zeit zunimmt und sich das Signal A und das Signal B zu einer Zeit t0 schneiden. Die Signalverarbeitungseinrichtung 1 führt in diesem Ausführungsbeispiel eine Hochauswahl aus, um ein Signal eines größeren Werts auszuwählen. Wenn vor der Zeit t0, zu der das Signal A und das Signal B denselben Wert besitzen, das Signal A, das bis zu dieser Zeit einen größeren Wert besitzt, ausgewählt ist, und zu und nach der Zeit t0 das Signal B, das dann einen größeren Wert besitzt als das Signal A, ausgewählt ist, ändert sich ein Ausgabesignal plötzlich zur Zeit des Wechselns von dem Signal A zu dem Signal B hinsichtlich der Änderungsrate. Damit erlaubt das Erzeugen eines Signals, das das Signal A und das Signal B nahe einer Schnittstelle dieser gleichmäßig (engl. smooth) verbindet, wie in 9 dargestellt, und die Verwendung dieses als Ausgabesignal O eine gleichmäßige Änderung von dem Signal A zu dem Signal B.
Zunächst wird das Synthetisieren von nur zwei Signalen und das Bestimmen des das Signal A und das Signal B gleichmäßig verbindenden Glättungssignals P betrachtet. Wenn ein Intervall, in dem das Signal A und das Signal B synthetisiert werden, in einem Bereich zwischen null und eins in x-y-Koordinaten liegt, wobei der Signalwert auf der y-Achse und die Zeit auf der x-Achse angenommen werden, und das Signal A die lineare Funktion y = –x + 1 und das Signal B y = x ist, sind das Signal A und das Signal B, wenn sie als ein Graph dargestellt sind, wie in 10 dargestellt. Das zu bestimmende Glättungssignal P bildet eine Kurve, wie sie durch die Punkt-Strich-Linie in 10 dargestellt ist. Durch die Verwendung des Glättungssignals P als Ausgabesignal an der Stelle des Signals A oder des Signals B in einem von null bis eins reichenden Intervall, in dem das Signal A und das Signal B synthetisiert werden, kann eine plötzliche Änderung der Änderungsrate des Ausgabesignals reduziert werden.
Wenn, wie in 11 dargestellt, für den ersten Verstärkungsfaktor G₁, mit dem das Signal A multipliziert wird, y = 1 – x² gilt und für den zweiten Verstärkungsfaktor G₂, mit dem das Signal B multipliziert wird, y = 1 – (1 – x)² gilt, gilt mit Bezug auf das Signal A und das Signal B, wie in 12 dargestellt, für das erste Zusatzsignal H₁, das durch Multiplizieren des Signals A mit dem ersten Verstärkungsfaktor G₁ erhalten ist, y = x³ – x² – x + 1, für das zweite Zusatzsignal H₂, das durch Multiplizieren des Signals B mit dem zweiten Verstärkungsfaktor G₂ erhalten ist, y = –x³ + 2x² und für das Glättungssignal P, das durch Addieren des ersten Zusatzsignals H₁ und des zweiten Zusatzsignals H₂ erhalten ist, y = x² – x + 1.
Wie in 10 dargestellt findet das Wechseln von dem Signal A zu dem Glättungssignal P zu einer Zeit statt, zu der x = 0, und das Wechseln von dem Glättungssignal P zu dem Signal B findet zu einer Zeit statt, zu der x = 1. Das Signal A ist durch y = –x +1 ausgedrückt und sein Differential ist dy/dx = –1. Der Ableitungswert des Signals A zu der Zeit, zu der x = 0, ist –1. Die Differentiation von y = x² – x + 1 des Glättungssignals P resultiert in dy/dx = 2x – 1 und der Ableitungswert des Glättungssignals P ist –1, wenn x = 0. Das Signal B ist durch y = x ausgedrückt und sein Differential ist dy/dx = 1. Der Ableitungswert des Signals B zu der Zeit, zu der x = 1, ist 1. Die Substitution von x = 1 in die Differentiation von dy/dx = 2x – 1 des Glättungssignals P resultiert darin, dass der Ableitungswert des Glättungssignals P zu dem Zeitpunkt, wenn x = 1, 1 ist. Somit ändert sich die Änderungsrate des Signals gleichmäßig ohne eine plötzlich Änderung, wenn ein Ausgabesignal von dem Signal A zu dem Glättungssignal P und von dem Glättungssignal P zu dem Signal B gewechselt wird, wenn das Glättungssignal P das Signal A und das Signal B verbindet. Weiterhin ändert sich die Änderungsrate des Glättungssignals P nicht plötzlich, weil das Glättungssignal P eine quadratische Kurve ist. Somit kann das Glättungssignal P durch Addieren des Signals A und des Signals B, die mit dem ersten Verstärkungsfaktor G₁ bzw. dem zweiten Verstärkungsfaktor G₂ multipliziert sind, bestimmt werden.
Als nächstes wird der Vorgang des Bestimmens des Glättungssignals P verallgemeinert. Mit dem Signal A als Funktion y = f₁(t), das sich mit der Zeit ändert, und gleichermaßen mit dem Signal B als Funktion y = f₂(t) wird das Glättungssignal P aus dem Signal A und dem Signal B bestimmt.
Es wird ein Intervall angenommen, in dem, wie in 13 dargestellt, der Wert des Signals A abnimmt, der Wert des Signals B zunimmt, der Zeitpunkt, zu dem diese sich schneiden, enthalten ist und der Absolutwert der Abweichung ε zwischen diesen kleiner oder gleich dem Schwellwert δ ist. Der Schwellwert δ ist ein Wert, der den spezifizierten Bereich, in dem das Glättungssignal P gültig ist, durch Vergleich mit der Abweichung ε definiert. Wie oben beschrieben kann mit einem Bereich, in dem der Absolutwert der Abweichung ε kleiner oder gleich dem Schwellwert δ ist, als spezifiziertem Bereich und mit dem Glättungssignal P als innerhalb dieses spezifizierten Bereichs Gültigen durch Ausgeben des Glättungssignals P an der Stelle des Signals A und des Signals B in diesem Bereich eine plötzliche Änderung der Änderungsrate des Signals zu der Zeit des Wechselns zwischen dem Signal A und dem Signal B reduziert werden.
Zunächst wird das Signal A von dem Signal B subtrahiert, um eine Funktion F1, y = f₂(t) – f₁(t), zu erhalten, und das Signal B von dem Signal A subtrahiert, um eine Funktion F2, y = f₁(t) – f₂(t), zu erhalten. Ein Graph der Funktionen F₁ und F₂ in einem Intervall, in dem der Absolutwert der Abweichung zwischen dem Signal A und dem Signal B kleiner oder gleich dem Schwellwert δ ist, ist in 14 dargestellt.
Als nächstes werden die wie oben beschrieben erhaltenen Funktionen F1 und F2 normiert, um in einen Bereich zwischen null und 1 auf der y-Achse zu ändern. Insbesondere werden die rechten Seiten der Funktionen F1 und F2, wie in 15 dargestellt, durch den Schwellwert δ geteilt, um die Funktion F1 in eine Funktion F1₁, die durch y = (f₂(t) – f₁(t))/δ ausgedrückt ist, zu transformieren, und die Funktion F2 in eine Funktion F2₁, die durch y = (f₁(t) – f₂(t))/δ ausgedrückt ist, zu transformieren, um die Funktionen F1₁ und F2₁ zu erhalten, die sich in einem Bereich von –1 und 1 auf der y-Achse ändern. Weiterhin werden die rechten Seiten der Funktionen F1₁ und F2₁ durch 2 geteilt, wie in 16 dargestellt, und dann wird 0,5 zu diesen addiert, um die Funktion F1₁ in die Funktion F1₂, die durch y = (f₂(t) – f₁(t))/2δ + 0,5 ausgedrückt ist, zu transformieren und die Funktion F2₁ in die Funktion F2₂, die durch y = (f₁(t) – f₂(t))/2δ + 0,5 ausgedrückt ist, zu transformieren, um die Funktionen F1₂ und eine F2₂ zu erhalten, die sich in einem Bereich zwischen null und eins auf der y-Achse ändern.
Aus den normierten Funktionen F1₂ und F2₂ werden der erste Verstärkungsfaktor G₁ und der zweite Verstärkungsfaktor G₂ bestimmt. Wie oben beschrieben wird mit dem ersten Verstärkungsfaktor G₁ und dem zweiten Verstärkungsfaktor G₂ als quadratische Funktionen die Funktion F1₂ mit dem ersten Verstärkungsfaktor G₁ multipliziert, um das erste Zusatzsignal H₁ zu erhalten, und weiterhin die Funktion F2₂ mit dem zweiten Verstärkungsfaktor G₂ multipliziert, um das zweite Zusatzsignal H₂ zu erhalten, so dass das Glättungssignal P, das durch Addieren des ersten Zusatzsignals H₁ und des zweiten Zusatzsignals H₂ erhalten wird, eine quadratische Funktion wird. Dies schützt vor einer plötzlichen Änderung der Änderungsrate des Signals sowohl an Verbindungen, wenn das Signal A und das Signal B durch das Glättungssignal P verbunden sind, als auch in dem Glättungssignal P. Somit werden die rechten Seiten der Funktionen F1₂ und F2₂ quadriert und dann einzeln voneinander subtrahiert, um den ersten Verstärkungsfaktor G₁ zu G₁ = –{(f₂(t) – f₁(t))/2δ + 0,5}² + 1 zu setzen und den zweiten Verstärkungsfaktor G₂ zu G₂ = –{(f₁(t) – f₂(t))/2δ + 0,5}² + 1 zu setzen, so dass der erste Verstärkungsfaktor G₁ und der zweite Verstärkungsfaktor G₂ erhalten werden können, die ähnlich zu dem ersten Verstärkungsfaktor G₁ und dem zweiten Verstärkungsfaktor G₂ bestimmt sind, wenn einfache Signale synthetisiert werden. Der erste Verstärkungsfaktor G₁ kann durch G₁ = –(-ε/2δ + 0,5)² + 1 ausgedrückt werden und der zweite Verstärkungsfaktor G₂ kann durch G₂ = –(ε/2δ + 0,5)² + 1 ausgedrückt werden, wobei ε die durch Subtraktion des Signals B von dem Signal A erhaltene Abweichung ist.
Indem die Funktionen F1₂ und F2₂ so von dem Signal A und dem Signal B erhalten wird und der erste Verstärkungsfaktor G₁ und der zweite Verstärkungsfaktor G₂ so bestimmt werden, kann eine Verallgemeinerung unabhängig von den Zuständen des Signals A und des Signals B gemacht werden. Somit können der erste Verstärkungsfaktor G₁ und der zweite Verstärkungsfaktor G₂, wenn der Schwellwert δ vorbestimmt ist, nur durch Bestimmen der Ableitung ε bestimmt werden. Damit können der erste Verstärkungsfaktor G₁ und der zweite Verstärkungsfaktor G₂ durch Abbilden (engl. mapping) des ersten Verstärkungsfaktors G₁ und des zweiten Verstärkungsfaktors G₂, und durch Durchführen einer Abbildungs-Operation aus der Abweichung ε bestimmt werden. Wie oben beschrieben ist die Operation durch das Erhalten der normierten Funktionen F1₂ und F2₂ aus dem Signal A und dem Signal B und das Bestimmen des ersten Verstärkungsfaktors G₁ und des zweiten Verstärkungsfaktors G₂ vorteilhaft vereinfacht. Es ist auch möglich, den ersten Verstärkungsfaktor G₁ direkt von dem normierten Signal A zu bestimmen und den zweiten Verstärkungsfaktor G₂ direkt von dem normierten Signal B zu bestimmen.
Als Nächstes werden das Signal A und das Signal B mit Bezug auf das Intervall, in dem der Absolutwert der Abweichung ε zwischen dem Signal A und dem Signal B kleiner oder gleich dem Schwellwert δ ist, normiert. Da der erste Verstärkungsfaktor G₁ und der zweite Verstärkungsfaktor G₂ von den normierten Funktionen F1₂ und F2₂ bestimmt sind, ist die Normierung des Signals A und des Signals B notwendig, um das Signal A und das Signal B mit dem ersten Verstärkungsfaktor G₁ bzw. mit dem zweiten Verstärkungsfaktor G₂ zu multiplizieren. Das heißt, das beabsichtigte Glättungssignal P kann erhalten werden, indem das Glättungssignal, das durch Addition des durch Multiplikation des normierten Signals A mit dem ersten Verstärkungsfaktor G₁ erhaltenen ersten Zusatzsignals H₁ und des durch Multiplikation des normierten Signals B mit dem zweiten Verstärkungsfaktor G₂ erhaltenen zweiten Zusatzsignals H₂ erhalten ist, durch einen Vorgang, der zu dem Vorgang, durch den das Signal A und das Signal B normiert wurden, umgekehrt ist, in einen Status vor der Normierung zurückgeführt wird.
Zunächst wird der Vorgang der Normierung des Signals A und des Signals B beschrieben. Das Signal A und das Signal B werden addiert und durch zwei dividiert und ein Wert einer Hälfte des Grenzwerts δ wird von diesem subtrahiert, um einen Korrekturwert γ zu erhalten. Insbesondere ist der Korrekturwert γ = (f₁(t) + f₂(t))/2 – δ/2.
Der Korrekturwert γ wird von dem Signal A und dem Signal B subtrahiert, um ein Signal A1 und ein Signal B1 zu erhalten. Das Signal A1 ist y = f₁(t) – {(f₁(t) + f₂(t))/2 – δ/2} und das Signal B1 ist y = f₂(t) – {(f₁(t) + f₂(t))/2 – δ/2}. Wenn der Bereich zwischen null und dem Schwellwert δ auf der y-Achse gezeigt ist, ändern sich das Signal A1 und das Signal B1 wie in dem Graph in 18 dargestellt.
Wenn die rechten Seiten der Signale A1 und B1 durch den Schwellwert δ dividiert werden, können weiterhin die Signale A2 und B2, zu denen das Signal A und das Signal B normiert sind, erhalten werden. Das Signal A2 ist y = [f₁(t) – {(f₁(t) + f₂(t))/2 – δ/2}]/δ und das Signal B1 ist y = [f₂(t) – {(f₁(t) + f₂(t))/2 – δ/2}]/δ. Wenn der Bereich zwischen null und eins auf der y-Achse gezeigt ist, ändern sich die Signale A2 und B2 wie in dem Graph in 19 dargestellt.
Das auf diese Weise durch Normierung des Signals A erhaltene Signal A2 wird mit dem aus der Funktion F1₂ bestimmten ersten Verstärkungsfaktor G₁ multipliziert, um das erste Zusatzsignal H₁ zu erhalten. Das erste Zusatzsignal H₁ wird durch H₁ = A2 × G₁ berechnet. Weiterhin wird das durch Normierung des Signals B erhaltene Signal B2 mit dem aus der Funktion F2₂ bestimmten zweiten Verstärkungsfaktor G₂ multipliziert, um das zweite Zusatzsignal H₂ zu erhalten. Das zweite Zusatzsignal H₂ wird durch H₂ = B2 × G₂ berechnet.
Dann werden das erste Zusatzsignal H₁ und das zweite Zusatzsignal H₂ addiert, um ein normiertes Glättungssignal P1 zu erhalten. Das normierte Glättungssignal P1 ist P1 = H₁ + H₂ = A2 × G₁ + B2 × G₂ und kann wie in dem Graph in 19 dargestellt präsentiert werden.
Da das hier bestimmte Glättungssignal P1 in einem normierten Zustand ist, wird das normierte Glättungssignal P1 unter Verwendung des Grenzwerts δ und des oben beschriebenen Korrekturwerts γ in einen Zustand vor der Normierung transformiert.
Insbesondere ist das transformierte Glättungssignal P = δ × (H₁ + H₂) + γ = δ × (A2 × G₁ + B2 × G₂) + γ. Wie in 20 dargestellt kann das Glättungssignal P das Signal A und das Signal B in einem Bereich, in dem der Absolutwert der Abweichung ε zwischen diesen kleiner oder gleich dem Schwellwert δ ist, gleichmäßig verbinden.
In der obigen Beschreibung wird das Signal A in dem Intervall, in dem das Glättungssignal P erzeugt ist, nachdem das Signal A das Signal B schneidet, kleiner als das Signal B und das Signal A wird mit dem ersten Verstärkungsfaktor G₁ multipliziert und das Signal B wird mit dem zweiten Verstärkungsfaktor G₂ multipliziert, um das Glättungssignal P zu erhalten. Der Unterschied zwischen den jeweiligen Formeln für den ersten Verstärkungsfaktor G₁ und für den zweiten Verstärkungsfaktor G₂ ist lediglich ein Unterschied in einem der Abweichung ε voranstehenden Zeichen. Wenn bei der Berechnung ein Signal, das einen höheren Wert der zwei Signale A und B besitzt, mit dem ersten Verstärkungsfaktor G₁ multipliziert wird, um das erste Zusatzsignal H₁ zu erhalten und ein Signal, das einem kleineren Wert der zwei Signale A und B besitzt, mit dem zweiten Verstärkungsfaktor G₂ multipliziert wird, um das zweite Zusatzsignal H₂ zu erhalten, dann resultiert die Berechnung des Glättungssignals P in demselben Wert. Genauer stimmt bei der Berechnung des Glättungssignals P der Wert des Glättungssignals P, der erhalten ist, indem die Abweichung ε bis zu einem Zeitpunkt, zu dem sich das Signal A und das Signal B schneiden, durch Subtraktion des Signals B eines kleineren Werts von dem Signal A eines größeren Werts bestimmt wird und der Wert des Signals A in den Wert von f₁(t) eingeht und der Wert des Signals B in den Wert von f₂(t) eingeht und indem die Abweichung ε, nachdem das Signal A das Signal B schneidet, durch Subtraktion des Signals A eines kleineren Werts von dem Signal B eines größeren Werts bestimmt wird und der Wert des Signals B in den Wert von f₁(t) eingeht und der Wert des Signals A in den Wert von f₂(t) eingeht, mit dem Wert des Glättungssignals P überein, der bestimmt ist, indem die Abweichung ε durch Subtraktion des Signals B von Signal A bestimmt wird und der Wert des Signals A in den Wert von f₁(t) eingeht und der Wert des Signals B in den Wert von f₂(t) eingeht.
Somit kann das Glättungssignal P durch Multiplikation eines Signals, das einen größeren Wert der zwei Signale A und B besitzt, mit dem ersten Verstärkungsfaktor G₁ und durch Multiplikation eines Signals, das einen kleineren Wert der zwei Signale A und B besitzt, mit dem zweiten Verstärkungsfaktor G₂ erhalten werden. Somit kann mit dem Signal A als f₁(t) und dem Signal B als f₂(t) die Abweichung ε durch ε = f₁(t) – f₂(t) bestimmt werden, der erste Verstärkungsfaktor G₁ durch G₁ = –(–ε/2δ + 0,5)² + 1 bestimmt werden, der zweite Verstärkungsfaktor G₂ durch G₂ = –(ε/2δ + 0,5)² + 1 bestimmt werden und der Korrekturwert γ durch γ = (f₁(t) + f₂(t))/2 – δ/2 bestimmt werden. Um das Glättungssignal P zu einer Zeit T zu bestimmen, zu der der Wert des Signals A zu der Zeit T f₁(T) = a ist und der Wert des Signals B zu der Zeit T f₂(T) = b ist, können die Werte a und b in die obigen Formeln für die Berechnung substituiert werden. Weiterhin wird für die Normierung des Signals A und des Signals B a2, das den Wert des normierten Signals A repräsentiert, durch a2 = [a – {(a + b)/2 – δ/2}]/δ berechnet und b2, das den Wert des normierten Signals B repräsentiert, durch b2 = [b – {(a + b)/2 – δ/2}]/δ berechnet und das Glättungssignal P kann durch die Berechnung P = δ × (a2 × G₁ + b2 × G₂) + γ bestimmt werden. Wie aus dem obigen zu verstehen ist, erhält der Signalgenerator 311 in dem Glättungsprozessor 3 basierend auf der Abweichung ε zwischen dem Signal A und dem Signal B den ersten Verstärkungsfaktor G₁ und den zweiten Verstärkungsfaktor G₂ und erzeugt das Glättungssignal P unter Verwendung des ersten Verstärkungsfaktors G₁ und des zweiten Verstärkungsfaktors G₂.
Anstelle des Bestimmens, ob das Glättungssignal P gültig ist oder nicht, oder ob das Glättungssignal P durch Vergleich zwischen dem Absolutwert der Abweichung ε und dem Schwellwert δ zu erzeugen ist oder nicht, erlaubt das Subtrahieren eines Signals eines kleineren Werts von einem Signal eines größeren Werts bei der Berechnung der Abweichung ε dieselbe Bestimmung durch einen Vergleich der Abweichung ε und des Grenzwerts δ. Wenn eines der Signale A und B immer von dem anderen der Signale A und B subtrahiert wird, das heißt, wenn die Reihenfolge der Subtraktion festgelegt ist, kann, um bei dieser Bestimmung zum Beispiel die Abweichung ε zu erhalten, der Grenzwerts δ durch zwei Zahlen desselben Zahlenwerts mit unterschiedlichen Vorzeichen wie ±N (N ist ein Zahlenwert) definiert sein, um das Glättungssignal P in demselben spezifizierten Bereich wie oben beschrieben für gültig zu erklären. Alternativ können ein Schwellwert zum Bestimmen der Bedingung, wann die Abweichung ε in den spezifizierten Bereich fällt, und ein Schwellwert zur Bestimmung der Bedingung, wann die Abweichung ε aus dem spezifizierten Bereich fällt, bei unterschiedlichen Zahlenwerten festgelegt sein.
Wenn die Signalverarbeitungseinrichtung 1 die Hochauswahl des Auswählens eines Signals mit einem größeren Wert durchführt, indem ein Signal ausgewählt wird, das einen höheren Wert des Signals A und des Signals B annimmt, ein erster Verstärkungsfaktor G₁ durch Berechnen von G₁ = –(–ε/2δ + 0,5)² + 1 bestimmt wird und ein zweiter Verstärkungsfaktor G₂ durch Berechnen von G₂ = –(ε/2δ + 0,5)² + 1 bestimmt wird, können der erste Verstärkungsfaktor G₁ und der zweite Verstärkungsfaktor G₂ somit nur durch Bestimmen der Abweichung ε bestimmt werden und das Signal A und das Signal B können synthetisiert werden, um das Glättungssignal P ohne komplizierte Berechnung zu erhalten.
Obwohl der erste Verstärkungsfaktor G₁ und der zweite Verstärkungsfaktor G₂ in der obigen Beschreibung unter Verwendung von quadratischen Funktionen hergeleitet wurden, können sie auch unter Verwendung von trigonometrischen Funktionen hergeleitet werden. In diesem Fall wird die Abweichung ε durch ε = f1(t) – f2(t) bestimmt, wobei f₁(t) das Signal A ist und f₂(t) das Signal B ist, das erste Zusatzsignal H₁ durch H₁ = 1 – a2 × G₁ bestimmt ist und das zweite Zusatzsignal H₂ durch H₂ = 1 – b2 × G₂ bestimmt, wobei der erste Verstärkungsfaktor G₁ G₁ = [cos{(δ + ε)π/2δ} + 1]2/4 ist und der zweite Verstärkungsfaktor G₂ G₂ = [cos{(δ – ε)π/2δ} + 1]2/4 ist, und, wie in der obigen Beschreibung, a2 der Wert des normierten Signals A ist und b2 der Wert des normierten Signals B ist, und für das Glättungssignal P P = δ × (H₁ + H₂) + γ berechnet wird. Somit erlaubt auch die Verwendung trigonometrischer Funktionen die Erzeugung des Glättungssignals P, das ein Signal vor dem Wechseln und ein Signal nach dem Wechseln durch eine gleichmäßige Kurve zu einer Zeit des Wechselns von dem Signal A zu dem Signal B oder von dem Signal B zu dem Signal A verbindet, um eine plötzliche Änderung der Änderungsrate des Signals zur Zeit des Wechselns zwischen den Signalen A und B zu reduzieren. Obwohl für den ersten Verstärkungsfaktor G₁ und den zweiten Verstärkungsfaktor G₂ in der obigen Beschreibung Kosinus-Funktionen verwendet werden, können zur Definition auch Sinus-Funktionen verwendet werden.
Wenn eine sogenannte Niederauswahl ausgeführt wird, um aus den Signalen L1, L2, L3 und L4 ein Signal des kleinsten Werts auszuwählen, kann das Glättungssignal P unter Verwendung eines Signals des kleinsten Werts und eines Signals des zweitkleinsten Werts der Signale L1, L2, L3 und L4 als Signale A und B erzeugt werden. In diesem Fall kann der erste Verstärkungsfaktor G₁ durch G₁ = –(–ε/2δ + 0,5)² + 1 ausgedrückt werden, und der zweite Verstärkungsfaktor G₂ durch G₂ = –(ε/2δ + 0,5)² + 1, wobei die Abweichung ε zwischen dem Signal A und dem Signal B verwendet wird. Wenn ein bei der Niederauswahl ausgewähltes Signal zum Beispiel das Signal A ist, wird das Signal A normiert und der erste Verstärkungsfaktor G₁ wird mit dem normierten Signal A multipliziert, um das erste Zusatzsignal H₁ zu erhalten, und das Signal B, ein unausgewähltes Signal, wird normiert und der zweite Verstärkungsfaktor G₂ wird mit dem normierten Signal B multipliziert, um das zweite Zusatzsignal H₂ zu erhalten, so dass die Signale A und B, wenn die Signalverarbeitungseinrichtung 1 die Niederauswahl durchführt, um ein Signal auszuwählen, zu der Zeit des Wechselns zwischen den Signalen A und B gleichmäßig verbunden werden können und eine plötzliche Änderung der Änderungsrate des Signals zu der Zeit des Wechselns zwischen den Signalen A und B reduziert werden kann.
Wenn die Niederauswahl durchgeführt wird, können der erste Verstärkungsfaktor G₁ und der zweite Verstärkungsfaktor G₂ unter Verwendung von trigonometrischen Funktionen hergeleitet werden. In diesem Fall wird die Ableitung ε durch ε = f₁(t) – f₂(t) bestimmt, wobei f₁(t) das Signal A ist und f₂(t) das Signal B ist, das erste Zusatzsignal H₁ durch H₁ = a2 × G₁ bestimmt ist und das zweite Zusatzsignal H₂ durch H₂ = b2 × G₂ bestimmt ist, wobei der erste Verstärkungsfaktor G₁ G₁ = [cos{(δ + ε)π/2δ} + 1]²/4 ist und der zweite Verstärkungsfaktor G₂ G₂ = [cos{(δ – ε)π/2δ} + 1]²/4 ist, und, wie in der obigen Beschreibung a2 der Wert des normierten Signals A ist und b2 der Wert des normierten Signals B ist, und für das Glättungssignal P P = δ × (H₁ + H₂) + γ berechnet wird. Auf diese Weise kann das Glättungssignal P, das sowohl ein Signal vor dem Wechseln als auch ein Signal nach dem Wechseln zu der Zeit des Wechselns von dem Signal A zu dem Signal B oder von dem Signal B zu dem Signal A durch eine gleichmäßige Kurve verbindet, erzeugt werden und eine plötzliche Änderung der Änderungsrate des Signals reduziert werden. Obwohl für den ersten Verstärkungsfaktor G₁ und den zweiten Verstärkungsfaktor G₂ in der obigen Beschreibung Kosinus-Funktionen verwendet werden, können zum Ausdruck auch Sinus-Funktionen verwendet werden.
Wie oben gibt der Ausgabesignaleinsteller 5, wenn die Abweichung ε zwischen dem Signal A und dem Signal B kleiner oder gleich dem Schwellwert δ wird, das Glättungssignal P als Ausgabesignal O aus, so dass eine plötzliche Änderung der Änderungsrate des Ausgabesignals O zu der Zeit des Wechselns eines ausgewählten Signals reduziert werden. Hier kann das Glättungssignal P durch Berechnen von P = δ × (a2 × G₁ + b2 × G₂) + γ wie oben beschrieben bestimmt werden. Somit ist das Glättungssignal P, wenn das Signal A und das Signal B denselben Wert besitzen und die Abweichung ε null ist, P = a + 0.25δ = b + 0.25δ (a ist der Wert des Signals A und b ist der Wert des Signals B). Wenn der Absolutwert der Abweichung ε ein Wert nahe null und kleiner oder gleich dem Schwellwert δ ist, benutzt der Ausgabesignaleinsteller 5 das Glättungssignal P als Ausgabesignal O. Wenn der Absolutwert der Abweichung ε null ist, besitzt das Ausgabesignal O den Wert, der durch Addition des Werts des 0,25-Fachen des Grenzwerts δ zu dem Signal A oder dem Signal B erhalten wird. Das heißt, der Wert des Glättungssignals P ist ein Wert, der von den Signalen A und B abgeleitet ist, wenn eines der Signale A oder B der Hochauswahl unterzogen wird. Dann, wenn sowohl der Wert des Signals A als auch der Wert des Signals B null ist, wird der Wert des Ausgabesignals O 0.25δ und nicht null. Dafür ist der in 7 dargestellte Glättungsprozessor 3 mit einem Wechsler 312 für den spezifizierten Bereich zum Wechseln des Werts des Grenzwerts δ versehen.
Der Wechsler 312 für den spezifizierten Bereich vergleicht einen Referenzwert δini des Grenzwerts δ mit einem Mittelwert der Werte sowohl des Signals A als auch des Signals B, ändert den Wert des Grenzwerts δ in den Mittelwert, wenn der Mittelwert kleiner als der Referenzwert δini ist und gibt den geänderten Schwellwert δ in den Reduktionsprozessor 313 für eine plötzliche Änderung und den Glättungsbestimmungssignal-Generator 314 ein. Genauer vergleicht der Wechsler 312 für den spezifizierten Bereich, wenn der Mittelwert des Signals A und des Signals B berechnet ist, diesen mit dem Referenzwert δini und aktualisiert den Schwellwert δ zu dem Mittelwert, wenn das Vergleichsergebnis ist, dass der Mittelwert kleiner als der Referenzwert δini ist. Der aktualisierte Schwellwert δ wird bei der Berechnung des Glättungssignals P von dem Signalgenerator 311 und der Vergleich zwischen dem Absolutwert der Abweichung ε und dem Schwellwert δ von dem Glättungsbestimmungssignal-Generator 314 verwendet. Für den Schwellwert δ wird eine untere Grenze δmin eines Werts, der größer als null und kleiner als der Referenzwert δini ist, festgelegt. Wenn der oben beschriebene Mittelwert kleiner als die untere Grenze δmin ist, wird der Wert des Grenzwerts δ auf der unteren Grenze δmin gehalten.
Das Bereitstellen des Wechsler 312 für den spezifizierten Bereich wie oben verhindert, dass das Ausgabesignal O als ein Signal ausgegeben wird, das einen größeren Wert als das Signal A und das Signal B besitzt, wenn das Signal A und das Signal B null oder Werte nahe null annehmen.
Zum Beispiel wird der Fall angenommen, dass die Signalverarbeitungseinrichtung 1 in einem Federungssystem verwendet wird, in dem ein Oberfedersteuerstrombefehl, der für die Vibrationsdämpfungssteuerung eines Federoberglieds eines Fahrzeugs verwendet wird, und ein Unterfedersteuerstrombefehl, der für die Vibrationsdämpfungssteuerung eines Federunterglieds verwendet wird, als Signale zum Ausgeben des Ausgabesignals O übernommen werden und die Dämpfungskraft eines Dämpfungselements, das zwischen das Federoberglied und das Federunterglied des Fahrzeugs zwischengeschaltet ist, basierend auf dem Ausgabesignal O gesteuert wird und die Dämpfungskraft eines Dämpfungselements durch das Ausgabesignal O angepasst wird. Wenn zum Beispiel das Signal A der zwei Signale durch die Hochauswahl ausgewählt ist und die Signalverarbeitungseinrichtung das Ausgabesignal O ausgibt, das, auch wenn das Fahrzeug gestoppt ist, sowohl das Federoberglied als auch das Federunterglied stationär sind und sowohl das Signal A als auch das Signal B null sind, einen bestimmten von dem Signal A abgeleiteten Wert besitzt, muss an den Dämpfungskrafteinsteller des Dämpfungselements kontinuierlich ein Steuerbefehl ausgegeben werden, auch wenn das Fahrzeug gestoppt hat. Im Gegensatz dazu nimmt der Wert des Grenzwerts δ in einer Signalverarbeitungseinrichtung 1, die einen Wechsler 312 für den spezifizierten Bereich aufweist, ab, wobei null erreicht wird, wenn das Signal A und das Signal B Werte nahe null annehmen, so dass der Wert des Glättungssignals P abnimmt. Wenn das Glättungssignal P ausgewählt ist und als Ausgabesignal O ausgegeben wird, ist der Wert des Ausgabesignals O ein kleiner Wert nahe null. Somit löst die Verwendung der Signalverarbeitungseinrichtung 1 als Signalverarbeitungseinrichtung eines Federungssystems das Problem, dass in einer Situation, in der ein Federoberglied und ein Federunterglied nicht vibrieren, ein Steuerbefehl an einen Dämpfungskrafteinsteller eines Dämpfungselements ausgegeben wird und das Signal A und das Signal B beide null sind wie wenn das Fahrzeug gestoppt hat.
Der Grund, weshalb der Minimalwert δmin als Schwellwert δ festgesetzt wird, ist, dass die Berechnung des Glättungssignals P die Division unter Verwendung des Grenzwerts δ als Nenner aufweist. Indem der Minimalwert δmin auf einen Wert nahe null wie zum Beispiel 0,001 festgesetzt wird, kann der Wert des Ausgabesignals O, das ausgegeben wird, wenn das Signal A und das Signal B beide null sind, einen sehr kleinen Wert nahe null ergeben. Durch den Vergleich des oben beschriebenen Mittelwerts mit dem Referenzwert δini ergibt sich der Vorteil, dass zuverlässig bestimmt werden kann, dass es eine Situation ist, in der das Signal A und das Signal B beide kleine Wert besitzen, die kleiner als der Schwellwert δ sind. Da die Signalerarbeitungseinrichtung 1 in diesem Ausführungsbeispiel die Hochauswahl durchführt, kann weiterhin anstelle des Änderns des Grenzwerts δ unter Verwendung des Mittelwerts des Signals A und des Signals B der Wert des Grenzwerts δ auf den Wert eines Signals aktualisiert werden, das durch die Hochauswahl ausgewählt ist, wenn der Wert des ausgewählten Signals kleiner als der Regerenzwert δini ist. Wenn die Niederauswahl durchgeführt wird, kann der Wert des Grenzwerts δ gleichermaßen zusätzlich zur Verwendung des Mittelwerts des Signals A und des Signals B auf den Wert eines Signals aktualisiert werden, das durch die Niederauswahl ausgewählt ist, wenn der Wert des ausgewählten Signals kleiner als der Regerenzwert δini ist. Somit kann der Wert des Grenzwerts δ unter Verwendung der Größe des Signals A oder des Signals B sowohl bei der Hochauswahl als auch bei der Niederauswahl verändert werden.
Wenn der Mittelwert des Signals A und des Signals B einen Wert nahe null annimmt, der kleiner oder gleich dem Minimalwert δmin ist, auch wenn der Absolutwert der Abweichung ε kleiner oder gleich dem Schwellwert δ wird, gibt der Ausgabesignaleinsteller 5 anstelle des Glättungssignals P als Ausgabesignal O in der Hochauswahl den größten Wert der Signale A und B und in der Niederauswahl den kleinsten Wert der Signale A und B aus, so dass das Ausgabesignal O null wird, wenn das Signal A und das Signal B beide null sind.
In dem Glättungsprozessor 3 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Wechsler 312 für den spezifizierten Bereich zum Ändern des Grenzwerts δ bereitgestellt. Der Schwellwert δ wird in dem Reduktionsprozessor 313 für eine plötzliche Änderung verarbeitet und dann in den Signalgenerator 311 und den Glättungsbestimmungssignal-Generator 314 eingegeben. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Reduktionsprozessor 313 für eine plötzliche Änderung einen Tiefpassfilter auf. Durch das Filter des Grenzwerts δ mit dem Tiefpassfilter kann eine abrupte Änderung in dem Schwellwert δ verlangsamt werden und eine plötzliche Änderung in dem Schwellwert δ reduziert werden. Das heißt die Verarbeitung in dem Reduktionsprozessor 313 für eine plötzliche Änderung reduziert eine plötzliche Änderung des spezifizierten Bereichs. Auf diese Weise wird der Schwellwert δ, wenn das Signal A und das Signal B zufällig bei null oder bei Werten nahe null genommen werden, während beide Signale A und B auf eine vibrierende Weise bei hohen Frequenzen variiert werden, auf einen Mittelwert der zwei Signale A und B geändert, aber die Verarbeitung durch den Reduktionsprozessor 313 für eine plötzliche Änderung verhindert, dass der Schwellwert δ zu klein wird. Somit glättet das Glättungssignal P, auch wenn das Signal A und das Signal B sich nahe null schneiden, das Ausgabesignal so, dass eine plötzliche Änderung in dem Ausgabesignal O auch in einer solchen Situation reduziert wird.
Im Gegensatz dazu ändert sich der Schwellwert δ, wenn sowohl das Signal A als auch das Signal B sich auf null oder Werte nahe null ändert, auf null, wobei eine Vibrationsart geändert wird, aber seine Frequenzen sind niedrig, so dass der Grenzwert, auch wenn er durch den Reduktionsprozessor 313 für eine plötzliche Änderung verarbeitet wird, schrittweise abnimmt. Der Wert des Glättungssignals P nimmt wegen der Abnahme des Grenzwerts δ auch ab, so dass sich das Ausgabesignal O entsprechend einer Änderung eines ausgewählten Signals des Signals A und des Signals B schrittweide an null oder einen Wert nahe null annähert. Somit nimmt der spezifizierte Bereich schrittweise ab, wenn sich sowohl das Signal A als auch das Signal B auf null oder Werte nahe null ändern. Wenn der spezifizierte Bereich abnimmt, nimmt die Abweichung ε ab. Somit nimmt auch der Wert des Glättungssignals P ab und das Ausgabesignal O nähert sich entsprechend einer Änderung eines ausgewählten Signals des Signals A und des Signals B schrittweise null oder einem Wert nahe null an. Daher wird das Glättungssignal P, wenn die Signalverarbeitungseinrichtung 1 in dem oben beschriebenen Federungssystem angewendet wird, in einer Situation, in der das Fahrzeug fährt und eine Glättung erwünscht ist, auch in einem Zustand geglättet, in dem das Signal A und das Signal B vibrieren und beide zufällig zu null oder Werten nahe null genommen werden. In einer Situation, in der eine Glättung nicht erwünscht ist, wie wenn das Fahrzeug gestoppt ist, wird die Glättung wie gewünscht nicht durchgeführt. Somit ist die Signalverarbeitungseinrichtung 1 sehr gut für eine Signalverarbeitungseinrichtung in einem Fahrzeugfederungssystem geeignet.
Der Glättungsbestimmungs-Generator 314 bestimmt die Abweichung ε zwischen dem Signal A und dem Signal B und vergleicht diese mit dem von dem Reduktionsprozessor 313 für eine plötzliche Änderung verarbeiteten Schwellwert δ, um das Glättungsbestimmungssignal Z zu erzeugen. Insbesondere wenn der Absolutwert der Abweichung ε kleiner oder gleich dem Schwellwert δ ist, gibt der Glättungsbestimmungs-Generator 314 das Glättungsbestimmungssignal Z eines Werts aus, basierend auf dem der Ausgabesignaleinsteller 5 bestimmt, dass das Glättungssignal P verwendet wird. Im Gegensatz dazu gibt der Glättungsbestimmungs-Generator 314, wenn der Absolutwert der Abweichung ε den Schwellwert δ überschreitet, das Glättungsbestimmungssignal Z eines Werts aus, basierend auf dem der Ausgabesignaleinsteller 5 bestimmt, dass das Größtwert-Signal Ma oder das Kleinstwertsignal Mi verwendet werden. Wie oben beschrieben kann der Glättungsbestimmungs-Generator 314 in den Regulär-Prozessor 4 oder den Ausgabesignaleinsteller 5 integriert sein. Wenn die Abweichung ε durch Subtrahieren eines Signals eines kleineren Werts von einem Signal eines größeren Werts bestimmt ist, ist der Absolutwert, der in dem Glättungsbestimmungssignal-Generator 314 verarbeitet wurde, nicht notwendig. Wenn der Signalextraktor 2 dazu ausgebildet ist, Informationen darüber zu erhalten, welches des Signals A und des Signals B einen größeren Wert besitzt, wird die Bedienung des Glättungsbestimmungssignal-Generators 314 vereinfacht.
In dem Glättungsprozessor 3 wird zu allen Zeiten das Glättungssignal P erzeugt und der Glättungsbestimmungssignal-Generators 314 erzeugt das Glättungsbestimmungssignal Z. Der Ausgabesignaleinsteller 314 bestimmt zuletzt die Gültigkeit oder Ungültigkeit des Glättungssignals P. Alternativ kann das Glättungssignal P lediglich innerhalb des spezifizierten Bereiches erzeugt werden, in dem der Absolutwert der Abweichung ε kleiner oder gleich dem Schwellwert δ ist.
Im Obigen synthetisiert der Glättungsprozessor 3 das Signal A und das Signal B, um basierend auf der Abweichung ε das Glättungssignal P zu erzeugen. Eine Variation des Glättungsprozessors 3 kann das Glättungssignal P durch Addieren eines Zusatzwerts zu einem ausgewählten Wert bestimmen.
Dieser Glättungsprozessor 3 weist, wie in einem in 21 dargestellten zweiten Anordnungsbeispiel, einen Größtwert-Berechner 321, einen Zusatzwert-Berechner 322, einen Addierer 323 und einen Glättungsbestimmungssignal-Generator 324 auf.
Um die Hochauswahl auszuführen, vergleicht der Größtwert-Berechner 321, wenn er die Eingabe der zwei Signale A und B empfängt, die zwei Signale A und B, wählt ein Signal mit dem größten Wert aus und gibt diesen aus.
Der Zusatzwert-Berechner 322 bestimmt die Abweichung ε zwischen dem Eingabesignal A und dem Signal B und bestimmt basierend auf der Abweichung ε einen Zusatzwert av, der zu einem Signal der Signale A und B zu addieren ist. Der Addierer 323 addiert den Zusatzwert av zu einem von dem Größtwert-Berechner 321 ausgewählten Signal, um das Glättungssignal P zu bestimmen.
Der Zusatzwert-Berechner 322 weist eine Zusatzwert-Bedieneinheit 3221, die den Zusatzwert av, der zu dem ausgewählten Signal zu addieren ist, basierend auf der Abweichung ε bestimmt, und eine Zusatzwert-Verstärkungsfaktor-Multiplikationseinheit 3222 als einen Zusatzwertwechsler auf, der den Zusatzwert av mit einem Zusatzwert-Verstärkungsfaktor multipliziert.
Die Zusatzwert-Bedieneinheit 3221 bestimmt den Zusatzwert av aus der Abweichung ε. Insbesondere ist das Glättungssignal P, um das Signal A und das Signal B durch das Glättungssignal P gleichmäßig zu verbinden, y = x² – x + 1, wenn x-y-Koordinaten angenommen werden, wobei der Signalwert auf der y-Achse und die Zeit auf der x-Achse genommen sind, wie die in 10 dargestellten. Wenn die Hochauswahl durchgeführt wird, wird das Signal A als das Signal des größten Werts vor der Zeit t0, zu der sich das Signal A und das Signal B in 10 schneiden, ausgewählt. Da das Signal A y = –x + 1 ist, wird die Differenz zwischen dem Glättungssignal P und dem Signal A durch die Funktion y = x² ausgedrückt. Wenn die Differenz als der Zusatzwert av bestimmt wird, kann das Glättungssignal P lediglich durch das Bestimmen und Addieren des Zusatzwerts av zu dem Signal A bestimmt werden. Zu und nach der Zeit t0, wenn sich das Signal A und das Signal B schneiden, wird das Signal B als das Signal mit dem größten Wirt ausgewählt. Da das Signal B y = x ist, wird die Differenz zwischen dem Glättungssignal P und dem Signal B durch die Funktion y = (x – 1)² ausgedrückt. Das heißt, es wurde herausgefunden, dass das Glättungssignal P in der Darstellung eine Linienvorgabe mit einer Linie von x = t0 als dem Zentrum ist.
Die Zeit t0 ist ein Punkt, an dem die Abweichung ε null wird. Wenn angenommen wird, dass die Zeit t0 der Zeitpunkt ist, an dem die Abweichung ε null wird und der Wert der Differenz zwischen dem Glättungssignal P und dem Signal A und dem Signal B zu diesem Zeitpunkt δ/4 wird, wenn der Schwellwert δ verwendet wird, dass das Glättungssignal P, wenn der Absolutwert der Abweichung ε kleiner oder gleich dem Schwellwert δ wird, anstelle der Signale A ausgegeben wird und weiterhin dass, wenn der Absolutwert der Abweichung ε sowohl zu und vor der Zeit t0 als auch zu und nach der Zeit t0 der Schwellwert δ wird, der Zusatzwert av null wird, wenn die Differenz zwischen dem Signal A und dem Glättungssignal P in eine Funktion mit der Abweichung ε als einem Parameter umgeschrieben wird, kann der Zusatzwert av wie in 22 dargestellt durch av = (δ – |ε|)²/4δ (wobei 0 ≤ |ε| ≤ δ) ausgedrückt werden. Der Zusatzwert av kann durch diese einfache Berechnung bestimmt werden und alternativ durch eine Abbildungs-Operation durch vorhergehendes Abbilden der Beziehung zwischen der Abweichung ε und dem Zusatzwert av bestimmt werden. Im Besonderen, wenn es schwierig ist, das Glättungssignal P durch eine einfache Funktion auszudrücken, kann die Beziehung zwischen der Abweichung ε und dem Zusatzwert av abgebildet werden, um den Zusatzwert av durch die Abbildungs-Operation zu bestimmen. Wenn der Absolutwert der Abweichung ε den Schwellwert δ überschreitet, wird der Zusatzwert av null. Wenn jedoch die obige Formel berechnet wird, um den Zusatzwert av zu bestimmen, wird der Zusatzwert av nicht null. Somit wird der Zusatzwert av, wenn der Absolutwert der Abweichung ε den Schwellwert δ überschreitet, zu null gesetzt, ungeachtet des Ergebnisses der Berechnung der obigen Formel. Um den Zusatzwert av null zu setzen, wenn der Absolutwert der Abweichung ε den Schwellwert δ aus dem Vergleich zwischen dem Absolutwert der Abweichung ε und dem Schwellwert δ überschreitet, kann der Zusatzwert av ohne Berechnung der obigen Formel auf null gesetzt werden oder der Zusatzwert av kann durch Multiplizieren des Ergebnisses der Berechnung der obigen Formel mit einem Zusatzwert-Verstärkungsfaktor auf null gesetzt werden.
Wenn der Zusatzwert av hinsichtlich der Abweichung ε unterschieden wird, ist der Ableitungswert des Zusatzwerts av' = (|ε| – δ)/2δ (wobei 0 ≤ |ε| ≤ δ). Wenn |ε| = 0, ist der Ableitungswert der Zusatzwerts av' = –1/2. Wenn |ε| = δ, ist der Ableitungswert der Zusatzwerts av av' = 0. Der Ableitungswert av' des Zusatzwerts av repräsentiert die Steigung des Zusatzwerts av. Somit kann das Glättungssignal P, das das Signal A und das Signal B gleichmäßig verbindet, durch Erschaffen einer Funktion oder einer Zuordnung zum Bestimmen des Zusatzwerts av zum Bestimmen der Zusatzwerts av unter der Bedingung erhalten werden, dass der Ableitungswert av' des Zusatzwerts av –1/2 ist, wenn |ε| = 0, und der Ableitungswert av' des Zusatzwerts av –1/2 ist, wenn |ε| = δ und weiterhin dass der Punkt (0, δ/4) und der Punkt (δ, 0) in 22 zu verbinden sind. Somit kann der Zusatzwert av durch der relationalen Ausdruck av = (δ – |ε|)²/4δ (wobei 0 |ε| ≤ δ) oder durch die Verwendung einer Funktion oder einer Abbildung, die gestaltet sind, die obige Bedingung zu erfüllen, bestimmt werden. Die Funktion oder die Abbildung zum Bestimmen des Zusatzwerts av kann auch verwendet werden, wenn der Wert des Ableitungswerts av' des Zusatzwerts, wenn |ε| = 0, und der Wert des Ableitungswerts av' des Zusatzwerts, wenn |ε| = δ, die Bedingung nicht genau erfüllen, wenn es keine praktischen Probleme beim gleichmäßigen Verbinden des Signals A und des Signals B durch das Glättungssignal P gibt. Somit ist die Funktion oder die Abbildung zum Bestimmen des Zusatzwerts av frei anpassbar soweit eine gewisse Abweichung von der obigen Bedingung keine praktischen Probleme bewirkt. Wenn die Signalverarbeitungseinrichtung 1 die Niederauswahl durchführt, kann der Zusatzwert av durch Berechnen von av = –(δ – |ε|)²/4δ (wobei 0 ≤ |ε| ≤ δ) bestimmt werden.
Als nächstes multipliziert die Zusatzwert-Verstärkungsfaktor-Multiplikationseinheit 3222 als Zusatzwertwechsler den von der Zusatzwert-Bedieneinheit 3221 eingegebenen Zusatzwert av mit einem Zusatzwert-Verstärkungsfaktor Kav, der entsprechend den Werten der Signale A und B variiert, und gibt das Ergebnis aus. Die Zusatzwert-Verstärkungsfaktor-Multiplikationseinheit 3222 verwendet eine in 23 dargestellte Abbildung, in der der Zusatzwert-Verstärkungsfaktor auf der vertikalen Achse genommen ist und die Werte der Signale A und B auf der horizontalen Achse genommen sind, um zum Beispiel den Zusatzwert-Verstärkungsfaktor Kav basierend auf einem ausgewählten Signal der Signale A und B zu bestimmen. Wie in der Abbildung dargestellt, nimmt der Zusatzwert-Verstärkungsfaktor Kav einen Wert kleiner 1 an, wenn der Wert eines ausgewählten Signals der Signale A und B kleiner als ein unterer Signalgrenzschwellwert Smin ist und einen oberer Signalgrenzschwellwert Smax überschreitet und anderenfalls eins. Insbesondere steigt der Zusatzwert-Verstärkungsfaktor Kav von null auf eins an, sobald sich der Wert eines ausgewählten Signals der Signale A und B von null auf den unteren Signalgrenzschwellwert Smin ändert, und nimmt proportional von eins auf null ab, sobald sich der Wert eines ausgewählten Signals der Signale A und B von null von über dem oberen Signalgrenzschwellwert Smax auf einen Grenzwert Se ändert. Der untere Signalgrenzschwellwert Smin ist auf einen kleinen positiven Wert nahe null gesetzt und der obere Signalgrenzschwellwert Smax ist auf einen Wert nahe einer oberen Ausgabegrenze, die die Signalverarbeitungseinrichtung ausgeben kann, festgesetzt. Der Grenzwert Se kann wie gewünscht festgesetzt sein. Wenn der Grenzwert Se überschritten wird, wird der Zusatzwert-Verstärkungsfaktor, mit dem der Zusatzwert av multipliziert wird, null.
Der Addierer 323 addiert den Wert eines Signals eines höheren Werts der Signale A und B zu dem Wert, der durch die Zusatzwert-Verstärkungsfaktor-Multiplikationseinheit 3222 durch Multiplizieren des Zusatzwerts av mit dem Zusatzwert-Verstärkungsfaktor Kav bestimmt ist, um das Glättungssignal P auszugeben. Wenn der Absolutwert der Abweichung ε den Schwellwert δ überschreitet, wird der Zusatzwert av null gesetzt. Somit ist der Zusatzwert av, nachdem er mit dem Zusatzwert-Verstärkungsfaktor Kav multipliziert ist, null, wenn der Zusatzwert-Verstärkungsfaktor Kav irgendeinen Wert hat, und das Ergebnis der Berechnung durch den Addierer 323 ist ein Signal, das selbst einen größeren Wert des Signals A und des Signals B besitzt.
Entsprechend erzeugt die Signalverarbeitungseinrichtung 1, wenn der Absolutwert der Abweichung ε den Schwellwert δ überschreitet, ein Signal, das selbst einen größeren Wert des Signals A und des Signals B besitzt, als das Glättungssignal P zu allen Zeiten. Wenn der Absolutwert der Abweichung ε kleiner oder gleich dem Schwellwert δ ist, der Zusatzwert av ein Nicht-Null-Wert ist und weiterhin wenn das Signal A null ist oder den Grenzwert Se nicht überschreitet, ist der Zusatzwert-Verstärkungsfaktor Kav im Gegensatz dazu nicht null und der mit dem Zusatzwert-Verstärkungsfaktor Kav multiplizierte Zusatzwert av ein Nicht-Null-Wert. Somit wird dieser Wert zu einem Signal addiert, das einen größeren Wert des Signals A und des Signals B besitzt, um das Glättungssignal P zu erzeugen.
Wie der oben beschriebene Glättungsbestimmungssignal-Generator 314 bestimmt der Glättungsbestimmungssignal-Generator 324 die Abweichung ε zwischen dem Signal A und dem Signal B und vergleicht diese mit dem Schwellwert δ, um ein Glättungsbestimmungssignal Z zu erzeugen. Insbesondere wenn der Absolutwert der Abweichung ε kleiner oder gleich dem Schwellwert δ ist, gibt der Glättungsbestimmungssignal-Generator 324 des Glättungsbestimmungssignal Z eines Werts aus, auf Basis dessen der Ausgabesignaleinsteller 5 bestimmt, dass das Glättungssignal P verwendet wird. Wenn im Gegensatz dazu der Absolutwert der Abweichung ε den Schwellwert δ überschreitet, gibt der Glättungsbestimmungssignal-Generator 324 das Glättungsbestimmungssignal Z mit einem Wert aus, auf Basis dessen der Ausgabesignaleinsteller 5 bestimmt, ob das Größtwert-Signal Ma verwendet werden kann. Der Glättungsbestimmungssignal-Generator 324 kann in den Regulär-Prozessor 4 oder den Ausgabesignaleinsteller 5 integriert sein.
Somit erzeugt der Glättungsprozessor 3 das Glättungssignal P zu allen Zeiten und der Ausgabesignaleinsteller 5 verwendet das Glättungssignal P als Ausgabesignal O, wenn der Absolutwert der Abweichung ε kleiner oder gleich dem Schwellwert δ ist, so dass eine plötzliche Änderung in der Änderungsrate des Signals zur Zeit des Wechselns zwischen den Signalen A und B reduziert werden kann. Der Glättungsprozessor 3 bestimmt das Glättungssignal P durch Addieren des Zusatzwerts av zu einem durch die Hochauswahl gewählten Signal und setzt den Zusatzwert av null, wenn die Abweichung ε nicht innerhalb des spezifizierten Bereichs ist. Somit kann durch Ausgeben des durch Addieren des Zusatzwerts av zu einem ausgewählten Signal der Signale A und B bestimmten Glättungssignals P als Ausgabesignal O zu allen Zeiten eine plötzliche Änderung in der Änderungsrate des Signals zur Zeit des Wechselns zwischen den Signalen A und B reduziert werden. Wenn der Zusatzwert av bestimmt wird, um das Glättungssignal P auszugeben, kann somit in einem Modus, in dem das Glättungssignal P direkt als Ausgabesignal O verwendet wird, wie in einer Signalverarbeitungseinrichtung in einem zweiten in 24 dargestellten Ausführungsbeispiel, auf den Glättungssignalgenerator 324, den Regulär-Prozessor 4 und den Ausgabesignaleinsteller 5 verzichtet werden. Anstelle der Verwendung des Glättungssignals P an der Stelle des Signals A oder des Signals B wie in der obigen Beschreibung, kann der Glättungsprozessor 3, wie in einer Signalverarbeitungseinrichtung in einem dritten in 25 dargestellten Ausführungsbeispiel, auf den Größtwert-Berechner 321 und den Glättungssignalgenerator 324 verzichten, lediglich den Zusatzwert av bestimmen und den Zusatzwert av als Glättungssignal P ausgeben und eine Signalausgabe durch den Regulär-Prozessor 4 kann durch den Ausgabesignaleinsteller 5 zu dem Zusatzwert av addiert werden, um als Ausgabesignal O ausgegeben zu werden. Wenn der Glättungsprozessor 3 den Zusatzwert av bestimmt, wird in einer Situation, in der der Absolutwert der Abweichung ε den Schwellwert δ überschreitet und die Abweichung ε den spezifizierten Bereich überschreitet, der Zusatzwert av null genommen, und, wenn die Abweichung ε in dem spezifizierten Bereich ist, wird der Zusatzwert av eines Werts, der eine Reduktion einer plötzlichen Änderung der Änderungsrate des Signals erlaubt, ausgegeben. Wenn der Zusatzwert av als Glättungssignal P ausgegeben wird, wird somit durch Ausgeben eines ausgewählten Signals, zu dem der Zusatzwert av zu allen Zeiten addiert wurde, ein Signal ausgegeben, das den Wert des Signals automatisch reduziert. Dies resultiert auch in dem Glättungssignal P, das in dem spezifizierten Bereich gültig ist.
Der Glättungsprozessor 3 besitzt die Zusatzwert-Verstärkungsfaktor-Multiplikationseinheit 3222 als einen Zusatzwertwechsler. Wenn ein ausgewähltes Signal der Signale A und B kleiner als der untere Signalgrenzschwellwert Smin ist und wenn es den oberen Signalgrenzschwellwert Smax überschreitet, wird der Zusatzwert av mit einem Zusatzwert-Verstärkungsfaktor Kav eines Werts multipliziert, der kleiner als eins ist, um den Zusatzwert av zu reduzieren.
Da die Zusatzwert-Verstärkungsfaktor-Multiplikationseinheit 3222 den Zusatzwert av mit dem Zusatzwert-Verstärkungsfaktor multipliziert, um den Wert des Zusatzwerts av kleiner als den durch die Zusatzwertbedieneinheit 3221 berechneten Zusatzwert av zu machen, wenn ein ausgewähltes Signal der Signale A und B kleiner als der untere Signalgrenzschwellwert Smin ist, kann das Glättungssignal P mit einer kleinen Abweichung von dem ausgewählten Signal der Signale A und B ausgegeben werden, auch wenn der Zusatzwert av überlagert ist, wenn ein ausgewähltes Signal der Signale A und B einen Wert nahe null annimmt.
Es wird der Fall angenommen, dass die Signalverarbeitungseinrichtung 1 in einem Federungssystem angewendet wird, in dem ein Oberfedersteuerstrombefehl, der für die Vibrationsdämpfungssteuerung eines Federoberglieds eines Fahrzeugs verwendet wird, und ein Unterfedersteuerstrombefehl, der für die Vibrationsdämpfungssteuerung eines Federunterglieds verwendet wird, als Signale zum Erzeugen eines Steuerbefehls übernommen werden und die Dämpfungskraft eines Dämpfungselements, das zwischen das Federoberglied und das Federunterglied des Fahrzeugs zwischengeschaltet ist, basierend auf dem Steuersignal gesteuert wird und die Dämpfungskraft des Dämpfungselements durch das Glättungssignal P angepasst wird. Dies schließt aus, dass das Glättungssignal P, das in hohem Maße von einem ausgewählten Signal der Signale A und B abweicht, von der Signalverarbeitungseinrichtung 1 ausgegeben wird, obwohl das Fahrzeug gestoppt hat, sowohl das Federoberglied als auch das Federunterglied stationär sind und ein ausgewähltes Signal der Signale A und B null ist. Wenn die Signalverarbeitungseinrichtung 1 in einem wie oben beschriebenen Federungssystem angewendet wird, wird der Zusatzwert-Verstärkungsfaktor Kav, wenn ein ausgewähltes Signal der Signale A und B kleiner als der untere Signalgrenzschwellwert Smin ist, wie in 23 dargestellt auf den Zusatzwert-Verstärkungsfaktor Kav so gesetzt, dass er null wird, wenn ein ausgewähltes Signal der Signale A und B null wird, so dass das Glättungssignal P auf null gesetzt werden kann, wenn das ausgewählte Signal der Signale A und B null ist. Dies verhindert eine solche Situation, in der ein Nicht-Null-Steuerbefehl weiterhin an den Dämpfungskrafteinsteller des Dämpfungselements ausgegeben wird, obwohl das Fahrzeug gestoppt ist.
Wenn ein ausgewähltes Signal der Signale A und B den oberen Signalgrenzschwellwert Smax überschreitet, multipliiert die Zusatzwert-Verstärkungsfaktor-Multiplikationseinheit 3222 den Zusatzwert av mit einem Zusatzwert-Verstärkungsfaktor, um den Wert des Zusatzwerts av kleiner zu machen als den durch die Zusatzwertbedieneinrichtung 3221 berechneten Zusatzwert av. Wenn ein ausgewähltes Signal der Signale A und B einen Wert nahe der Signalobergrenze besitzt, den die Signalverarbeitungseinrichtung 1 ausgeben kann, verringert der Glättungsprozessor 3 somit den Zusatzwert av durch die Zusatzwert-Verstärkungsfaktor-Multiplikationseinheit 3222. Auch wenn die Signalverarbeitungseinrichtung 1 das Glättungssignal P ausgibt, wird somit eine Begrenzungsfunktion zum Festhalten des Glättungssignals an der Ausgabeobergrenze der Signalverarbeitungseinrichtung 1 bereitgestellt. Die Installation der Zusatzwert-Verstärkungsfaktor-Multiplikationseinheit 3222 ist optional und kann weggelassen werden.
Wenn die Niederauswahl durchgeführt wird, wird bei der Bestimmung des Zusatzwert-Verstärkungsfaktors Kav in der Zusatzwert-Verstärkungsfaktor-Multiplikationseinheit 3222, anders als bei der Hochauswahl, ein Signal eines niedrigeren Werts des Signals A und des Signals B ausgewählt. Somit kann, indem der Wert eines Signals eines niedrigeren Werts verwendet wird oder indem ein Mittelwert der Signale A und B verwendet wird, dieser Wert mit dem untere Signalgrenzschwellwert Smin und dem oberen Signalgrenzschwellwert Smax verglichen werden, um den Zusatzwert-Verstärkungsfaktor Kav zu bestimmen. Somit ändert die Zusatzwert-Verstärkungsfaktor-Multiplikationseinheit 3222 den Zusatzwert-Verstärkungsfaktor Kav entsprechend Informationen über die Größe eines oder beider der Signale A und B, so dass das Glättungssignal P in einem solchen Fall auf null gesetzt werden kann, in dem ein ausgewähltes Signal der Signale A und B null wird, und es kann verhindert werden, dass das Glättungssignal P die Ausgabeobergrenze der Signalverarbeitungseinrichtung 1 überschreitet. Wenn die Niederauswahl durchgeführt wird, kann der Glättungsprozessor 3 ein durch die Niederauswahl ausgewähltes Signal zu dem Zusatzwert av addieren, um das Glättungssignal P in einem Modus der Verwendung dieses als Ausgabesignal O zu bestimmen, oder den Zusatzwert av als Glättungssignal P ausgeben, um den Ausgabesignaleinsteller 5 zu veranlassen, den Zusatzwert av zu einem durch die Niederauswahl ausgewählten Signal zu addieren, um das Ausgabesignal O zu bestimmen und auszugeben.
Wie in einem in 26 dargestellten Anordnungsbeispiel kann der Glättungsprozessor 3 mit einer Reduktionseinheit 3223 für eine plötzliche Änderung des Verstärkungsfaktors versehen sein, die eine plötzliche Änderung des durch die Zusatzwert-Verstärkungsfaktor-Multiplikationseinheit 3222 bestimmten Zusatzwert-Verstärkungsfaktors Kav zu reduzieren. Die Reduktionseinheit 3223 für eine plötzliche Änderung des Verstärkungsfaktors ist in diesem Beispiel ein Tiefpassfilter. Indem der Zusatzwert-Verstärkungsfaktor Kav einer Tiefpassfilter-Verarbeitung unterworfen wird, kann eine plötzliche Änderung des Zusatzwert-Verstärkungsfaktors Kav reduziert werden. Wenn ein ausgewähltes Signal der Signale A und B zufällig null oder einen Wert nahe null annimmt, während das ausgewählte Signal bei hohen Frequenzen auf eine vibrierende Weise variiert, wird der Wert des Zusatzwert-Verstärkungsfaktors Kav somit geändert, aber die Tiefpassfilter-Verarbeitung verhindert eine plötzliche Änderung des Werts, so dass die Glättungsverarbeitung ausgeführt wird, um eine plötzliche Änderung des Werts des Ausgabesignals O zu verhindern. Wenn sich im Gegensatz dazu sowohl das Signal A als auch das Signal B schrittweise auf null oder einen Wert nahe null ändern, wird die Änderungsrate des Zusatzwert-Verstärkungsfaktors Kav auch geringer und der auch von der Reduktionseinheit 3223 für eine plötzliche Änderung des Verstärkungsfaktors verarbeitete Zusatzwert-Verstärkungsfaktor Kav nimmt somit schrittweise ab. Die Abnahme des Zusatzwert-Verstärkungsfaktors Kav bewirkt, dass auch der Wert des Glättungssignals P abnimmt, so dass sich das Ausgabesignal O schrittweise entsprechend einer Änderung eines bei der Hochauswahl oder der Niederauswahl ausgewählten Signals an null oder einen Wert nahe null annähert. Wenn die Signalverarbeitungseinrichtung 1 auf das oben beschriebene Federungssystem angewendet wird, wird in einem Zustand, in dem das Fahrzeug fährt und eine Glättung gewünscht ist, die Glättungsverarbeitung auf das Ausgabesignal O durchgeführt, auch in einem Zustand, in dem das Signal A und das Signal B bei hohen Frequenzen vibrieren und beide zufällig null oder Werte nahe null annehmen. In einer Situation, in der keine Glättung gewünscht ist, wie wenn das Fahrzeug gestoppt ist, wird die Glättungsverarbeitung wie gewünscht nicht durchgeführt. Die Signalverarbeitungseinrichtung 1 ist somit sehr gut für eine Signalverarbeitungseinrichtung in einem Fahrzeugfederungssystem geeignet.
In der obigen Beschreibung wurde die Beschreibung auf der Annahme gemacht, dass ein Signal mit einem positiven Wert verarbeitet wird. Für ein Signal mit einem negativen Wert kann eine Minus-Untergrenze auf null korrigiert werden, um auf die vorliegende Erfindung angewendet zu werden, und zuletzt einer Verarbeitung unterzogen werden, um es zurück auf die korrigierte Größe zu bringen. Weiterhin ermöglicht ein Ausgleich eines Signals oder eine Umkehrung eines Signals in einem Signalvorzeichen sowohl in der Hochauswahl als auch in der Niederauswahl die Anwendung der vorliegenden Erfindung. Wenn ein Signal ausgeglichen wird, kann eine Verarbeitung durchgeführt werden, um es um die ausgeglichene Größe zurückzubringen.
Die Signalverarbeitungseinrichtung 1 ist wie oben ausgebildet. Wenn die Vielzahl an Signalen L1, L2, L3 und L4 in die Signalverarbeitungseinrichtung 1 eingegeben werden, extrahiert der Signalextraktor 2 das Signal A und das Signal B und der Glättungsprozessor erzeugt das Glättungssignal P basierend auf der Abweichung ε.
Wenn ein Signal eines größeren Werts ausgewählt ist, wird das Glättungssignal P basierend auf der Abweichung ε so erzeugt, dass das Glättungssignal P einen Wert besitzt, der größer als die Werte der Signale A und B zwischen den zwei Punkten ist, an denen das Glättungssignal P die zwei Signale A und B schneidet. Wenn ein Signal eines kleineren Werts ausgewählt ist, wird das Glättungssignal P basierend auf der Abweichung ε so erzeugt, dass das Glättungssignal P einen Wert besitzt, der kleiner als die Werte der Signale A und B zwischen den zwei Punkten ist, an denen das Glättungssignal P die zwei Signale A und B schneidet. Folglich wird die Steigung des Glättungssignals P größer als die Steigung des Signals A, während das Signal A ausgewählt ist und die Steigung des Glättungssignals P kleiner als die Steigung des Signals B, während das Signal B ausgewählt ist. Im Vergleich zu einem Wechseln eines ausgewählten Signals direkt von dem Signal A zu dem Signal B zur Zeit eines Wechselns zwischen den zwei Signalen A und B kann die Signalverarbeitungseinrichtung 1, indem das erzeugte Glättungssignal P zwischen den zwei Punkten von der Schnittstelle des Glättungssignals P und des Signals A zu der Schnittstelle des Glättungssignals P und des Signals B verwendet wird, eine plötzliche Änderung der Änderungsrate des Signals zur Zeit des Wechselns zwischen den Signalen A und B reduzieren. Somit kann die Signalverarbeitungseinrichtung 1 in der vorliegenden Erfindung die Änderungsrate des Signals zur Zeit des Signalwechselns zwischen dem Signal A und dem Signal B reduzieren.
Weiterhin erzeugt der Glättungsprozessor 3 das Glättungssignal P in einer Ebene mit Signalgrößenachse und einer Zeitachse, wenn ein Signal eines größeren Werts der Signale A und B ausgewählt ist, zusätzlich zu der Bedingung, dass das Glättungssignal P immer einen größeren Wert als die zwei Signale A und B zwischen den zwei Punkten besitzt, an denen das Glättungssignal P die zwei Signale A und B schneidet, so dass das Glättungssignal P einen kleineren Wert als eine gerade Linie besitzt, die die Koordinaten des Werts eines Signals, das zu einer Zeit ausgewählt ist, wenn die Abweichung ε in den spezifizierten Bereich fällt, und die Koordinaten eines Signals, das zu einer Zeit ausgewählt ist, wenn die Abweichung ε nicht in den spezifizierten Bereich fällt, verbindet. Wenn ein Signal eines kleineren Werts der Signale A und B ausgewählt ist, erzeugt der Glättungsprozessor 3 das Glättungssignal P zusätzlich zu der Bedingung, dass das Glättungssignal P immer einen kleineren Wert als die zwei Signale A und B zwischen den zwei Punkten besitzt, an denen das Glättungssignal P die zwei Signale A und B schneidet, so dass das Glättungssignal P einen größeren Wert besitzt als eine gerade Linie, die die Koordinaten des Werts eines Signals, das zu einer Zeit ausgewählt ist, wenn die Abweichung ε in den spezifizierten Bereich fällt, und die Koordinaten eines Signals, das zu einer Zeit ausgewählt ist, wenn die Abweichung ε nicht in den spezifizierten Bereich fällt, verbindet. Dieser Fall stellt die Vorteile unten bereit. Indem das Glättungssignal P in diesem Bereich erzeugt wird, wird die Steigung des Glättungssignals P größer als die Steigung des Signals A, während das Signal A ausgewählt ist, und die Steigung des Glättungssignals P kleiner als die Steigung des Signals B, während das Signal B ausgewählt ist, und zusätzlich können die Signale A und B gleichmäßig verbunden werden. Somit kann die Signalverarbeitungseinrichtung 1 eine plötzliche Änderung der Änderungsrate des Signals effektiver reduzieren.
Wenn der Ausgabesignaleinsteller, der ein ausgewähltes Signal der zwei Signale A und B und das Glättungssignal P als Ausgabesignal O ausgibt, das Glättungssignal P als Ausgabesignal O verwendet, wenn die Abweichung ε zwischen den Signalen A und B in den spezifizierten Bereich fällt, wird das Glättungssignal P weiterhin ausgegeben, wenn die Abweichung ε in den spezifizierten Bereich fällt. Wenn die Werte der Signale A und B einander näher kommen und ein Signalwechsel erwartet wird, kann das Glättungssignal P verwendet werden. Zusätzlich kann die Verwendung des Glättungssignals P verhindert werden, wenn die Werte der Signale A und B vollständig auseinander liegen. Zu der Zeit des Wechselns von einem ausgewählten Signal zu einem anderen Signal, können die Signale somit gleichmäßig gewechselt werden, um das Ausgabesignal O zu glätten und eine plötzliche Änderung der Änderungsrate des Ausgabesignals O reduziert werden.
Wenn die Signalverarbeitungseinrichtung 1 den spezifizierten Bereich basierend auf Informationen über die Größe eines oder beider der zwei Signale ändert, kann die Signalverarbeitungseinrichtung 1 den Schwellwert δ auf einen kleineren Wert dicht bei null ändern, wenn das Signal A und das Signal B Werte nahe null annehmen. Das verringert den Wert des als Ausgabesignal O auszugebenden Glättungssignals P, so dass der Wert des Ausgabesignals O ein kleiner Wert nahe null wird. Wenn das Signal A und das Signal B Werte nahe null annehmen, kann das Ausgabesignal O gemacht sein, um null oder einen Wert nahe null anzunehmen. Somit kann unter Verwendung der Signalverarbeitungseinrichtung 1 zur Steuersignalverarbeitung null ausgegeben werden, wenn ein Ausgabesignal als Steuersignal null ergeben muss, um einen nutzlosen Energieverbrauch auf der Steuerseite auszuschließen. Wenn die Signalverarbeitungseinrichtung 1 als Signalverarbeitungseinrichtung für ein Federungssystem verwendet wird, in dem ein Oberfedersteuerstrombefehl und ein Unterfedersteuerstrombefehl, der zur Vibrationsdämpfungssteuerung eines Unterfederglieds verwendet wird, als die Signale A und B angenommen werden, kann somit zum Beispiel das Problem gelöst werden, dass ein Steuerbefehl an einen Dämpfungskrafteinsteller eines Dämpfungselements in einer Situation zu groß wird, in der das Oberfederglied und das Unterfederglied nicht vibrieren und das Signal A und das Signal B null sind, wie wenn das Fahrzeug gestoppt ist, wobei ein Energieverbrauch reduziert wird.
Als nächstes wird, wenn die Signalverarbeitungseinrichtung 1 einen Reduktionsprozessor für eine plötzliche Änderung besitzt, der eine plötzliche Änderung des spezifizierten Bereichs reduziert, verhindert, dass der spezifizierte Bereich zu klein wird, wenn sowohl das Signal A als auch das Signal B zufällig null oder Werte nahe null werden, während beide Signale bei hohen Frequenzen auf eine vibrierende Weise variieren. Auch wenn sich das Signal A und das Signal B nahe null schneiden, glättet das Glättungssignal P das Ausgabesignal O somit angemessen, so dass die Signalverarbeitungseinrichtung 1 eine plötzliche Änderung des Ausgebesignals O auch in einer solchen Situation reduzieren kann. Wenn sich im Gegensatz dazu sowohl das Signal A als auch das Signal B schrittweise auf null oder Werte nahe null ändern, nimmt der spezifizierte Bereich schrittweise ab und auch der Wert des Glättungssignals P nimmt mit der Abnahme des spezifizierten Bereichs ab. Somit nähert sich das Ausgabesignal O entsprechend einer Änderung eines ausgewählten Signals des Signals A und des Signals B an null oder einen Wert nahe null an. Wenn die Signalverarbeitungseinrichtung 1 auf das oben beschriebene Federungssystem angewendet wird, kann das Ausgabesignal O daher in einer Situation, in der das Fahrzeug fährt und eine Glättung erwünscht ist, auch in einer Situation geglättet werden, in der das Signal A und das Signal B vibrieren und beide zufällig null oder Werte nahe null annehmen. In einer Situation, in der eine Glättung nicht erwünscht ist, wird die Glättung wie gewünscht nicht durchgeführt. Die Signalverarbeitungseinrichtung 1 ist sehr gut für eine Signalverarbeitungseinrichtung in einem Fahrzeugfederungssystem geeignet.
Da der Glättungsprozessor 3 das Glättungssignal P so erzeugt, dass die Differenz zwischen dem Glättungssignal P und dem ausgewählten Signal A oder B mit einer Zunahme der Abweichung ε zwischen den zwei Signalen A und B abnimmt, kann das Glättungssignal P als eine gleichmäßige Kurve erzeugt werden und sowohl eine Verbindung zwischen dem Signal A und dem Glättungssignal P als auch eine Verbindung zwischen dem Signal B und dem Glättungssignal P werden gleichmäßig (engl. smooth). Die Signalverarbeitungseinrichtung 1 kann somit das Glättungssignal P erhalten, das sehr gut für die Glättung der zwei Signale A und B geeignet ist.
Wenn der Glättungsprozessor 3 das Glättungssignal P durch Addieren des Zusatzwerts av, der basierend auf der Abweichung ε zu einem ausgewählten Signal der Signale A und B bestimmt ist, erzeugt, kann die Signalverarbeitungseinrichtung 1 das Glättungssignal P, das für eine gleichmäßige Verbindung der Signale miteinander ideal ist, bestimmen und eine plötzliche Änderung der Änderungsrate des Ausgabesignals O effektiver reduzieren.
Wenn der Glättungsprozessor 3 einen Zusatzwertwechsler besitzt, der den Zusatzwert av basierend auf Informationen über eine Größe eines oder beider der Signale A und B ändert, kann die Signalverarbeitungseinrichtung 1 die Effekte unten erreichen. Das Reduzieren des Zusatzwerts av, wenn ein ausgewähltes Signal der Signale A und B kleiner als der untere Signalgrenzschwellwert Smin ist, schließt aus, dass das Glättungssignal P stark von dem ausgewählten Signal der Signale A und B abweichet, das von der Signalverarbeitungseinrichtung 1 ausgegeben wird, obwohl das ausgewählte Signal der Signale A und B null ist. Wenn ein ausgewähltes Signal der Signale A und B den oberen Signalgrenzschwellwert Smax überschreitet, wird, indem der Zusatzwert av reduziert wird, eine Begrenzungsfunktion zum Festhalten des Glättungssignals an der Ausgabeobergrenze der Signalverarbeitungseinrichtung 1 bereitgestellt, auch wenn die Signalverarbeitungseinrichtung 1 das Glättungssignal P ausgibt, wenn das ausgewählte Signal der Signale A und B einen Wert nahe der Signalobergrenze besitzt, die die Signalverarbeitungseinrichtung 1 ausgeben kann. Somit ist die Signalverarbeitungseinrichtung 1 sehr gut für ein Federungssystem geeignet und kann den Systemenergieverbrauch reduzieren und eine Begrenzungsfunktion bereitstellen und schließt die Notwendigkeit aus, dass zusätzlich ein Begrenzer auf der Systemseite bereitgestellt wird.
Wenn der Zusatzwert av unter Verwendung einer quadratischen Funktion der Abweichung ε zwischen den zwei Signalen A und B ausgedrückt ist, kann die Signalverarbeitungseinrichtung 1 weiterhin das Glättungssignal P bestimmen, das für eine glatte Verbindung der Signale miteinander ideal ist, indem lediglich eine einfache Berechnung ausgeführt wird, und eine plötzliche Änderung der Änderungsrate des Ausgabesignals O effektiver reduzieren.
Wenn der Signalextraktor 2, der von den drei oder mehr Signalen L1, L2, L3 und L4 die zwei Signale A und B extrahiert, die der größten Wert und den zweitgrößten Wert besitzen, oder die zwei Signale A und B extrahiert, die den kleinsten Wert und den zweitkleinsten Wert besitzen, und die extrahierten zwei Signale in den Glättungsprozessor 3 eingibt, enthalten ist, schließt der Signalextraktor 2, der die zwei Signale A und B extrahiert, die Notwendigkeit aus, den Verarbeitungsvorgang des Glättungsprozessors 3 zu ändern, auch wenn die Signale ansteigen, wobei somit die Programmierung erleichtert wird.
Damit endet die Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die dargestellten oder beschriebenen Details dieser als selbstverständlich beschränkt.
Diese Anmeldung nimmt eine Priorität basierend auf der Patentanmeldung Nr. 2014-245979 , die am 4. Dezember 2014 beim Japanischen Patentamt eingereicht wurde, in Anspruch. Diese Anmeldung wird hierin unter Bezugnahme aus ihre Gesamtheit aufgenommen.

Claims

Signalverarbeitungseinrichtung, die ein Glättungssignal erzeugt, wenn ein aus zwei eingegebenen Signalen ausgewähltes Signal gewechselt wird, wobei die Einrichtung umfasst: einen Glättungsprozessor, der, wenn ein Signal eines größeren Werts ausgewählt ist, basierend auf einer Abweichung zwischen den zwei Signalen ein Glättungssignal mit einem Wert erzeugt, der größer als die Werte der zwei Signale zwischen zwei Punkten ist, an denen das Glättungssignal die zwei Signale vor und nach dem Wechseln zwischen den zwei Signalen schneidet, und der, wenn ein Signal eines kleineren Werts ausgewählt ist, basierend auf einer Abweichung zwischen den zwei Signalen ein Glättungssignal mit einem Wert erzeugt, der kleiner als die Werte der zwei Signale zwischen zwei Punkten ist, an denen das Glättungssignal die zwei Signale vor und nach dem Wechseln zwischen den zwei Signalen schneidet.
Signalverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Glättungsprozessor, in einer Ebene mit einer Signalgrößen-Achse und einer Zeit-Achse, wenn ein Signal eines größeren Werts ausgewählt ist, ein Glättungssignal so erzeugt, dass das Glättungssignal einen kleineren Wert als eine gerade Linie besitzt, die die Koordinaten eines Werts eines Signals, das zu einer Zeit ausgewählt ist, zu der die Abweichung in einen spezifizierten Bereich fällt, und Koordinaten eines Werts eines Signals, das zu einer Zeit ausgewählt ist, zu der die Abweichung aus dem spezifizierten Bereich herausfällt, verbindet, und wenn ein Signal eines kleineren Werts ausgewählt ist, ein Glättungssignal so erzeugt, dass das Glättungssignal einen kleineren Wert als eine gerade Linie besitzt, die die Koordinaten eines Werts eines Signals, das zu einer Zeit ausgewählt ist, zu der die Abweichung in einen spezifizierten Bereich fällt, und Koordinaten eines Werts eines Signals, das zu einer Zeit ausgewählt ist, zu der die Abweichung aus dem spezifizierten Bereich fällt, verbindet.
Signalverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Glättungsprozessor, in einer Ebene mit einer Signalgrößen-Achse und einer Zeit-Achse, wenn ein Signal eines größeren Werts ausgewählt ist, wenn die Abweichung in einen spezifizierten Bereich fällt, ein Glättungssignal so erzeugt, dass das Glättungssignal kleiner als ein Wert ist, der durch Addieren einer Hälfte eines Werts, der durch Subtrahieren eines Absolutwerts der Abweichung von einem den spezifizierten Bereich festlegenden Schwellwert erhalten ist, zu einem Wert des ausgewählten Signals erhalten ist, und wenn ein Signal eines kleineren Werts ausgewählt ist, wenn die Abweichung in einen spezifizierten Bereich fällt, ein Glättungssignal so erzeugt, dass das Glättungssignal größer als ein Wert ist, der durch Subtrahieren einer Hälfte eines Werts, der durch Subtrahieren eines Absolutwerts der Abweichung von einem den spezifizierten Bereich festlegenden Schwellwert erhalten ist, von einem Wert des ausgewählten Signals erhalten ist.
Signalverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Glättungsprozessor das Glättungssignal so erzeugt, dass seine Differenz zwischen dem Glättungssignal und dem ausgewählten Signal mit Anstiegen der Abweichung zwischen den zwei Signalen abnimmt.
Signalverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Glättungsprozessor das Glättungssignal durch Addieren eines basierend auf der Abweichung bestimmten Zusatzwerts zu dem ausgewählten Signal erzeugt.
Signalverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 5, wobei der Glättungsprozessor einen Zusatzwertwechsler besitzt, der den Zusatzwert basierend auf Informationen über eine Größe eines oder beider der zwei Signale ändert.
Signalverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 5, wobei der Zusatzwert unter Verwendung einer quadratischen Funktion der Abweichung zwischen den zwei Signalen ausgedrückt wird.
Signalverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiterhin umfassend: einen Ausgabesignal-Steller, der eines eines ausgewählten Signals der zwei Signale und des Glättungssignals als ein Ausgabesignal ausgibt, wobei der Ausgabesignal-Steller das Glättungssignal verwendet, wenn die Abweichung zwischen den zwei Signalen innerhalb eines spezifizierten Bereichs liegt.
Signalverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 8, wobei der spezifizierte Bereich basierend auf Informationen über eine Größe eines oder beider der zwei Signale verändert wird.
Signalverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 8, weiterhin umfassend: einen eine plötzliche Änderung reduzierenden Prozessor, der eine plötzliche Änderung des spezifizierten Bereichs reduziert.
Signalverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiterhin umfassend: einen Signalextraktor, der aus drei oder mehreren Signalen zwei Signale, die einen größten Wert und einen zweitgrößten Wert besitzen, oder zwei Signale, die einen kleinsten Wert und einen zweitkleinsten Wert besitzen, extrahiert und die extrahierten zwei Signale in den Glättungsprozessor eingibt.