JP6606320B2 - 信号レベル検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、信号レベル検知装置に関する。

信号の大きさである信号レベルを求める装置としては、たとえば、車両に搭載されるダンパを制御する制御装置に適用されたものがある。この信号レベルを求める装置にあっては、ばね下速度と、ばね下速度に対してフィルタ処理して９０度位相が異なる信号を求め、これらばね下速度と求めた信号とをそれぞれ二乗したうえで加算して得た値の平方根を逐次包絡波形として求めるようになっている（たとえば、特許文献１参照）。

このようにして信号を処理して得られる包絡波形は信号の大きさである信号レベルに相当する。このように信号を処理することで得られた信号レベルは、上記したように、ダンパの減衰力の制御にあっては、ばね上部材の振動の大きさに相当するため、振動抑制に有効な情報として有用である。

特開２０１１−２２５０４０号公報

上記した信号レベルを求める装置では、信号レベルにリップルが重畳してしまうことを回避するために、信号レベルを生成した後で信号レベルの信号をローパスフィルタで処理することで信号が平滑になるようにしている。

しかしながら、このようにローパスフィルタで信号レベルを濾波すると、実際の信号レベルに対して求めた信号レベルの立ち上がりが遅れてしまう問題があり、このような信号を高応答性が求められる制御に使用すると、制御が遅れてしまうために、良好な制御結果を得ることができない。

また、信号レベルが非常に小さい場合、求められる信号レベルに重畳されるノイズの割合が大きくなる、つまり、Ｓ／Ｎ比が小さくなるため、求められる信号レベルの信頼性が低くなり、制御性能が悪化する。このような問題に対処するには、ローパスフィルタのカットオフ周波数を低く設定すればよいのであるが、そうすると、前述したように、求めた信号レベルが実際の信号レベルに対する時間遅れが大きくなってしまうので、結果的に、信号レベルが大きな場合における制御性能が悪化する問題が顕著になるという背反がある。

そこで、本発明は、上記した問題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、信号レベルの大小によらず制御性能を向上させることが可能な信号レベル検知装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の課題解決手段における信号レベル検知装置は、信号レベルを濾波する可変ローパスフィルタのカットオフ周波数を信号レベル或いは信号レベルを推定可能な情報に基づいて変更するようにしたので、実際の信号レベルに対して求めた信号レベルの立ち上がりの時間的遅れを緩和することができ、信号レベルが非常に小さい場合でも、信号レベルに重畳されるノイズを十分に取り除くことができる。

また、周波数変更部が信号レベルが大きいほど、或いは、信号レベルを推定可能な情報が前記信号レベルが大きくなることを示せば示すほど、カットオフ周波数を高くするようにすれば、信号レベルの立ち上がり状況に応じてカットオフ周波数が最適となり、得られる信号レベルのリップル除去効果を向上できる。

さらに、信号レベル検知部がオリジナルの信号であるオリジナル信号の入力を受けて信号レベルを求める信号レベル演算部を備えるので、オリジナル信号そのものを利用しつつ信号レベルを求めるようにすれば、信号レベルの急峻な変化や立ち上がりに対して遅れることのない振動レベルを求めることができる。

信号レベル検知部が入力されるオリジナル信号を利用して、位相が異なる二つ以上のレベル算出信号を生成する信号生成部を備え、信号レベル演算部は、オリジナル信号と二つ以上のレベル算出信号に基づいて信号レベルを求める場合には、高周波数から低周波数のオリジナル信号に対して、精度良く信号レベルを検知することができるとともに、信号レベルの急峻な変化や立ち上がりに対して遅れることのない振動レベルを求めることができる。

信号レベル演算部がオリジナル信号とオリジナル信号の積分値或いは微分値のいずれか一方または両方とから信号レベルを求める場合には、簡単に演算によって信号レベルを求めることができ、処理負担も軽減される。

信号レベル検知部がオリジナル信号と、信号レベル演算部が求めた信号レベルのうち、大きな値を持つ信号を選択して信号レベルとして出力する最大値抽出部を備えるので、大きな値を信号レベルが急峻な変化にも追従するとともに高精度に信号レベルを検知することができる。

信号レベル演算部が出力する信号レベルを濾波するローパスフィルタを設け、ローパスフィルタのカットオフ周波数を可変ローパスフィルタのカットオフ周波数の下限と上限との間の周波数とする場合には、信号レベルに含まれる高周波のリップル成分が確実に除去され、信号レベルが振動的に推移することがなくなる。

最大値抽出部に入力されるオリジナル信号に第一比例ゲインを乗じる第一ゲイン乗算部を設ける場合、オリジナル信号から時間的に遅れる信号レベル演算部で求めた信号レベルへの信号切換え時において、出力される最終的な信号レベルの変化率の急変を緩和できる。

信号レベル演算部が出力する信号レベルに第二比例ゲインを乗じる第二ゲイン乗算部と最大値抽出部が出力する信号レベルに第三比例ゲインを乗じる第三ゲイン乗算部を設ける場合には、実際の信号レベルが急峻に立ち上がる際には、追従性のよい信号レベルを求めることができ、オリジナル信号から信号レベル演算部で求めた高精度の信号レベルへの切換えタイミングを調節することができ、信号レベルが実際の信号レベルに対してオーバーシュートすることも回避できる。

また、第二比例ゲインを１を超える値とし、第二比例ゲインと第三比例ゲインを互いに乗じられるとほぼ１になるような値に設定すると、オリジナル信号から信号レベルへの信号切換えが時間的に早まるので、高精度よく信号レベルを検出することができるとともに、検出した信号レベルが実際の信号レベルをオーバーシュートしてしまうことを確実に抑制することができる。

最大値抽出部が抽出する信号がオリジナル信号から信号レベルへ切換わる際、および、抽出する信号が信号レベルからオリジナル信号へ切換わる際、両信号の切換わりの信号の変化率を緩和する平滑化信号を出力する場合には、信号のつなぎ目において信号レベルの変化率の急変を緩和でき、信号レベルのリップルも低減される。

信号が車両のばね下振動の大きさを示す信号であって、周波数変更部が、車両のばね下振動の振動情報、車速或いは車輪回転速度に基づいて前記カットオフ周波数を変更する場合、車両におけるばね下振動の振動レベルを検知することが可能となり、車両のばね下部材の制振に使用される制御装置に好適となる。

信号が車両のばね上振動の大きさを示す信号であって、周波数変更部が、車両のばね上振動の振動情報或いはサスペンションの振動情報に基づいて前記カットオフ周波数を変更する場合、車両におけるばね上振動の振動レベルを検知することが可能となり、車両のばね上部材の制振に使用される制御装置に好適となる。

本発明の信号レベル検知装置によれば、信号レベルの立ち上がりの時間的遅れを緩和することができ、信号レベルに重畳されるノイズを十分に取り除くことができるので、信号レベルの大小によらず制御性能を向上させることが可能となる。

第一の実施の形態における信号レベル検知装置の構成図である。 車両に信号レベル検知装置を適用した図である。 レベル算出信号の波形を示した図である。 レベル算出信号の周波数位相特性を示した図である。 レベル算出信号の絶対値の波形を示した図である。 周波数の異なるオリジナル信号の入力に対するレベル算出信号の絶対値の波形を示した図である。 第一の実施の形態の一変形例における信号レベル検知装置の構成図である。 ０．１Ｈｚ〜２０Ｈｚのオリジナル信号に対して良好な信号レベルを得るためのレベル算出信号の周波数位相特性の一例を示した図である。 信号レベル演算部の一変形例における構成図である。 オリジナル信号と積分値（微分値）の合成ベクトルを説明する図である。 オリジナル信号と積分値の軌跡およびオリジナル信号と微分値の軌跡を説明する図である。 振動レベルとカットオフ周波数の関係を示すマップである。 第一の実施の形態の信号レベル検知装置における処理手順を示すフローチャートである。 第一の実施の形態の信号レベル検知装置が出力する振動レベルの波形を示したグラフである。 第二の実施の形態における信号レベル検知装置の構成図である。 第二の実施の形態の信号レベル検知装置における処理手順を示すフローチャートである。 第二の実施の形態の信号レベル検知装置が出力する振動レベルの波形を示したグラフである。 第二の実施の形態の一変形例における信号レベル検知装置の構成図である。 第三の実施の形態における信号レベル検知装置の構成図である。 第三の実施の形態の信号レベル検知装置における処理手順を示すフローチャートである。 第四の実施の形態における信号レベル検知装置の構成図である。 第四の実施の形態の信号レベル検知装置における処理手順を示すフローチャートである。 第四の実施の形態の信号レベル検知装置が出力する振動レベルの波形を示したグラフである。 第五の実施の形態における信号レベル検知装置の構成図である。 第五の実施の形態の信号レベル検知装置における最大値抽出部の構成図の一例である。 第五の実施の形態の信号レベル検知装置における最大値抽出部が生成する平滑化信号の一例である。 第五の実施の形態の最大値抽出部において平滑化信号を生成する手順の一例を示したフローチャートである。 第五の実施の形態における最大値抽出部における処理手順の一例を示したフローチャートである。 第五の実施の形態の最大値抽出部における平滑化処理部の第一の構成例を示した図である。 オリジナル信号と振動レベルを接続する平滑化信号を示した図である。 第五の実施の形態の最大値抽出部における平滑化処理部の第二の構成例を示した図である。 偏差と加算値との関係を決定するマップである。 加算値ゲインと選択される信号との関係を決定するマップである。 平滑化処理部の第三の構成例を示した図である。 第五の実施の形態の信号レベル検知装置が出力する振動レベルの波形を示したグラフである。 第六の実施の形態における信号レベル検知装置の構成図である。 第六の実施の形態の信号レベル検知装置が出力する振動レベルの波形を示したグラフである。 第六の実施の形態の信号レベル検知装置における処理手順を示すフローチャートである。

＜第一の実施の形態＞
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１および図２に示すように、第一の実施の形態における信号レベル検知装置１は、この場合、車両に適用されており、車両のばね上部材Ｂの振動情報の一つとしての上下方向の速度であるばね上速度を信号として、信号レベルとしてばね上部材Ｂの振動の大きさである振動レベルｒを検知するようになっている。よって、信号レベル検知装置１は、信号レベルとしてばね上部材Ｂの振動レベルｒを求める信号レベル検知部２と、信号レベル検知部２で検知した振動レベルｒを濾波する可変ローパスフィルタ３と、可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数ωｃを変更する周波数変更部４とを備えて構成されている。

以下、各部について詳細に説明する。本実施の形態では、図２に示したように、車両のばね上部材Ｂとばね下部材Ｗとの間に設けた懸架ばねＳによって図中下方から弾性支持されるばね上部材Ｂの振動情報をセンシングしてセンサ部５が出力する信号をオリジナル信号Ｏとし、このオリジナル信号Ｏから本実施の形態における信号レベルとしてばね上部材Ｂの振動レベルｒを信号レベル検知装置１で検知する場合について説明する。

信号レベル検知部２は、本実施の形態では、ばね上部材Ｂに取り付けられてばね上速度を得るセンサ部５が出力する信号をオリジナル信号Ｏとして入力を受け、このオリジナル信号Ｏを利用して振動レベルｒを求めるようになっている。

信号レベル検知部２は、入力されるオリジナル信号Ｏを利用して、位相が異なる二つ以上の、この例では五つのレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５を生成する信号生成部２１と、オリジナル信号Ｏと各レベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５に基づいて前記振動レベルｒを求める信号レベル演算部２２とを備えている。

センサ部５は、この場合、ばね上部材Ｂに取り付けられてばね上部材Ｂの上下方向の速度を検出するようになっている。ばね上部材Ｂの前後方向或いは左右方向の振動情報を信号として信号レベルを検知したい場合には、センサ部５にてばね上部材Ｂの前後方向或いは左右方向の速度を検出するようにすればよい。センサ部５は、ばね上部材Ｂの振動に対して、同じ方向の速度を検出することができればよく、たとえば、ばね上部材Ｂの上下方向の振動と左右方向の振動をセンシングして得られた信号の信号レベルを検知したい場合には、センサ部５でばね上部材Ｂの上下方向、左右方向の速度を検出して、上下方向と左右方向の二方向の速度を求めるようにしてもよい。

なお、この信号レベル検知装置１は、センサ部５から得られる信号を処理して信号レベルを検知するものであるので、ばね上部材Ｂの振動をセンシングして得られた信号から振動レベルを得るだけではなく、容器内の圧力変動、気圧の変化、電波等をセンシングして得られた信号や、制御装置内で生成される制御信号を処理して信号レベルを得ることも当然可能である。

センサ部５は、ばね上部材Ｂに取り付けられてばね上部材Ｂの上下方向の加速度である上下加速度を検出する加速度検出器５１と、加速度検出器５１で検出した上下加速度を積分してばね上部材Ｂのばね上速度を得る積分器５２とを備えて構成されている。そして、センサ部５は、検出したばね上部材Ｂのばね上速度をオリジナル信号Ｏとして出力する。

次に、信号生成部２１は、オリジナル信号Ｏと振幅は同じであるが、互いに位相の異なる５個のレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５を求める。具体的には、信号生成部２１は、オリジナル信号Ｏからレベル算出信号Ｌｎ（ｎ＝１，２，３，４，５）を得るために、オリジナル信号Ｏに対して振幅は変えずに位相のみを変更する位相変更フィルタｆ１〜ｆ５を備え、これら位相変更フィルタｆ１〜ｆ５を並列させて、オリジナル信号Ｏを位相変更フィルタｆ１〜ｆ５でフィルタ処理するようになっている。位相変更フィルタは、レベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５の数に対応して設ければよく、この場合、５つ設ければよい。

位相変更フィルタｆ１〜ｆ５の伝達関数Ｇ（ｓ）は、以下の式（１）によって設定されている。なお、式（１）中、Ｏ（ｓ）は、オリジナル信号Ｏのラプラス変換量を示し、Ｌｎ（ｓ）（ｎ＝１，２，３，４，５）は、レベル算出信号Ｌｎ（ｎ＝１，２，３，４，５）のラプラス変換量を示し、ｓは、ラプラス演算子を示しており、さらに、ωｎ（ｎ＝１，２，３，４，５）は、周波数を示しω１〜ω５までそれぞれ異なる周波数が設定される。

したがって、信号生成部２１は、レベル算出信号Ｌｎ（ｎ＝１，２，３，４，５）を求めるには、周波数をωｎ（ｎ＝１，２，３，４，５）として設定される伝達関数Ｇ（ｓ）をもつ位相変更フィルタｆｎ（ｎ＝１，２，３，４，５）を利用して、オリジナル信号Ｏから当該レベル算出信号Ｌｎ（ｎ＝１，２，３，４，５）を求める。たとえば、レベル算出信号Ｌ４を求めるには、信号生成部２１は、周波数にω４を入力して設定される伝達関数Ｇ（ｓ）をもつ位相変更フィルタｆ４でオリジナル信号Ｏをフィルタ処理し、オリジナル信号Ｏから当該レベル算出信号Ｌ４を求めることになる。

このように信号生成部２１で位相変更フィルタｆ１〜ｆ５を用いてレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５を求めると、図３に示すように、或る周波数αのオリジナル信号Ｏの入力に対して振幅は変わらないが互いに位相のみが異なる５個のレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５を簡単に求めることができる。なお、オリジナル信号Ｏとレベル算出信号Ｌ１の位相差およびレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ４間での位相差が等間隔になっているが、レベル算出信号Ｌ４とレベル算出信号Ｌ５の位相差がオリジナル信号Ｏとレベル算出信号Ｌ１の位相差および他のレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５間での位相差と異なる。これは、レベル算出信号Ｌ１〜Ｌ４の周波数位相特性が、図４に示すようになっており、上限の０度から下限の−１８０度の範囲で変化する特性となっており、０度と−１８０度で制限される。レベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５の位相は、オリジナル信号の周波数が極低い周波数である場合、０度か０度近傍となり、オリジナル信号の周波数が極高い周波数である場合、−１８０度か−１８０度近傍となる。そのため、図３に示すように、周波数αのオリジナル信号Ｏに対してフィルタ処理して得られたレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ４では位相差が等間隔に配置されるが、レベル算出信号Ｌ５の位相が−１８０度の近くなって隣のレベル算出信号Ｌ４との位相差が小さくなるようになっている。

なお、位相変更フィルタｆ１〜ｆ５の伝達関数Ｇ（ｓ）は、以下の式（２）によって設定されてもよい。式（２）中、Ｏ（ｓ）は、オリジナル信号Ｏのラプラス変換量を示し、Ｌｎ（ｓ）（ｎ＝１，２，３，４，５）は、レベル算出信号Ｌｎ（ｎ＝１，２，３，４，５）のラプラス変換量を示し、ｓは、ラプラス演算子を示しており、さらに、ωｎ（ｎ＝１，２，３，４，５）は、周波数を示しω１〜ω５までそれぞれ異なる周波数が設定される。

さらに、位相変更フィルタｆ１〜ｆ５は、二次のローパスフィルタとすることも可能である。具体的には、位相変更フィルタｆ１〜ｆ５の伝達関数Ｇ（ｓ）は、以下の式（３）によって設定されてもよい。式（３）中、Ｏ（ｓ）は、オリジナル信号Ｏのラプラス変換量を示し、Ｌｎ（ｓ）（ｎ＝１，２，３，４，５）は、レベル算出信号Ｌｎ（ｎ＝１，２，３，４，５）のラプラス変換量を示し、ｓは、ラプラス演算子を示しており、さらに、ζは減衰率、ωｎ（ｎ＝１，２，３，４，５）は、カットオフ周波数を示しω１〜ω５までそれぞれ異なるカットオフ周波数が設定される。

位相変更フィルタｆ１〜ｆ５にローパスフィルタを用いれば、オリジナル信号Ｏに対してレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５の位相を遅らせることができ、ハイパスフィルタを用いれば、オリジナル信号Ｏに対してレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５の位相を進ませることができるため、位相変更フィルタｆ１〜ｆ５の一部にハイパスフィルタを用いて、位相変更フィルタｆ１〜ｆ５の残りにローパスフィルタを用いるといったことも可能である。

さらに、信号生成部２１にあっては、オリジナル信号Ｏから位相の異なるレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５を得るものであるから、上記したフィルタ処理を用いずに、オリジナル信号Ｏに対して規定時間ずつ遅れた信号をレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５として生成するようにしてもよい。

信号レベル演算部２２は、オリジナル信号Ｏおよび各レベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５を絶対値処理して得られた信号のうち最大値を求める。オリジナル信号Ｏおよび各レベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５を絶対値処理すると、絶対値処理後のオリジナル信号Ｏおよびレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５の波形は、図５に示すように、オリジナル信号Ｏおよびレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５の波形のうち負の値をもつ部分が時間軸を中心に正側へ折り返した格好となる。なお、オリジナル信号Ｏおよびレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５の絶対値は、互いに位相を異にしているので、オリジナル信号Ｏおよびレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５を絶対値処理しても当該処理後のオリジナル信号Ｏおよびレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５における各波形が時間的にずれを生じるようになっている。

このように処理することで、図５中、どの時間をとっても、絶対値処理後のオリジナル信号Ｏおよびレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５の最大値は、オリジナル信号Ｏの最大振幅と等しいか或いは最大振幅に近似した値となることが分かる。たとえば、時間ａにおける絶対値処理後のオリジナル信号Ｏおよびレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５の最大値はレベル算出信号Ｌ２の最大値となり、時間ｂにおける絶対値処理後のオリジナル信号Ｏおよびレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５の最大値は、オリジナル信号Ｏの最大振幅の値に近似した値となる。

レベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５の最大振幅は、オリジナル信号Ｏのばね上速度における最大振幅と等しく、オリジナル信号Ｏの最大振幅は、振動レベルｒに等しく、この実施の形態では、速度を尺度として見たばね上部材Ｂの振動の大きさを示している。つまり、オリジナル信号Ｏが一周期した場合の最大値がこの実施例における信号レベルとしての振動レベルｒになるのであるが、一周期分をサンプリングするのではタイムリーに振動レベルｒを求めることができず、また、ばね上部材Ｂの振動の周波数が変化すると、オリジナル信号の周波数が変化してオリジナル信号が一周期に要する時間が変化するために最大振幅を得ることができないが、上記したように、オリジナル信号Ｏと振幅が同じで、互いに位相のみが異なるレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５を生成すると、振動レベルｒを演算する時点において、絶対値処理後のオリジナル信号Ｏおよびレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５のうちいずれかが最大値か最大値に近い値となることが期待でき、絶対値処理後のオリジナル信号Ｏおよびレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５のうち最大値を求めて振動レベルｒとすることで、振動レベルｒをオリジナル信号Ｏの最大振幅の値そのものかこれに近似した値として得ることができる。

そして、たとえば、図６に示すように、周波数αよりも低い周波数βのオリジナル信号Ｏを入力しても、オリジナル信号Ｏとこのオリジナル信号Ｏに対して位相が異なるレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５のうち演算時点での最大値を得て振動レベルｒとするので、振動レベルｒは、オリジナル信号Ｏの最大振幅の値かこれに近似した値となる。つまり、オリジナル信号Ｏの周波数が変化しても、オリジナル信号Ｏの最大振幅の値に近似した値を振動レベルｒとして得ることができる。

なお、図６に示したところでは、レベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５間での位相差が等間隔になっているが、オリジナル信号Ｏとレベル算出信号Ｌ１の位相差が他のレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５間での位相差と異なる。図４に示すように、オリジナル信号Ｏの位相は０度で一定であるものの、レベル算出信号Ｌ１の位相は、周波数が低くなると上限の０度で制限されるため、レベル算出信号Ｌ１の位相が０度の近くなってオリジナル信号Ｏとの位相差が小さくなるようになっている。さらに、周波数が低い領域では、レベル算出信号Ｌ１と隣のレベル算出信号Ｌ２との位相差も小さくなる。しかしながら、周波数が低くなっても、位相差が等間隔になるレベル算出信号Ｌ２〜Ｌ５によって、オリジナル信号Ｏの最大振幅の値に近似した値を振動レベルｒとして得ることができる。このように信号レベル検知装置１にあっては、オリジナル信号Ｏの周波数が変化してもリアルタイム且つタイムリーに、オリジナル信号Ｏの最大振幅の値かこれに近似した値を振動レベルｒとして求めることができ、幅広い周波数帯の信号に対して精度良く振動レベルｒを求めることができる。

以上より、信号レベル検知部２では、オリジナル信号Ｏの周波数が変化してもリアルタイム且つタイムリーに信号レベルを求めることができるので、周波数帯域が広い制御に向く信号レベル検知を行うことができる。よって、この信号レベル検知装置１を車両に適用して、信号レベルを車両におけるばね上部材の振動レベルとしてこれを検知する場合、ばね上部材Ｂには、１〜２Ｈｚのばね上共振周波数の振動、１０〜２０Ｈｚのばね下共振周波数の振動の他にも、操舵時に０．１Ｈｚ前後の振動が入力されることがあるが、０．１Ｈｚ〜２０Ｈｚまでの広範な周波数帯の振動がばね上部材Ｂに入力されても、周波数によらずばね上部材Ｂの振動レベルｒを精度良く検知することができるのである。なお、ばね上部材Ｂの振動情報としては、ばね上速度の他、ばね上部材Ｂの変位、加速度といった情報が挙げられ、変位の大きさ、加速度の大きさを振動レベルとして求めることも可能である。

また、この実施の形態で求めた振動レベルｒは、オリジナル信号Ｏがばね上部材Ｂの振動情報であるばね上速度であるため、このように振動レベルｒを検知することで、ばね上部材Ｂの振動の大きさ（振動レベル）をタイムリーかつリアルタイムに検知することができ、このように求めた振動レベルは、時間的に遅れの無いオリジナル信号Ｏを直接信号レベル演算部２２に入力して振動レベルｒを求めているので、振動レベルｒの急峻な変化や立ち上がりに対して遅れることなく、振動レベルｒを求めることができる。

したがって、振動情報を信号として、その場合の信号レベルである振動レベルを求める場合、車両のばね上部材の振動の他、ばね下部材Ｗの変位、速度、加速度といった振動情報からばね下部材Ｗの振動レベルを検知することもできる。また、搭乗者の操作状況によって回転方向における振動周波数が都度大きく異なるハンドルの振動レベルの検知にも向いており、その場合には、ハンドルの回転角、角速度、角加速度のいずれかをハンドルの振動情報を信号として検出し、回転角、角速度、角加速度のいずれかを尺度してハンドルの回転における振動レベルを求めることも可能である。よって、当該信号レベル検知装置１は、それ一つで、広範な周波数帯域の振動が作用する車両において振動する機器の振動レベルを求めることができ、車両に最適であることが分かる。また、信号として複数の振動情報を選択して、一つの信号レベル検知装置１で処理して各情報の振動レベルを求めることも可能である。

さらに、位相変更フィルタｆ１〜ｆ５は、オリジナル信号Ｏを並列して処理してレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５を得るようになっているが、図７に示すように、位相変更フィルタｆ１〜ｆ５を直列配置することも可能である。たとえば、オリジナル信号Ｏを位相変更フィルタｆ１で処理してレベル算出信号Ｌ１を得て、レベル算出信号Ｌ１を位相変更フィルタｆ２で処理してレベル算出信号Ｌ２を得てというように、続く、位相変更フィルタｆ２〜ｆ５で、直前の位相変更フィルタで処理されたレベル算出信号を直後の位相変更フィルタで処理してレベル算出信号を得ることも可能である。

ここで、上記したように、レベル算出信号の周波数位相特性は、図４に示すように、上限の０度から下限の−１８０度の範囲で変化し、周波数が低くなると０度に近づき、周波数が高くなると−１８０度に近づくようになっていて、高い周波数αに対しては位相変更フィルタｆ１〜ｆ５で処理したオリジナル信号Ｏとレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ４の間の位相が等間隔となり、オリジナル信号Ｏの最大振幅或いはこれに近似した値の振動レベルｒを得ることができ、低い周波数βに対しては位相変更フィルタｆ１〜ｆ５で処理したレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５の位相が等間隔となり、オリジナル信号Ｏの最大振幅或いはこれに近似した値の振動レベルｒを得ることができる。

つまり、本実施の形態の信号レベル検知装置１では、高周波数の周波数αから低周波数の周波数βまでのオリジナル信号Ｏに対して、精度良く振動レベルｒを検知することができる。上記したところから、周波数αのオリジナル信号Ｏに対して振動レベルｒの検知に寄与するのは、オリジナル信号Ｏと位相変更フィルタｆ１〜ｆ４で生成したレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ４となり、周波数βのオリジナル信号Ｏに対して振動レベルｒの検知に寄与するのは、位相変更フィルタｆ１〜ｆ５となり、オリジナル信号Ｏの周波数によって振動レベルｒの検知に寄与する位相変更フィルタが変化することが理解できる。

したがって、振動レベルｒを精度よく検知することができる周波数帯域を広げたい場合、周波数帯域の下限から上限の範囲内では、オリジナル信号Ｏをレベル算出信号とともに用いる場合にはオリジナル信号Ｏと少なくとも二つ以上のレベル算出信号が１８０度の範囲内で等間隔の位相差で分散されるようにするとよく、レベル算出用信号のみを用いて信号レベルを求める場合には、少なくとも三つ以上のレベル算出信号が１８０度の範囲内で等間隔の位相差で分散されるようにするとよい。したがって、レベル算出信号を生成するフィルタの設置数は、レベル算出信号の生成数に応じて決定すればよい。

たとえば、０．１Ｈｚから２０Ｈｚの帯域のオリジナル信号Ｏの入力に対して振動レベルｒを得たい場合、図８に示すように、０．１Ｈｚから２０Ｈｚ帯域内のすべてで三つ以上のレベル算出信号或いはオリジナル信号と二つ以上のレベル算出信号が１８０度の範囲内で等間隔の位相差で分散されるようにすれば、０．１Ｈｚから２０Ｈｚ帯域のオリジナル信号の入力に対して精度良く、振動レベルｒを検知することができる。

よって、オリジナル信号Ｏの入力に対して信号生成部２１がオリジナル信号Ｏと振動レベルｒの検知に寄与するレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５とが１８０度の範囲内で６０度以下の等間隔の位相差で分散されるようにこれらレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５を生成すれば、幅広い周波数帯の信号に対して振動レベルｒを検知でき、精度も向上する。これは、信号を正弦波で表現すると、６０度位相がずれた三つのレベル算出信号を生成して振動レベルｒを求めると、振動レベルｒは、少なくとも物体のオリジナル信号Ｏの波高の０．８５倍を下回ることがないので、良好な振動レベルｒを求めることができる。なお、オリジナル信号Ｏがレベル算出信号の生成のみに使用される場合には、信号生成部２１が振動レベルｒの検知に寄与するレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５を１８０度の範囲内で６０度以下の等間隔の位相差で分散されるように生成すれば、幅広い周波数帯の信号に対して振動レベルｒを検知でき、精度も向上する。

さらに、ある周波数のオリジナル信号Ｏの入力に対して、位相１８０度の範囲内で位相差が等間隔となるレベル算出信号の生成数が多く、レベル算出信号同士の位相差が小さい場合、レベル算出信号の絶対値のうち最大値を振動レベルｒとする以外に、２番目や３番目に大きな値を振動レベルｒとしたり、最大値と２番目に大きな値の平均値を振動レベルｒとしても実用上問題はない。たとえば、信号を正弦波とする場合、１２個のレベル算出信号を１５度ずつの位相差で生成すると、レベル算出信号の絶対値のうち三番目に大きな値を振動レベルｒとしても、振動レベルｒは、少なくとも物体のオリジナル信号Ｏの波高の０．９倍を下回ることがないので、良好な振動レベルｒを求めることができる。無論、レベル算出信号の絶対値のうち最大値が実際の振動レベルｒに一番近い値を採るため、最大値を振動レベルｒとして求めることが好ましい。

上記したところでは、信号レベル検知部２は、信号生成部２１を備えてオリジナル信号Ｏからレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５を生成して、信号レベル演算部２２がこれらオリジナル信号Ｏとレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５とから振動レベルｒを求めているが、信号生成部２１を廃止して、信号レベル演算部２２がオリジナル信号Ｏと、このオリジナル信号Ｏの積分値或いは微分値の一方または両方とから、振動レベルｒを求めるようにしてもよい。

ばね上部材Ｂの任意の周波数の振動は正弦波で表すことができる。また、ばね上部材Ｂのばね上速度であるオリジナル信号Ｏの任意の周波数成分は正弦波で表すことができる。たとえば、オリジナル信号Ｏの任意の周波数成分をｓｉｎωｔ（ωは角周波数、ｔは時間）で表す場合、これを積分すると−（１／ω）ｃｏｓωｔとなり、オリジナル信号Ｏの振幅とこの積分値の振幅とを比較すると、積分値の振幅はオリジナル信号Ｏのω分の１倍となる。

図９に示した信号レベル検知部２の一変形例のように、オリジナル信号Ｏから任意の周波数の成分を抽出するフィルタ６を設け、この周波数に一致する角周波数ωを用いて、積分器２０１でオリジナル信号Ｏを積分して、オリジナル信号Ｏの積分値を補正部２０２でω倍する補正を行えば、オリジナル信号Ｏと積分値の振幅を等しくすることができる。また、オリジナル信号Ｏの微分値は、１／ω倍して補正すれば、オリジナル信号Ｏと微分値の振幅を等しくすることができる。

つづいて、信号レベル演算部２２は、オリジナル信号Ｏと前述のように処理された積分値或いは微分値を図１０に示すように直交座標にとった際のオリジナル信号Ｏと積分値（微分値）の合成ベクトルの長さを演算し、これを振動レベルｒとして求めることができる。なお、合成ベクトルの長さは、オリジナル信号Ｏの二乗値と積分値（微分値）の二乗値を加算した値の平方根を求めれば演算することができるが、ルート演算を省いて、オリジナル信号Ｏの二乗値と積分値（微分値）の二乗値を加算した値、つまり、合成ベクトルの長さの二乗の値を演算することで合成ベクトルの長さを判断可能な値を求めてこれを振動レベルｒとしてもよい。そうすることで、負荷の高いルート演算を回避することができ、演算時間を短縮することができる。また、直接に合成ベクトルの長さとは一致しないものの、合成ベクトルの長さをｎ乗（ｎは任意の値）した値や当該長さに任意の係数を乗じた値は、合成ベクトルの長さを認識可能な値であって、このような値を振動レベルとしてもよいことは勿論である。すなわち、合成ベクトルの長さを認識可能な値を振動レベルｒとすればよい。この信号レベル演算部２２では、簡単に演算によって振動レベルｒを求めることができるので処理に負担がかからずに済む。

なお、この実施の形態の場合、ばね上部材Ｂの振動レベルｒを求めるので、ばね上部材Ｂの振動成分のうち一番大きな成分となるばね上共振周波数成分の振動レベルｒを求めるため、フィルタ６は、抽出する信号の周波数をばね上共振周波数として、ばね上共振周波数帯の信号を抽出可能なバンドパスフィルタとすればよい。ばね下部材Ｗの振動レベルｒを求める場合には、フィルタ６をばね下共振周波数帯の信号を抽出可能なバンドパスフィルタとすればよい。

そして、オリジナル信号Ｏと積分値(微分値)とは、角周波数ωを用いて補正すれば、両者の振幅が等しくなり、オリジナル信号Ｏと積分値(微分値)の位相は９０度ずれているから、ばね上部材Ｂの振動が減衰せず同じ振動を繰り返す場合、オリジナル信号Ｏと積分値(微分値)の理想的な軌跡は、図１０に示すように、円を描くことになり、振動レベルｒがこの円の半径に等しいことが理解できよう。なお、実際には、フィルタ６の抽出精度やばね上部材Ｂに作用する外乱、オリジナル信号Ｏと積分値(微分値)に含まれるノイズによって、両者の振幅を完全一致させることができない場合もあるが、振動レベルｒの値は、ほぼ上記した円の半径に等しくなる。

このように、振動レベルｒは、オリジナル信号Ｏであるばね上速度が０でも、変位である積分値或いは加速度である微分値の絶対値は最大値をとることになり、反対に、変位である積分値或いは加速度である微分値が０でもオリジナル信号Ｏであるばね上速度の絶対値は最大値をとり、ばね上部材Ｂの振動状況が変化しない場合には理想的には一定値をとる。つまり、振動レベルｒは、ばね上部材Ｂがどの程度の振幅で振動しているかを示す指標となる値であり、振動の大きさを表している。そして、振動レベルｒの算出に当たり、ばね上部材Ｂの一周期分の変位、速度、加速度のいずれかをサンプリングして波高を求める必要もなく、以上の手順から理解できるように、ばね上部材Ｂの少なくとも、変位と速度、速度と加速度を得れば求めることができるから、タイムリーに求めることができる。すなわち、このように、信号レベル演算部２２を構成しても、ばね上部材Ｂやばね下部材Ｗの振動、その他の信号の大きさをタイムリーかつリアルタイムに検知することが可能である。

また、オリジナル信号Ｏと積分値とで第一振動レベルｒ１を求めるとともに、オリジナル信号Ｏと微分値とで第二振動レベルｒ２を求め、第一および第二の振動レベルｒ１，ｒ２の平均値を振動レベルｒとして採用することも可能である。

この場合、図１１に示すように、オリジナル信号Ｏを横軸にとり、積分値と微分値を縦軸にとる直交座標を考えると、ばね上部材Ｂの振動周波数と、フィルタ６で抽出する周波数にずれが生じている場合、第一振動レベルｒ１がオリジナル信号Ｏの最大値以上の値をとる場合、オリジナル信号Ｏと積分値の軌跡Ｊは図１１中破線で示すオリジナル信号Ｏの最大値を半径とした円Ｈより大きな楕円形となり、第二振動レベルｒ２はオリジナル信号Ｏの最大値以下の値をとって、オリジナル信号Ｏと微分値の軌跡Ｋは円Ｈよりも小さな楕円となる。つまり、ばね上部材Ｂの振動周波数と検知したい振動周波数が一致しない場合、積分値および微分値の振幅をオリジナル信号Ｏの振幅に合わせる補正を行う際に使用する角周波数ωと実際の角周波数ω’がずれているから、オリジナル信号Ｏの積分値を補正した際に積分値の最大値は、オリジナル信号Ｏの最大値のω／ω’倍となり、オリジナル信号Ｏの微分値の最大値は補正によってオリジナル信号Ｏの最大値のω’／ω倍となる。このように、第一振動レベルｒ１がオリジナル信号Ｏより大きな値をとる場合、その分、第二振動レベルｒ２はオリジナル信号Ｏよりも小さな値をとるから、これらを平均して振動レベルｒを求めると、振動レベルｒの変動が緩和されるため、ばね上部材Ｂの振動周波数と検知したい振動周波数とが一致しなくとも、安定した振動レベルｒを求めることができ、振動レベルｒの検知結果が良好なものとなる。

つづいて、可変ローパスフィルタ３は、周波数変更部４からの指令でカットオフ周波数ωｃを変更することが可能なローパスフィルタとされており、信号レベル検知部２で検知した振動レベルｒを濾波して出力するようになっている。

周波数変更部４は、信号レベル検知部２で求めた振動レベルｒに基づいて可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数ωｃを求め、可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数を求めたカットオフ周波数ωｃに変更する。具体的には、周波数変更部４は、図１２に示すように、振動レベルｒとカットオフ周波数ωｃとの関係を示すマップを保有しており、振動レベルｒの入力を受けるとマップを用いたマップ演算を行ってカットオフ周波数ωｃと求めるようになっている。このマップは、振動レベルｒが下方値ｒｌｏｗから上方値ｒｈｉｇｈまでに至るまでは、振動レベルｒの値が大きくなればなるほど、カットオフ周波数ωｃも大きくなるようになっている。また、振動レベルｒの値が下方値ｒｌｏｗ以下では、カットオフ周波数ωｃの値が下限値ωｍｉｎとなり、振動レベルｒの値が上方値ｒｈｉｇｈ以上では、カットオフ周波数ωｃの値が上限値ωｍａｘとなるようになっている。この信号レベル検知装置１では、車両のばね上部材Ｂの振動レベルｒを検知するようになっており、ばね上部材Ｂの振動成分は、ばね上共振周波数帯（１〜２Ｈｚ）の振動成分のほかにばね下共振周波数の成分が重畳されることから、この場合、ばね下共振周波数の成分とノイズの除去を可能するとともにばね上共振周波数帯の成分の抽出が可能となるように、カットオフ周波数ωｃの下限値ωｍｉｎを０．５Ｈｚ程度とし、カットオフ周波数ωｃの上限値ωｍａｘを５Ｈｚ程度としてある。なお、カットオフ周波数ωｃの下限値ωｍｉｎと上限値ωｍａｘの値は、求める信号の周波数帯域によって適するように設定すればよい。また、振動レベルｒとカットオフ周波数ωｃのマップに下方値ｒｌｏｗと上方値ｒｈｉｇｈを設け、カットオフ周波数ωｃのが下限値ωｍｉｎをとる境界と上限値ωｍａｘをとる境界を設定しているが、このようにすることで、カットオフ周波数ωｃの取り得る範囲を画定することができ、振動レベルｒの値が大きい場合のリップルの除去と値が小さい時のノイズの除去を両立させることができる。なお、前記したところでは、振動レベルｒに基づいてカットオフ周波数ωｃを求めるようになっているが、振動レベルｒの大きさを推定可能な情報に基づいてカットオフ周波数ωｃを求めることができる。振動レベルｒの大きさを推定可能な情報としては、この場合、信号レベル検知装置１が車両のばね上部材Ｂの上下方向の振動の振動レベルｒを検知するので、たとえば、車両のばね上部材Ｂの上下方向のばね上変位、ばね上速度、ばね上加速度や車両のばね上部材Ｂとばね下部材Ｗとの間の相対変位、相対速度、相対加速度といった情報を採用することができる。ばね上部材Ｂの振動レベルｒが大きいと、ばね上部材Ｂの上下方向のばね上変位、ばね上速度やばね上加速度、車両のばね上部材Ｂとばね下部材Ｗとの間の相対変位、相対速度、相対加速度も大きくなる傾向にあり、これらの情報と振動レベルｒとは相関関係にあるため、これらの情報とカットオフ周波数ωｃとの関係をマップ化しておき、これらの情報からカットオフ周波数ωｃを求めることができる。なお、ばね上部材Ｂとばね下部材Ｗとの間の相対変位、相対速度、相対加速度の情報は、ばね上部材Ｂとばね下部材Ｗとの間に介装されるダンパＤのストロークを検出することで入手することができる。また、信号レベル検知装置１が車両のばね下部材Ｗの上下方向の振動の振動レベルｒを検知する場合には、振動レベルｒの大きさを推定可能な情報としては、たとえば、車両の進行方向速度である車速、車輪の回転速度である車輪速、ばね下部材Ｗの上下方向のばね下変位、ばね下速度、ばね下加速度といった情報を採用することができる。車速や車輪速が大きい場合、ばね下部材Ｗの振動レベルｒも大きくなる傾向となり、ばね下部材Ｗの上下方向のばね下変位、ばね下速度、ばね下加速度が大きいと振動レベルｒも大きくなる傾向にあって、これら情報と振動レベルｒとが相関関係にあるので、これらの情報とカットオフ周波数ωｃとの関係をマップ化しておき、これらの情報からカットオフ周波数ωｃを求めることができる。

以上のように、信号レベル検知装置１は構成されており、動作は以下のようになる。この図１に示した信号レベル検知装置１における処理手順を図１３に示したフローチャートに即して説明すると、まず、信号レベル検知装置１は、ばね上部材Ｂのばね上速度をセンサ部５で検出する（ステップＦ１）。信号レベル検知装置１は、ばね上速度をオリジナル信号Ｏとして、振動レベルｒを検知する（ステップＦ２）。具体的には、オリジナル信号Ｏが信号レベル検知部２に入力されと、信号生成部２１が五つのレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５を生成し、信号レベル演算部２２がオリジナル信号Ｏとレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５を絶対値化して最大値を求めて、これを振動レベルｒとする。つづいて、信号レベル検知装置１は、求めた振動レベルｒから可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数ωｃを求める（ステップＦ３）。具体的には、振動レベルｒが周波数変更部４に入力され、周波数変更部４は、振動レベルｒに基づいて、カットオフ周波数ωｃを求める。そして、可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数を、前述ようにして求められたカットオフ周波数ωｃに変更する（ステップＦ４）。具体的には、周波数変更部４は、可変ローパスフィルタ３に自身のカットオフ周波数を求めたカットオフ周波数ωｃへ変更するよう変更指令を出力し、可変ローパスフィルタ３が周波数変更部４で求めたカットオフ周波数ωｃに自身のカットオフ周波数を変更することになる。つづいて、信号レベル検知装置１は、可変ローパスフィルタ３で振動レベルｒを処理する（ステップＦ５）。最後に、信号レベル検知装置１は、可変ローパスフィルタ３で濾波処理した振動レベルｒを出力する（ステップＦ６）。以上、一連の処理手順を連続して実行することで、信号レベル検知装置１は、繰り返し、振動レベルｒを求めて出力し続ける。

可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数は、振動レベルｒが大きいと、高い周波数に変更されるため、振動レベルｒが大きく立ち上がるような状況では、信号レベル検知装置１は、振動レベルｒの変化を時間的に遅らせにくくなるため、信号レベル検知部２で求めた振動レベルｒに対して遅れの少ない振動レベルｒを出力することができる。

これに対して、可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数は、振動レベルｒが小さいと、低い周波数に変更されるため、振動レベルｒが小さい状況では、信号レベル検知装置１は、振動レベルｒに重畳されるノイズ成分を除去することができ、信頼性の高い振動レベルｒを出力することができる。

このことから、信号レベル検知装置１は、図１４に示すように、ばね上部材Ｂのばね上速度が線Ａ１のように急峻に立ち上がる破線で囲った部分では、線Ａ１で示すばね上速度の変化に対して、時間的に遅れが少ない線Ａ２で示す振動レベルｒを出力することができる。なお、図１４では、振動レベルｒとばね上速度とを比較するために、図１４中ではばね上速度を絶対値化して描いている。ばね上速度が増加する状況では、実際の振動レベルもこのばね上速度とほぼ等しくなるが、本発明の信号レベル検知装置１が求める振動レベルｒは、このばね上速度の立ち上がりに追従することができる。

よって、本発明の信号レベル検知装置１によれば、実際の信号レベルに対して求めた信号レベルの立ち上がりの時間的遅れを緩和することができるので、高応答性が求められる制御にも使用可能となるとともに、このような制御装置に使用されても良好な制御結果をもたらすことができる。加えて、信号レベルが非常に小さい場合、求められる信号レベルに重畳されるノイズを十分に取り除くことができるので、信号レベルのＳ／Ｎ比は大きくなって、出力する信号レベルの信頼性が向上し、制御装置に使用されても制御性能が悪化することがない。以上より、本発明の信号レベル検知装置１によれば、信号レベルの大小によらず制御性能を向上させることが可能となる。

また、周波数変更部４は、振動レベルｒが大きいほど可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数ωｃを高くするので、振動レベルｒの立ち上がり状況に応じてカットオフ周波数ωｃが最適となるように大きくなり、得られる振動レベルｒからリップル成分を除去しつつ振動レベルｒの立ち上がりの時間的遅れも緩和できる。また、周波数変更部４は、振動レベルｒそのものの代わりに、振動レベルｒの大きさを推定可能な情報を用いて、カットオフ周波数ωｃを求めることができる。その場合には、周波数変更部４は、当該情報が振動レベルｒが大きいことを示せば示すほど、カットオフ周波数ωｃを高くするように変更すればよい。

＜第二の実施の形態＞
つづいて、図１５に示した第二の実施の形態の信号レベル検知装置１１について説明する。第二の実施の形態の信号レベル検知装置１１は、前述した第一の実施の形態の信号レベル検知装置１の構成に加え、信号レベル検知部２にオリジナル信号Ｏと前記の信号レベル演算部２２が求めた前記振動レベルｒのうち、大きな値を持つ信号を選択して振動レベルｒｌとして採用して出力する最大値抽出部２３を設けた構成となっている。より具体的には、第二の実施の形態の信号レベル検知装置１１は、別途、絶対値処理部２４を備えており、オリジナル信号Ｏを絶対値処理部２４によって絶対値化して最大値抽出部２３に入力する。

信号レベル演算部２２は、第一の実施の形態で説明したように、絶対値処理して必ず正の値の振動レベルｒを出力するので、最大値抽出部２３でオリジナル信号Ｏと振動レベルｒの比較処理では、オリジナル信号Ｏの絶対値処理が必要である。

最大値抽出部２３は、オリジナル信号Ｏと信号レベル演算部２２が出力する振動レベルｒとを比較して、いずれが大きな値であるか判断し、大きな値をとる信号を出力すべき振動レベルｒｌとして抽出して出力する。

周波数変更部４は、この場合、最大値抽出部２３が出力する振動レベルｒｌの入力を受けて可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数ωｃを求め、可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数を求めたカットオフ周波数ωｃに変更する。可変ローパスフィルタ３は、周波数変更部４によって求められたカットオフ周波数ωｃに自身のカットオフ周波数を変更した後、最大値抽出部２３が出力した振動レベルｒｌを濾波する処理を実行し、最終的な振動レベルｒｌを出力する。

信号レベルをばね上部材Ｂの振動レベルｒｌとして、ばね上速度から振動レベルｒｌを求める場合、信号レベル検知装置１１における具体的処理は、たとえば、図１６に示すようになる。まず、信号レベル検知装置１１は、ばね上部材Ｂのばね上速度をセンサ部５で検出する（ステップＦ１１）。信号レベル検知装置１１は、ばね上速度をオリジナル信号Ｏとして、振動レベルｒを検知する（ステップＦ１２）。具体的には、オリジナル信号Ｏが信号レベル検知部２に入力され、信号生成部２１が五つのレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５を生成し、信号レベル演算部２２がオリジナル信号Ｏとレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５を絶対値化して最大値を求めて、これを振動レベルｒとする。さらに、信号レベル検知装置１１は、オリジナル信号Ｏを絶対値処理する（ステップＦ１３）。さらに、信号レベル検知装置１１は、絶対値処理済みのオリジナル信号Ｏと振動レベルｒとを比較し大きな値を持つ信号を振動レベルｒｌとして出力する（ステップＦ１４）。つづいて、信号レベル検知装置１１は、ステップＦ１４で求めた振動レベルｒｌから可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数ωｃを求める（ステップＦ１５）。そして、可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数を、前述ようにして求められたカットオフ周波数ωｃに変更する（ステップＦ１６）。つづいて、信号レベル検知装置１１は、可変ローパスフィルタ３で振動レベルｒｌを処理する（ステップＦ１７）。最後に、信号レベル検知装置１１は、可変ローパスフィルタ３で濾波処理した振動レベルｒｌを出力する（ステップＦ１８）。以上、一連の処理手順を連続して実行することで、信号レベル検知装置１１は、繰り返し、振動レベルｒｌを求めて出力し続ける。

この第二の実施の形態の信号レベル検知装置１１では、信号レベル演算部２２が求めた振動レベルｒと実際の振動に対して遅れの無いオリジナル信号Ｏとを比較して最大値を振動レベルｒｌとして出力するので、ばね上部材Ｂ等の振動レベル検知対象の振動が大きくなり始める際に、求めた振動レベルｒｌを実際の振動レベルに遅れずに追従させることができる。このことから、第二の実施の形態における信号レベル検知装置１１は、図１７に示すように、ばね上部材Ｂのばね上速度が線Ａ１１のように急峻に立ち上がる破線で囲った部分では、線Ａ１１で示すばね上速度の変化に対して、時間的に遅れが少ない線Ａ２１で示す振動レベルｒを出力することができる。本発明の信号レベル検知装置１が求める振動レベルｒは、このばね上速度の立ち上がりに追従することができる。ばね上速度が増加する状況では、実際の振動レベルもこのばね上速度とほぼ等しくなるが、本発明の信号レベル検知装置１が求める振動レベルｒは、このばね上速度の立ち上がりに追従することができる。また、ばね上速度が増加してから低下する場合、信号レベル演算部２２で求めた振動レベルｒが実際の振動レベルより若干大きくなるものの、この実際の振動レベルに追従するようになる。このような状況では、最大値抽出部２３がオリジナル信号Ｏから振動レベルｒへ選択する信号を切換えるから、信号レベル検知装置１１は、高精度に振動レベルｒを検知することができる。

よって、第二の実施の形態の信号レベル検知装置１１によれば、実際の信号レベルが大きくなり始める際に、実際の信号レベルに対して求めた信号レベルの立ち上がりの時間的遅れを無くすることができることに加えて高精度に信号レベルを検知することができるので、高応答性が求められる制御にも好適となるとともに、より効果的に良好な制御結果を得ることができる。この実施の形態にあっても、可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数ωｃは、信号レベル或いは信号レベルを推定可能な情報に基づいて、信号レベルが低くなると小さくなるように変更されるから、信号レベルが非常に小さい場合、求められる信号レベルに重畳されるノイズを十分に取り除くことができる。よって、信号レベルが非常に小さい場合であっても、出力する信号レベルの信頼性が向上し、制御装置に使用されても制御性能を悪化させない。以上より、本発明の信号レベル検知装置１１によれば、信号レベルの大小によらず制御性能をより効果的に向上させうる。

信号レベル検知部２は、図１５に示すように、この実施の形態では、オリジナル信号Ｏから位相が異なる二つ以上のレベル算出信号Ｌ１〜Ｌ５を生成する信号生成部２１を備えているが、図１８に示したこの第二の実施の形態の一変形例における信号レベル検知装置１１２のように、信号生成部２１を廃止してフィルタ６、積分器２０１（或いは、微分器）、補正部２０２を設けて信号レベル演算部２２がオリジナル信号Ｏとその微分値或いは積分値の一方または両方とに基づいて振動レベルｒを求める構成を採用してもよい。

＜第三の実施の形態＞
また、図１９に示した第三の実施の形態の信号レベル検知装置１２ように、第二の実施の形態の信号レベル検知装置１１の構成に、信号レベル検知部２に信号レベル演算部２２が出力する振動レベルｒを濾波処理して最大値抽出部２３へ濾波後の振動レベルｒを出力するローパスフィルタ２５を加えるようにしてもよい。このローパスフィルタ２５のカットオフ周波数は、可変ローパスフィルタ３の変化するカットオフ周波数ωｃの下限と上限との間の周波数に設定されており、信号レベル演算部２２が求める振動レベルｒのリップルを除去するようになっている。

信号レベルをばね上部材Ｂの振動レベルｒｌとして、ばね上速度から振動レベルｒｌを求める場合、信号レベル検知装置１２における具体的処理は、たとえば、図２０に示すようになる。まず、信号レベル検知装置１２は、ばね上部材Ｂのばね上速度をセンサ部５で検出する（ステップＦ２１）。信号レベル検知装置１２は、ばね上速度をオリジナル信号Ｏとして、振動レベルｒを検知する（ステップＦ２２）。つづいて、信号レベル検知装置１２は、求めた振動レベルｒをローパスフィルタ２５によって濾波する処理を行う（ステップＦ２３）。さらに、信号レベル検知装置１２は、オリジナル信号Ｏを絶対値処理する（ステップＦ２４）。信号レベル検知装置１２は、絶対値処理済みのオリジナル信号Ｏとローパスフィルタ２５で処理された振動レベルｒとを比較し大きな値を持つ信号を振動レベルｒｌとして出力する（ステップＦ２５）。つづいて、信号レベル検知装置１２は、ステップＦ２５で求めた振動レベルｒｌから可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数ωｃを求める（ステップＦ２６）。そして、可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数を、前述ようにして求められたカットオフ周波数ωｃに変更する（ステップＦ２７）。つづいて、信号レベル検知装置１２は、可変ローパスフィルタ３で振動レベルｒｌを処理する（ステップＦ２８）。最後に、信号レベル検知装置１２は、可変ローパスフィルタ３で濾波処理した振動レベルｒｌを出力する（ステップＦ２９）。以上、一連の処理手順を連続して実行することで、信号レベル検知装置１２は、繰り返し、振動レベルｒｌを求めて出力し続ける。

よって、第三の実施の形態の信号レベル検知装置１２では、実際の信号レベルに対して求めた信号レベルの立ち上がりの時間的遅れを緩和でき、信号レベルが非常に小さい場合でも出力する信号レベルの信頼性が向上し、良好な制御結果を得ることができることに加え、以下の効果を享受できる。

ローパスフィルタ２５を設けることで信号レベル演算部２２で求めた振動レベルｒに含まれる高周波のリップル成分が除去されるので、振動レベルｒｌが振動的に推移することがなくなる。振動レベルｒｌが大きくなることによって、可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数ωｃが高くなっても、ローパスフィルタ２５は、可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数ωｃの上限と下限との間にカットオフ周波数を持つので、信号レベル検知装置１３が出力する振動レベルｒｌから高周波のリップルを確実に除去することができる。

＜第四の実施の形態＞
つぎに、図２１に示した第四の実施の形態の信号レベル検知装置１３について説明する。この第四の実施の形態の信号レベル検知装置１３は、第三の実施の形態の信号レベル検知装置１２の構成に加えて、絶対値処理部２４の後段に最大値抽出部２３に入力されるオリジナル信号Ｏに第一比例ゲインを乗じる第一ゲイン乗算部２６を備えている。第四の実施の形態の信号レベル検知装置１３では、第一ゲイン乗算部２６は、絶対値処理したオリジナル信号Ｏに１未満の第一比例ゲインを乗じて出力するようになっている。

信号レベルをばね上部材Ｂの振動レベルｒｌとして、ばね上速度から振動レベルｒｌを求める場合、信号レベル検知装置１３における具体的処理は、たとえば、図２２に示すようになる。まず、信号レベル検知装置１３は、ばね上部材Ｂのばね上速度をセンサ部５で検出する（ステップＦ３１）。信号レベル検知装置１３は、ばね上速度をオリジナル信号Ｏとして、振動レベルｒを検知する（ステップＦ３２）。つづいて、信号レベル検知装置１３は、求めた振動レベルｒをローパスフィルタ２５によって濾波する処理を行う（ステップＦ３３）。さらに、信号レベル検知装置１３は、オリジナル信号Ｏを絶対値処理する（ステップＦ３４）。信号レベル検知装置１３は、絶対値処理したオリジナル信号Ｏに第一比例ゲインを乗じる（ステップＦ３５）。信号レベル検知装置１３は、第一比例ゲインを乗じた後のオリジナル信号Ｏとローパスフィルタ２５で処理された振動レベルｒとを比較し大きな値を持つ信号を振動レベルｒｌとして出力する（ステップＦ３６）。つづいて、信号レベル検知装置１３は、ステップＦ３６で求めた振動レベルｒｌから可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数ωｃを求める（ステップＦ３７）。そして、可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数を、前述ようにして求められたカットオフ周波数ωｃに変更する（ステップＦ３８）。つづいて、信号レベル検知装置１３は、可変ローパスフィルタ３で振動レベルｒｌを処理する（ステップＦ３９）。最後に、信号レベル検知装置１３は、可変ローパスフィルタ３で濾波処理した振動レベルｒｌを出力する（ステップＦ４０）。以上、一連の処理手順を連続して実行することで、信号レベル検知装置１３は、繰り返し、振動レベルｒｌを求めて出力し続ける。

このように、オリジナル信号Ｏに１未満の第一比例ゲインを乗じる構成を採用する第四の実施の形態における信号レベル検知装置１３は、実際の振動レベルが急峻に立ち上がる初期において、第一比例ゲインを乗じたオリジナル信号Ｏを振動レベルｒｌとして採用して出力することになる。

このことから、第四の実施の形態の信号レベル検知装置１３では、実際の信号レベルに対して求めた信号レベルの立ち上がりの時間的遅れを緩和できるとともに高精度に信号レベルと検知でき、信号レベルが非常に小さい場合でも出力する信号レベルの信頼性が向上し、良好な制御結果を得ることができることに加え、以下の効果を享受できる。

第四の実施の形態における信号レベル検知装置１３は、図２３に示すように、
ばね上部材Ｂのばね上速度が線Ａ１２のように急峻に立ち上がる破線で囲った部分では、線Ａ１２で示すばね上速度の変化に対して、僅かに時間遅れを生じるものの追従性よく立ち上がる線Ａ２２で示す振動レベルｒｌを出力することができる。また、最大値抽出部２３が第一比例ゲインを乗じたオリジナル信号Ｏから信号レベル演算部２２で求めた振動レベルｒへ切換えて出力する際に、信号のつなぎ目において段差を小さくすることができ、振動レベルｒｌの変化率の急変を緩和することができる。

信号レベル演算部２２が求めた振動レベルｒをローパスフィルタ２５で処理する場合に、実際の振動レベルに対して時間的に遅れることになるが、オリジナル信号Ｏには１未満の第一比例ゲインが乗じられているため、第一比例ゲインで加工されたオリジナル信号Ｏの振幅が小さくなっていることから、このオリジナル信号Ｏから時間的に遅れる信号レベル演算部２２が求めた振動レベルｒへの切換え時において、振動レベルｒの変化率の急変を緩和できるのである。よって、第四の実施の形態の信号レベル検知装置１３で処理した信号レベルを制御装置に使用すれば、制御装置の出力する制御指令の急変も緩和されるので、より一層効果的に制御性能を向上させることができる。

＜第五の実施の形態＞
つぎに、図２４に示した第五の実施の形態の信号レベル検知装置１４について説明する。この第五の実施の形態の信号レベル検知装置１４は、第四の実施の形態の信号レベル検知装置１３の構成における最大値抽出部２３における処理を変更したものである。第五の実施の形態の信号レベル検知装置１４における最大値抽出部２７は、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒのうち最大値をとる信号を出力するが、オリジナル信号Ｏから振動レベルｒへ、或いは、振動レベルｒからオリジナル信号Ｏへ、選択を切換える際に、振動レベルｒｌとして出力する信号の変化率の急変を緩和する平滑化信号を出力するようになっている。最大値抽出部２７は、この実施の形態では、図２５に示すように、ハイセレクト処理を行うため、二つの信号Ｏ，ｒのうちハイセレクト処理によって出力されるべき信号を最大値信号Ｍａとして抽出して出力する通常処理部２７１と、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒおよびこれらの偏差εから平滑化信号Ｐを生成する平滑化処理部２７２と、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒの偏差εが規定範囲内である場合に平滑化処理部２７２が生成する平滑化信号Ｐを振動レベルｒｌに選んで出力し、偏差εが規定範囲外である場合には通常処理部２７１が出力する最大値信号Ｍａを選んで振動レベルｒｌとして出力する出力信号調整部２７３を備えている。

この平滑化処理部２７２は、値の大きな信号を選択するハイセレクト処理を行うが、具体的には、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒの二つの信号Ｏ，ｒが交わる二点間で二つの信号Ｏ，ｒの値よりも大きな値を持つ平滑化信号Ｐを二つの信号Ｏ，ｒの偏差εに基づいて生成する。たとえば、図２６に示すように、オリジナル信号Ｏが時間の経過とともに値が減少し、振動レベルｒが時間の経過とともに値が増大して、ある時間で両信号Ｏ，ｒが交わる場合、両信号Ｏ，ｒの交わる時間ｔ０より前ではオリジナル信号Ｏが選択され、時間ｔ０以降では振動レベルｒが選択されることになる。平滑化信号Ｐは、偏差εが大きいと両信号Ｏ，ｒの値との差が小さく、偏差εが小さくなると信号Ｏ，ｒとの差を大きくするようにして生成され、二つの信号Ｏ，ｒが切換わる際に両信号Ｏ，ｒを繋げて信号切換わり時の信号の変化率の急変を緩和するようになっている。より詳細には、平滑化処理部２７２は、二つの信号Ｏ，ｒのうち、大きな値の信号に偏差εに基づいて求めた加算値ａｖを加算することで平滑化信号Ｐを生成するか、或いは、二つの信号Ｏ，ｒの値と偏差εとに基づいて平滑化信号Ｐを生成するようになっている。このようにして偏差εに応じて生成される平滑化信号Ｐは、図２６に示すように、両信号Ｏ，ｒに交わる二点間では、これら両信号Ｏ，ｒよりも必ず大きな値を持ち、両信号Ｏ，ｒを繋げるようになっている。このように、平滑化信号Ｐは、両信号Ｏ，ｒに交わる二点間で両信号Ｏ，ｒよりも必ず大きな値を持つ信号である。そのため、両信号Ｏ，ｒの切換わり時においてオリジナル信号Ｏから振動レベルｒに直接に選択される信号を切換えることに比較して、生成される平滑化信号Ｐとオリジナル信号Ｏとの交点から振動レベルｒの交点までの二点間で平滑化信号Ｐを採用することで、信号Ｏ，ｒの切換わり時の信号の変化率の急変を緩和することができる。また、平滑化信号Ｐを信号Ｏ，ｒに接する曲線を描くような信号とすることで、より一層、信号の変化率の急変を緩和することができる。

また、平滑化処理部２７２は、図２６に示すように、両信号Ｏ，ｒに交わる二点間で両信号Ｏ，ｒよりも必ず大きな値となることの条件に加えて、信号の大きさと時間の平面において、信号Ｏ，ｒの偏差εが閾値δ以下となる時刻ｔ１においてハイセレクトで選択されるオリジナル信号Ｏの値の座標と、時刻ｔ０を過ぎて信号Ｏ，ｒの偏差εが閾値δを超える時刻ｔ２においてハイセレクトで選択される振動レベルｒの値の座標とを結ぶ直線Ｑ１よりも値が小さくなるように平滑化信号Ｐを生成することもできる。そうすると、平滑化信号Ｐは、図２６中で、前記直線Ｑ１と、時刻ｔ１から時刻ｔ０までの範囲のオリジナル信号Ｏと、時刻ｔ０から時刻ｔ２までの範囲の振動レベルｒとで囲まれる範囲内に収まるように生成される。

このように最大値抽出部２７で平滑化信号Ｐを生成する場合には、より一層、確実に信号の変化率の急変を緩和することができる。偏差εの絶対値が閾値δ以下であるときに、平滑化信号Ｐを信号Ｏ，ｒの代わりに出力すれば、オリジナル信号Ｏから振動レベルｒへの切換わり、或いは、振動レベルｒからオリジナル信号Ｏへの切換わりにおいて、信号の変化率の急変を緩和することができる。このように、本実施の形態では、閾値δは、平滑化信号Ｐを信号Ｏ，ｒの代わりに有効として出力させる規定範囲を設定する値となっている。つまり、偏差εが規定範囲内にある際に、平滑化信号Ｐを出力させるため、信号Ｏ，ｒの双方の値が近づいて信号切換わりが予想される際に、平滑化信号Ｐを採用することができるとともに、全く両信号Ｏ，ｒの値が離れていて平滑化処理が不要な場合には、平滑化信号Ｐを採用しないようにすることができる。

以上までの平滑化処理部２７２における処理を行うには、図２７に示したように、まず、信号レベル検知装置１４は、オリジナル信号Ｏおよび振動レベルｒを読み込む（ステップＦ４１）。つづいて、信号レベル検知装置１４は、オリジナル信号Ｏ、振動レベルｒおよびこれら信号Ｏ，ｒの偏差εから平滑化信号Ｐを生成する（ステップＦ４２）。つづいて、信号レベル検知装置１４は、平滑化信号Ｐを出力する（ステップＦ４３）。以上、一連の処理を繰り返し行うことで、信号レベル検知装置１４は、平滑化信号Ｐを繰り返し生成し出力することになる。

通常処理部２７１は、入力された二つの信号Ｏ，ｒであるオリジナル信号Ｏおよび振動レベルｒを比較して大きな値を持つ信号を最大値信号Ｍａとして採用する。通常処理部２７１は、ハイセレクト処理を行うために設けられており、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒの値を比較して、値の大きな信号を最大値信号Ｍａとして採用して出力信号調整部２７３へ出力する。

出力信号調整部２７３は、平滑化処理部２７２で生成した平滑化信号Ｐと通常処理部２７１が出力する最大値信号Ｍａのうち一方を選択して振動レベルｒｌとし、この振動レベルｒｌを出力する。具体的には、この実施の形態の場合、平滑化処理部２７２からの平滑化判定信号Ｚの入力を受け、この平滑化判定信号Ｚによって、平滑化信号Ｐと最大値信号Ｍａのいずれを振動レベルｒｌとするかを決定するようになっている。平滑化処理部２７２は、たとえば、信号Ｏ，ｒの偏差εの絶対値が閾値δ以下であって規定範囲内にある場合、平滑化信号Ｐを採用できるか否か判断可能な値を持つ平滑化判定信号Ｚを出力し、信号Ｏ，ｒの偏差εの絶対値が閾値δを超えており規定範囲外にある場合、最大値信号Ｍａを採用すべきであることを示す値を持つ平滑化判定信号Ｚを出力する。出力信号調整部２７３が平滑化信号Ｐを採用するかしないかの二通りの判断しかしない場合、平滑化判定信号Ｚの出力ありと出力なし、つまり、任意の値と０を出力するものであってもよい。また、出力信号調整部２７３が平滑化信号Ｐを最大値信号Ｍａにフェードインさせて加算したり、平滑化信号Ｐをフェードアウトさせたりする場合には、平滑化判定信号Ｚを平滑化信号Ｐに乗じるゲインとして出力し、出力信号調整部２７３でこのゲインと平滑化信号Ｐとを乗じた値と最大値信号Ｍａとを加算して出力信号Ｏを求めるようにしてもよい。また、平滑化判定信号Ｚの生成は、平滑化処理部２７２で行うのではなく、出力信号調整部２７３で行うようにしてもよい。

以上までの処理を行うには、図２８に示したように、まず、信号レベル検知装置１４は、オリジナル信号Ｏおよび信号レベル演算部２２が求めた振動レベルｒを読み込む（ステップＦ５１）。つづいて、信号レベル検知装置１４は、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒのうち最も大きな値を最大値信号Ｍａとして選択する (ステップＦ５２)。つづいて、信号レベル検知装置１４は、信号Ｏ，ｒおよびこれら信号Ｏ，ｒの偏差εから平滑化信号Ｐを生成する（ステップＦ５３）。信号レベル検知装置１４は、信号Ｏ，ｒの偏差εと閾値δとを比較して平滑化判定信号Ｚを生成する（ステップＦ５４）。さらに、信号レベル検知装置１４は、平滑化判定信号Ｚから、平滑化判定信号Ｚに基づいて平滑化信号Ｐと最大値信号Ｍａの一方を振動レベルｒｌとして選択する処理を行い（ステップＦ５５）、最後に、振動レベルｒｌを出力する（ステップＦ５６）。以上、一連の処理を繰り返し行うことで、信号レベル検知装置１４は、振動レベルｒｌを繰り返し生成し出力する。

つづいて、平滑化処理部２７２における具体的構成と処理について説明する。平滑化処理部２７２の第一の構成例では、図２９に示すように、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒとの偏差εを求める演算を行って、偏差εに基づいて平滑化信号Ｐを生成する信号生成部３１１と、平滑化信号Ｐの生成に当たり平滑化する規定範囲を画定する閾値δの値を変更する規定範囲変更部３１２と、規定範囲の急変を緩和する急変緩和処理部３１３と、平滑化判定信号生成部３１４とを備えて構成されている。

信号生成部３１１は、具体的には、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒの偏差εからオリジナル信号Ｏの値に乗じるべき第一ゲインＧ_１と振動レベルｒの値へ乗じるべき第二ゲインＧ_２とを求め、オリジナル信号Ｏの値と第一ゲインＧ_１とに基づいて得た第一加算信号Ｈ_１と、振動レベルｒの値と第二ゲインＧ_２とに基づいて得た第二加算信号Ｈ_２とを合成して平滑化信号Ｐを求めて、当該平滑化信号Ｐを出力する。

具体的には、オリジナル信号Ｏをｆ_１（ｔ）として、振動レベルｒをｆ_２（ｔ）とし、偏差εをε＝ｆ_１（ｔ）−ｆ_２（ｔ）、前述の閾値をδとすると、第一ゲインＧ_１をＧ_１＝−（−ε／２δ＋０．５）^２＋１とし、第二ゲインＧ_２をＧ_２＝−（ε／２δ＋０．５）^２＋１とすればよい。或る時間Ｔにおけるオリジナル信号Ｏの値ｆ_１（Ｔ）＝ａ、時間Ｔにおける振動レベルｒの値ｆ_２（Ｔ）＝ｂである場合、平滑化信号Ｐを求めるには、以下の式（４）を演算すればよい。

つまり、平滑化処理部２７２における信号生成部３１１は、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒとの偏差εに基づいて、第一ゲインＧ_１と第二ゲインＧ_２とを得て、これら第一ゲインＧ_１と第二ゲインＧ_２を利用して平滑化信号Ｐを生成するようになっている。

このようにして平滑化信号Ｐを求めれば、図３０に示すように、平滑化信号Ｐは、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒの偏差εの絶対値が閾値δ以下の範囲で両者を滑らかに接続することができる。

平滑化信号Ｐは、常に生成してもよいし、偏差εの絶対値が閾値δ以下となる場合にのみ生成するようにすることもできる。

なお、平滑化信号Ｐの有効無効或いは平滑化信号Ｐの生成の可否を判断する場合にあっては、偏差εの演算に際して大きな値の信号から小さな値の信号を差し引くようにすれば、偏差εの絶対値が閾値δ以下であるかを判断するのではなく、偏差εそのものが閾値δ以下である否かを判断すればよい。この判断において、偏差εを、たとえば、常に、信号Ｏ，ｒのうち一方から信号Ｏ，ｒのうち他方を差し引く、つまり、引き算の順番が決められている場合には、閾値δは、±Ｎ（Ｎは、数値）というように、数値部分は同じであるが符号の異なる二つの数字で規定して、前述と同様の規定範囲で平滑化信号Ｐを有効とすればよい。また、偏差εが規定範囲内に入るときの条件を決定する閾値と、偏差εが規定範囲外に出るときの条件を決定する閾値を異なる数値に設定することも可能である。

このように、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒのうち大きな値を採る信号を選択し、第一ゲインをＧ_１＝−（−ε／２δ＋０．５）^２＋１を演算して求め、第二ゲインをＧ_２＝−（ε／２δ＋０．５）^２＋１を演算して求めるようにすれば、信号レベル検知装置１４で大きな値をもつ信号を選択するハイセレクト処理を行う際に、偏差εを求めるだけで第一ゲインＧ_１と第二ゲインをＧ_２とを求めることができ、複雑な演算を行うことなく、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒを合成して平滑化信号Ｐを得ることができる。

なお、前記したところでは、第一ゲインＧ_１と第二ゲインＧ_２を二次関数を用いて導出しているが、三角関数を用いて導出してもよい。この場合、オリジナル信号Ｏをｆ_１（ｔ）として振動レベルｒをｆ_２（ｔ）とすると、偏差εをε＝ｆ_１（ｔ）−ｆ_２（ｔ）で求め、第一ゲインＧ_１はＧ_１＝［ｃｏｓ｛（δ＋ε）π／２δ｝＋１］^２／４、第二ゲインＧ_２はＧ_２＝［ｃｏｓ｛（δ−ε）π／２δ｝＋１］^２／４とし、第一加算信号Ｈ_１をＨ_１＝１−ａ２×Ｇ_１で求め、第二加算信号Ｈ_２をＨ_２＝１−ｂ２×Ｇ_２で求め、平滑化信号ＰをＰ＝δ×（Ｈ_１＋Ｈ_２）＋γを演算する。このようにしても、オリジナル信号Ｏから振動レベルｒへ、或いは、振動レベルｒからオリジナル信号Ｏへ切換る際に切換前の信号と切換後の信号の双方を滑らかな曲線で繋ぐ平滑化信号Ｐを生成することができ、信号Ｏ，ｒの切換わり時の信号の変化率の急変を緩和することができる。前記したところでは、第一ゲインＧ_１および第二ゲインＧ_２にｃｏｓ関数を用いているが、ｓｉｎ関数を用いて定義してもよい。

前記説明では、平滑化信号Ｐを生成する区間において、オリジナル信号Ｏが振動レベルｒに交わった後にオリジナル信号Ｏが振動レベルｒよりも低くなり、オリジナル信号Ｏに対しては第一ゲインＧ_１を乗じて、振動レベルｒに対しては第二ゲインＧ_２を乗じて平滑化信号Ｐを得るとしているが、第一ゲインＧ_１と第二ゲインＧ_２の各式の違いは、偏差εの前の符号が異なるだけである。すると、演算上、二つのオリジナル信号Ｏと振動レベルｒのうち大きな値をもつ信号に第一ゲインＧ_１を乗じて第一加算信号Ｈ_１を求め、二つの信号Ｏ，ｒのうち小さな値を持つ信号に第二ゲインＧ_２を乗じて第二加算信号Ｈ_２を求めても、平滑化信号Ｐの演算結果は同じ値となる。したがって、平滑化信号Ｐの演算に当たり、常に大きな信号に第一ゲインＧ_１を乗じ、小さな信号に第二ゲインＧ_２を乗じるようにしてもよい。

ここで、前述したように、出力信号調整部２７３では、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒの偏差εが閾値δ以下となると、平滑化信号Ｐを振動レベルｒｌとして出力することで、選択される信号が切換る際の振動レベルｒｌの変化率の急変を緩和することができる。平滑化信号Ｐは、前記したように、Ｐ＝δ×（ａ２×Ｇ_１＋ｂ２×Ｇ_２）＋γを演算することで求めることができる。したがって、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒとが同じ値であって偏差εが０である場合には、平滑化信号Ｐの値は、Ｐ＝ａ＋０．２５δ＝ｂ＋０．２５δ（ａはオリジナル信号Ｏの値、ｂは振動レベルｒの値）となる。偏差εの絶対値が０近傍の値で閾値δ以下であると出力信号調整部２７３は、平滑化信号Ｐを振動レベルｒｌとして出力するが、偏差εの絶対値が０である場合、振動レベルｒｌは、オリジナル信号Ｏ或いは振動レベルｒに閾値δの０．２５倍の値を加算した値となる。つまり、信号Ｏ，ｒのいずれをハイセレクトしても平滑化信号Ｐの値は、信号Ｏ，ｒと乖離した値となる。すると、オリジナル信号Ｏの値と振動レベルｒの値の両方が０となる場合であっても、最大値抽出部２７が出力する振動レベルｒｌの値は０．２５δとなって、０になることがない。そのため、平滑化処理部２７２では、閾値δの値を変更する規定範囲変更部３１２を設けている。

規定範囲変更部３１２では、閾値δの基準値δｉｎｉとオリジナル信号Ｏと振動レベルｒの両者の値の平均値とを比較して、前記平均値が基準値δｉｎｉより小さい場合、閾値δの値を前記平均値に変更し、信号生成部３１１と平滑化判定信号生成部３１４へ変更後の閾値δを入力するようになっている。より具体的には、規定範囲変更部３１２は、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒの平均値が演算されると基準値δｉｎｉと比較し、比較の結果、前記平均値のほうが基準値δｉｎｉよりも小さいと閾値δの値を前記平均値に更新し、信号生成部３１１による平滑化信号Ｐの演算と平滑化判定信号生成部３１４における偏差εの絶対値と閾値δとの比較に際して更新された閾値δが用いられる。また、閾値δには、０より大きく基準値δｉｎｉよりも小さな値の最小値δｍｉｎが設定されており、前記した平均値が最小値δｍｉｎより小さい場合には、閾値δの値は最小値δｍｉｎにクランプされるようになっている。

以上のような規定範囲変更部３１２を設けることで、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒとが０或いは０に近い値をとる際に、信号レベル検知装置１４が最終的に出力する振動レベルｒｌがオリジナル信号Ｏおよび振動レベルｒに比較して大きな値を持つ信号として出力されてしまうことがなくなる。

たとえば、図外の制御装置が車両のばね上部材Ｂの振動レベルｒを取り込んで、車両のばね上部材Ｂとばね下部材Ｗとの間に介装したダンパＤの減衰力を調整する場合を考える。車両が停車してばね上部材Ｂも静止していて、オリジナル信号Ｏも信号レベル演算部２２で求めた振動レベルｒも０となっているのに、信号レベル検知装置１４から出力される振動レベルｒｌが０から乖離する一定値を持つ値として出力されてしまうと、前記制御装置は、停車中にもかかわらずダンパの減衰力調整部へ制御指令を出力し続けなければならなくなる。これに対して、規定範囲変更部３１２を備えた信号レベル検知装置１４の場合、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒとが０近傍の値をとるようになると、閾値δの値が０に近づいて小さくなるため、平滑化信号Ｐの値も小さくなるので、平滑化信号Ｐが選択されて振動レベルｒｌとして出力されても、出力される振動レベルｒｌの値も０近傍の小さな値となる。よって、信号レベル検知装置１４をサスペンションシステムの信号レベル検知装置として使用すれば、車両が停車中であるようなばね上部材Ｂ或いはばね下部材Ｗ、さらには、ダンパＤの振動レベルを検知する場合、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒとがともに０となるような状況では、ダンパＤの減衰力調整部への制御指令が大きくなってしまう問題も解消される。

なお、閾値δに最小値δｍｉｎを設定しているのは、平滑化信号Ｐの演算に、閾値δを分母とする割り算が含まれているからである。最小値δｍｉｎは、たとえば、０．００１等といった０に近い値に設定されれば、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒとがともに０となる場合に、出力される振動レベルｒｌの値を０近傍の非常に小さな値にすることができる。前記した平均値と基準値δｉｎｉとを比較することで、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒの両方ともに閾値δ未満の小さな値となる状況であることを確実に判断することができる利点がある。

なお、偏差εの絶対値が閾値δ以下となっても、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒの平均値が最小値δｍｉｎ以下となる場合、出力信号調整部２７３において平滑化信号Ｐではなくオリジナル信号Ｏ或いは振動レベルｒのうち大きな値を振動レベルｒｌとして採用して出力させることで、オリジナル信号Ｏおよび振動レベルｒが共に０となるときは最終的な振動レベルｒｌの値を０とするようにしてもよい。

また、本実施の形態の平滑化処理部２７２では、規定範囲変更部３１２を設けて閾値δを変更するが、閾値δを急変緩和処理部３１３で処理してから、信号生成部３１１と平滑化判定信号生成部３１４へ入力するようになっている。この実施の形態の場合、急変緩和処理部３１３は、ローパスフィルタで構成されており、ローパスフィルタで閾値δを濾波処理することで、閾値δの急峻な変化を遅らすことができ、閾値δの急変が緩和される。つまり、規定範囲の急変が急変緩和処理部３１３の処理によって緩和される。このようにすることで、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒとがともに高周波で振動的に変化している最中に、偶々両信号Ｏ，ｒが０或いは０近傍の値になるような場合には、閾値δが両信号Ｏ，ｒの平均値に変更されるものの、急変緩和処理部３１３の処理によって閾値δが小さくなりすぎることがない。そのため、オリジナル信号Ｏおよび振動レベルｒが０付近で交差しても、平滑化信号Ｐによって出力信号Ｏが十分平滑化されるため、このような場合においても、出力信号Ｏの急変が緩和される。規定範囲の急変が緩和されるために、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒとがともに高周波で振動的に変化している最中に、規定範囲が小さくなりすぎることがなくなり、オリジナル信号Ｏおよび振動レベルｒが０付近で交差しても、平滑化信号Ｐが振動レベルｒｌとして採用されることになり、振動レベルｒｌの急変が緩和される。対して、オリジナル信号Ｏおよび振動レベルｒとがともに徐々に０或いは０近傍の値に変化するような場合には、閾値δの変化周波数も低いことから、急変緩和処理部３１３で処理しても閾値δは徐々に低下することになり、閾値δの低下により平滑化信号Ｐの値も小さくなるため、信号レベル検知装置１４が最終的に出力する振動レベルｒｌは、オリジナル信号Ｏおよび振動レベルｒのうち選択される信号の変化に合わせて、０或いは０近傍の値に徐々に近づくことになる。つまり、オリジナル信号Ｏおよび振動レベルｒとがともに徐々に０或いは０近傍の値に変化するような場合には、規定範囲の変化周波数も低いことから、急変緩和処理部３１３で処理しても規定範囲は徐々に小さくなることになり、規定範囲が小さくなると偏差εが小さくなるために平滑化信号Ｐの値も小さくなって、振動レベルｒｌは、オリジナル信号Ｏおよび振動レベルｒのうち選択される信号の変化に合わせて、０或いは０近傍の値に徐々に近づくことになる。よって、信号レベル検知装置１４を前述したダンパＤを制御する制御装置に適用する場合であって、車両が走行中であって平滑化を行いたい場面では、オリジナル信号Ｏおよび振動レベルｒが振動的でたまたま両者が０或いは０近傍の値をとるような状況であっても最終的に出力される振動レベルｒｌの平滑化が行われることになり、車両を停車させたとき等、平滑化を行いたくない場面では、平滑化が行われずに済む。したがって、信号レベル検知装置１４は、ダンパＤの制御装置に最適となる。

平滑化判定信号生成部３１４は、オリジナル信号Ｏおよび振動レベルｒの偏差εを求め、急変緩和処理部３１３で処理された閾値δとを比較して、平滑化判定信号Ｚを生成する。具体的には、平滑化判定信号生成部３１４は、偏差εの絶対値が閾値δ以下である場合には、出力信号調整部２７３で平滑化信号Ｐを採用すると判断される値の平滑化判定信号Ｚを出力する。対して、平滑化判定信号生成部３１４は、偏差εの絶対値が閾値δを超えている場合には、出力信号調整部２７３で最大値信号Ｍａ或いは最小値信号Ｍｉを採用すると判断される値の平滑化判定信号Ｚを出力する。前述したが、この平滑化判定信号生成部３１４は、出力信号調整部２７３に統合することも可能であるし、通常処理部２７１に統合するようにしてもよい。

なお、この平滑化処理部２７２では、常に、平滑化信号Ｐを生成し、平滑化判定信号生成部３１４で平滑化判定信号Ｚを生成して、最終的に、平滑化信号Ｐの有効無効を出力信号調整部２７３で判断するようにしているが、前述したように、偏差εの絶対値が閾値δ以下の規定範囲内でのみ、平滑化信号Ｐを生成するようにすることもできる。

以上では、平滑化処理部２７２は、平滑化信号Ｐを偏差εに基づいて、オリジナル信号Ｏおよび振動レベルｒを合成することで平滑化信号Ｐを生成するようにしているが、平滑化処理部２７２の他のバリエーションとして、オリジナル信号Ｏおよび振動レベルｒのうち最大値として選択される信号に加算値を加算することで平滑化信号Ｐを求めることもできる。

この平滑化処理部２７２では、図３１に示した第二の構成例のように、最大値算出部３２１と、加算値算出部３２２と、加算部３２３と、平滑化判定信号生成部３２４とを備えて構成されている。最大値算出部３２１は、ハイセレクト処理を行うべく、二つの信号Ｏ，ｒの入力を受けると、両信号Ｏ，ｒを比較して、一番大きな値を持つ信号を選択してこれを出力する。

加算値算出部３２２は、入力されるオリジナル信号Ｏと振動レベルｒの偏差εを求め、偏差εに基づいて信号Ｏ，ｒのうち選択される信号に加算する加算値ａｖを求める。加算部３２３は、最大値算出部３２１によって選択される信号に加算値ａｖを加算して平滑化信号Ｐを求める。

加算値算出部３２２は、求めた偏差εに基づいて選択される信号に加算する加算値ａｖを求める加算値演算部３２２１と、加算値ａｖに加算値ゲインを乗じる加算値変更部としての加算値ゲイン乗算部３２２２とを備えて構成されている。

加算値演算部３２２１は、偏差εから加算値ａｖを求める。具体的には、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒとを平滑化信号Ｐで滑らかにつなぐには、平滑化信号Ｐが、偏差εがの絶対値が閾値δに等しい時にオリジナル信号Ｏ或いは振動レベルｒに接し、偏差εが０の時に平滑化信号Ｐとオリジナル信号Ｏおよび振動レベルｒとの差が最大となるような曲線を選べばよい。つまり、加算値ａｖを、偏差εが０となった時点で一番大きくなり、偏差εの絶対値が閾値δに等しい時に０となるとともに加算値ａｖの微分値が０となることを条件とする曲線を描く関数で表現すればよい。

すると、加算値ａｖは、ａｖ＝（δ−｜ε｜）^２／４δ（ただし、０≦｜ε｜≦δ）で表すことができる。加算値ａｖは、このように簡単な演算によって求めることができるが、図３２に示すように、偏差εと加算値ａｖの関係をマップ化しておきマップ演算によって求めることもできる。特に、平滑化信号Ｐを簡単な関数で表現することが難しい場合、偏差εと加算値ａｖの関係をマップ化してマップ演算によって加算値ａｖを求めるとよい。なお、偏差εの絶対値が閾値δを超える場合、加算値ａｖは０となるが、前記式を演算して加算値ａｖを求めると、加算値ａｖが０とはならない。よって、偏差εの絶対値が閾値δを超える場合には、前記式の演算結果に関わらず加算値ａｖを０とする。加算値ａｖを０とするには、偏差εの絶対値と閾値δとを比較して偏差εの絶対値が閾値δを超える場合に、前記式の演算を実行せずに加算値ａｖを０とするようにしてもよいし、前記式の演算の結果に０の加算値ゲインを乗じて加算値ａｖを０とするようにしてもよい。

なお、加算値ａｖの微分値ａｖ’＝（｜ε｜−δ）／２δ（ただし、０≦｜ε｜≦δ）が｜ε｜＝δの時、０となり、図３２中の点（０，δ／４）と点（δ，０）を滑らかに結ぶことを条件として、加算値ａｖを求める関数或いはマップを作って加算値ａｖを求めるようにすれば、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒとを滑らかにつなぐ平滑化信号Ｐを得ることができるので、前記加算値ａｖを求める関数は前述の関数に限定されない。

つづいて、加算値変更部としての加算値ゲイン乗算部３２２２は、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒの信号値に応じて変化する加算値ゲインＫａｖを乗じて、その結果を出力する。加算値ゲイン乗算部３２２２は、たとえば、縦軸に加算値ゲインを、横軸に信号Ｏ，ｒの値をとった図３３に示すマップを用いて、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒのうち選択される信号の値に基づいて加算値ゲインＫａｖを求める。前記マップに示すように、加算値ゲインＫａｖは、信号Ｏ，ｒのうち選択される信号の値が信号下限閾値Ｓｍｉｎ未満である場合と信号上限閾値Ｓｍａｘを超える場合に１未満の値をとり、それ以外では１となるようになっている。具体的には、加算値ゲインＫａｖは、信号Ｏ，ｒのうち選択される信号の値が０から信号下限閾値Ｓｍｉｎまで変化するに伴って０から比例的に１まで増加し、信号Ｏ，ｒのうち選択される信号の値が信号上限閾値Ｓｍａｘを超えて限界値Ｓｅまで増加するに伴って１から０へ比例的に減少する。信号下限閾値Ｓｍｉｎは、信号の値が０近傍の小さな正の値に設定され、信号上限閾値Ｓｍａｘは、信号レベル検知装置１４が出力することが可能な出力上限近傍の値に設定される。限界値Ｓｅは、任意に設定することができ、この限界値Ｓｅを超えると加算値ａｖに乗じる加算値ゲインが０になる。

加算部３２３は、加算値ａｖに加算値ゲインＫａｖを乗じることで加算値ゲイン乗算部３２２２が求めた値に、信号Ｏ，ｒのうち値が大きな信号の値を加算して平滑化信号Ｐを出力する。また、偏差εの絶対値が閾値δを超えている場合、加算値ａｖが０とされるので、加算値ゲインＫａｖがいかなる値であっても加算値ゲインＫａｖを乗算した後の加算値ａｖは０となって、加算部３２３の演算の結果はオリジナル信号Ｏ或いは振動レベルｒのうち大きな値を持つ信号そのものとなる。

よって、偏差εの絶対値が閾値δを超えている場合、信号レベル検知装置１４は、常に、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒのうち大きな値を持つ信号そのものを平滑化信号Ｐとして生成する。これに対して、偏差εの絶対値が閾値δ以下である場合、加算値ａｖが０ではない値を持ち、さらに、オリジナル信号Ｏが０である場合や限界値Ｓｅを超えない場合には加算値ゲインＫａｖが０ではなく、加算値ゲインＫａｖを乗算した後の加算値ａｖが０でない値となるので、この値がオリジナル信号Ｏと振動レベルｒのうち大きな値を持つ信号に加算されて平滑化信号Ｐが生成される。

平滑化判定信号生成部３２４は、前述した平滑化判定信号生成部３１４と同様に、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒの偏差εを求め、閾値δとを比較して、平滑化判定信号Ｚを生成する。具体的には、平滑化判定信号生成部３２４は、偏差εの絶対値が閾値δ以下である場合には、出力信号調整部２７３で平滑化信号Ｐを採用すると判断される値の平滑化判定信号Ｚを出力する。対して、平滑化判定信号生成部３２４は、偏差εの絶対値が閾値δを超えている場合には、出力信号調整部２７３で最大値信号Ｍａを採用できるか否か判断可能な値を持つ平滑化判定信号Ｚを出力する。この平滑化判定信号生成部３２４は、出力信号調整部２７３に統合することも可能であるし、通常処理部２７１に統合するようにしてもよい。

このように、平滑化処理部２７２で常に平滑化信号Ｐを生成するようにし、偏差εの絶対値が閾値δ以下の場合に、平滑化信号Ｐを出力信号調整部２７３で振動レベルｒｌとして採用すれば、信号Ｏ，ｒの切換わりの際に信号の変化率の急変を緩和することができる。この平滑化処理部２７２にあっては、加算値ａｖをハイセレクトによって選択された信号に加算して平滑化信号Ｐを求め、偏差εが規定範囲内にない場合には加算値ａｖを０とするため、常に信号Ｏ，ｒのうち選択される信号に加算値ａｖを加算して求めた平滑化信号Ｐを振動レベルｒｌとして出力するようにすれば、信号Ｏ，ｒの切換わりの際に信号の変化率の急変を緩和することができる。よって、加算値ａｖを求めて平滑化信号Ｐを出力する場合、平滑化判定信号生成部３２４、通常処理部２７１および出力信号調整部２７３を廃止して、平滑化信号Ｐをそのまま振動レベルｒｌとする態様も可能である。また、平滑化処理部２７２が最大値算出部３２１および平滑化判定信号生成部３２４を廃止して加算値ａｖのみを求めて、この加算値ａｖを平滑化信号Ｐとして出力するようにし、通常処理部２７１の出力する信号と加算値ａｖを出力信号調整部２７３で加算して振動レベルｒｌとして出力させてもよい。

また、平滑化処理部２７２は、加算値変更部としての加算値ゲイン乗算部３２２２を備えており、信号Ｏ，ｒのうち選択されている信号が信号下限閾値Ｓｍｉｎ未満である場合と信号上限閾値Ｓｍａｘを超える場合には、加算値ａｖに１未満の値の加算値ゲインＫａｖを乗じて加算値ａｖを小さくするようになっている。

加算値ゲイン乗算部３２２２は、信号Ｏ，ｒのうち選択されている信号が信号下限閾値Ｓｍｉｎ未満であるときには、加算値ａｖの値を加算値演算部３２２１が演算する加算値ａｖより小さくするような加算値ゲインを加算値ａｖに乗じるので、信号Ｏ，ｒのうち選択されている信号が０近傍の値をとる際に加算値ａｖが重畳されても、信号Ｏ，ｒのうち選択されている信号から乖離の少ない平滑化信号Ｐを出力することができる。よって、平滑化処理部２７２の構成を図３１に示す第二構成例としても、信号レベル検知装置１４をダンパＤの減衰力を制御する制御装置に使用すれば、車両が停車中であるような場合に、ダンパＤの減衰力調整部への制御指令が大きくなってしまう問題も解消される。

また、加算値ゲイン乗算部３２２２は、信号Ｏ，ｒのうち選択されている信号が信号上限閾値Ｓｍａｘを超えるときには、加算値ａｖの値を加算値演算部３２２１が演算する加算値ａｖより小さくするような加算値ゲインを加算値ａｖに乗じる。よって、平滑化処理部２７２は、信号Ｏ，ｒのうち選択されている信号が信号レベル検知装置１４の出力可能な信号の上限値に近い値となると加算値ゲイン乗算部３２２２によって加算値ａｖを小さくするので、信号レベル検知装置１４が平滑化信号Ｐを出力する場合でも平滑化信号Ｐを信号レベル検知装置１４の出力上限値にクランプするリミッタ機能が発揮される。なお、加算値ゲイン乗算部３２２２の設置は任意であり、廃止することも可能である。

なお、平滑化処理部２７２にあっては、図３４に示した第三の構成例のように、加算値ゲイン乗算部３２２２で求めた加算値ゲインＫａｖの急変を緩和するゲイン急変緩和部３２２３を設けてもよい。ゲイン急変緩和部３２２３は、この例では、ローパスフィルタとされており、加算値ゲインＫａｖをローパスフィルタ処理することで、加算値ゲインＫａｖの急変を緩和することができる。このようにすることで、信号Ｏ，ｒのうち選択される信号が高周波で振動的に変化している最中に、偶々、選択される信号が０或いは０近傍の値になるような場合には、加算値ゲインＫａｖの値が変更されるものの、ローパスフィルタの処理によって値が急変しないため、平滑化処理が実行されてオリジナル信号Ｏと振動レベルｒの切換わり時に振動レベルｒｌの急変が緩和される。対して、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒとがともに徐々に０或いは０近傍の値に変化するような場合には加算値ゲインＫａｖの変化率も低いことから、ゲイン急変緩和部３２２３で処理しても加算値ゲインＫａｖは、徐々に低下することになり、加算値ゲインＫａｖの低下により平滑化信号Ｐの値も小さくなるため、平滑化信号Ｐもハイセレクトによって選択される信号の変化に合わせて、０或いは０近傍の値に徐々に近づくことになる。よって、信号レベル検知装置１４を前述したサスペンションシステムに適用する場合であって、車両が走行中であって平滑化処理を行いたい場面では、オリジナル信号Ｏと振動レベルｒとが高周波で振動して、偶々両者が０或いは０近傍の値をとるような状況であっても平滑化処理が行われることになり、車両を停車させたとき等、平滑化処理を行いたくない場面では、平滑化処理が行われずに済む。したがって、信号レベル検知装置１４は、車両のサスペンションシステムにおける信号処理装置に最適となる。

第五の実施の形態の信号レベル検知装置１４では、最大値抽出部２７がオリジナル信号Ｏと振動レベルｒのうち最大値を抽出する際に、抽出される信号がオリジナル信号Ｏから振動レベルｒへ切換わり時、或いは、抽出される信号が振動レベルｒからオリジナル信号Ｏへ切換わり時に、両者を滑らかに接続するような平滑化信号Ｐを出力して振動レベルｒｌとする。周波数変更部４は、前述のようにして求められた振動レベルｒｌに基づいてカットオフ周波数ωｃを変更する。振動レベルｒｌは、他の実施の形態と同様に、可変ローパスフィルタ３によって処理される。

そのため、第五の実施の形態の信号レベル検知装置１２では、実際の信号レベルに対して求めた信号レベルの立ち上がりの時間的遅れを緩和できるとともに高精度に信号レベルを検知でき、信号レベルが非常に小さい場合でも出力する信号レベルの信頼性が向上し、良好な制御結果を得ることができることに加え、以下の効果を享受できる。

第五の実施の形態の信号レベル検知装置１４は、図３５に示すように、ばね上速度が急峻に立ち上がる破線で囲った部分では、線Ａ１３で示すばね上速度の変化に対して、僅かに時間遅れを生じるものの追従性よく立ち上がる線Ａ２３で示す振動レベルｒｌを出力することができるとともに、最大値抽出部２７が第一比例ゲインを乗じたオリジナル信号Ｏから信号レベル演算部２２で求めた振動レベルｒへ切換えて出力する際に、信号のつなぎ目において振動レベルｒｌの変化率の急変を緩和することができる。また、振動レベルｒからオリジナル信号Ｏへ選択される信号が切換わる際にも振動レベルｒｌの変化率が緩和されるので、振動レベルｒｌのリップルも低減される。

なお、第二の実施の形態の信号レベル検知装置１１、第三の実施の形態の信号レベル検知装置１２および第四の実施の形態の信号レベル検知装置１３において、最大値抽出部２３に代えて、第五の実施の形態における信号レベル検知装置１４の最大値抽出部２７を適用することもできる。このようにすることで、最大値抽出部２７がオリジナル信号Ｏから信号レベル演算部２２で求めた振動レベルｒへ切換えて出力する際に、信号のつなぎ目において振動レベルｒｌの変化率の急変を緩和することができる。また、振動レベルｒからオリジナル信号Ｏへ選択される信号が切換わる際にも振動レベルｒｌの変化率が緩和されるので、振動レベルｒｌのリップルも低減される。

第五の実施の形態の信号レベル検知装置１４では、オリジナル信号Ｏに第一ゲイン乗算部２６を設けて１未満のゲインを乗じるようになっているが、第一ゲイン乗算部２６を廃止することも可能である。第一ゲイン乗算部２６を廃止することで、実際の振動レベルが大きくなる初期において、振動レベルｒｌが追従しやすくなり、信号レベル検知装置１４が高応答が求められる制御装置への利用により好適となる。

＜第六の実施の形態＞
最後に、図３６に示した第六の実施の形態の信号レベル検知装置１５について説明する。この第六の実施の形態の信号レベル検知装置１５は、第四の実施の形態の信号レベル検知装置１３の構成に加えて、ローパスフィルタ２５の後段に最大値抽出部２７に入力される振動レベルｒに第二比例ゲインを乗じる第二ゲイン乗算部２８と、最大値抽出部２７の後段にこの最大値抽出部２７が出力する振動レベルｒｌに第三比例ゲインを乗じる第三ゲイン乗算部２９とを備えている。つまり、第六の実施の形態の信号レベル検知装置１５は、オリジナル信号Ｏには第一比例ゲインを乗じ、信号レベル演算部２２が求めた振動レベルｒに第二比例ゲインを乗じ、最大値抽出部２７が出力する振動レベルｒｌに第三比例ゲインを乗じるようになっている。

第一比例ゲイン、第二比例ゲインおよび第三比例ゲインについての設定は任意に行うことができる。第一比例ゲインは、オリジナル信号Ｏに対して乗じるゲインである。オリジナル信号Ｏは、実際の振動レベルが急峻に立ち上がる際に時間的に遅れることなく追従するため、この第一比例ゲインを１に設定しておくと、オリジナル信号Ｏが最大値抽出部２７で選択されて振動レベルｒｌとして出力されると実際の振動レベルに遅れることのない振動レベルｒｌを出力することができる。第一比例ゲインを第四の実施の形態の信号レベル検知装置１３における第一ゲイン乗算部２６のように１未満の値に設定する場合には、オリジナル信号Ｏが最大値抽出部２７で選択されて振動レベルｒｌとして出力されると実際の振動レベルより時間的に遅れが生じるが、最大値抽出部２７で選択される信号がオリジナル信号Ｏから振動レベルｒへ切換わる際に、その切換わりにおいて信号レベルｒｌの値の急変が緩和される。

第二比例ゲインは、振動レベルｒに乗じるゲインである。振動レベルｒは、ローパスフィルタ２５によって処理されて高周波リップルは取り除かれるものの、実際の振動レベルに対して時間的に遅れが生じることになる。そこで、第二比例ゲインを１を超える値に設定すると、最大値抽出部２７で振動レベルｒが選択されて振動レベルｒｌとして出力される場合、振動レベルｒｌの実際の振動レベルに対する時間遅れが緩和される効果を発揮する。

第三比例ゲインは、最大値抽出部２７が出力する振動レベルｒｌに乗じるゲインである。第一比例ゲインの第二比例ゲイン一方または両方が１を超える値に設定される場合、最大値抽出部２７が出力する振動レベルｒｌの実際の振動レベルの急峻な変動への追従性は向上するものの、増幅率が１を超えるために、振動レベルｒｌの値が実際の振動レベルをオーバーシュートしてしまう。そこで、第一比例ゲインの第二比例ゲイン一方または両方が１を超える値に設定される場合に、第三比例ゲインを１未満の値に設定することでこのオーバーシュートを回避することができる。

たとえば、第一比例ゲインを１とし、第二比例ゲインを１．１とし、第三比例ゲインを０．９１に設定すると、実際の振動レベルが図３７の線Ａ１４に示すように変化するのに対して、信号レベル検知装置１５が出力する振動レベルｒｌは線Ａ２４のように推移する。実際の振動レベルが急峻に立ち上がる際には、オリジナル信号Ｏが最大値抽出部２７によって選択されて出力され、第三ゲイン乗算部２９によってオリジナル信号Ｏの０．９１倍の値の振動レベルｒｌが出力される。その後の時間経過により、第二ゲイン乗算部によって１．１倍された振動レベルｒがオリジナル信号Ｏの値を追い抜くため、最大値抽出部２７は、振動レベルｒの１．１倍された値の振動レベルｒｌを出力することになるが、振動レベルｒｌは、第三ゲイン乗算部２９によって０，９１倍されるので、結果、振動レベルｒとほぼ等しい振動レベルｒｌが出力されることになる。

このように、第二比例ゲインを１を超える値とし、第二比例ゲインと第三比例ゲインを互いに乗じるとほぼ１になるような値に設定すると、オリジナル信号Ｏから振動レベルｒへの信号切換えが時間的に早まるので、高精度よく振動レベルを検出することができるとともに、検出した振動レベルｒｌが実際の振動レベルをオーバーシュートしてしまうことを抑制することができる。

信号レベルをばね上部材Ｂの振動レベルｒとして、ばね上速度から振動レベルｒを求める場合、信号レベル検知装置１５における具体的処理は、たとえば、図３８に示すようになる。まず、信号レベル検知装置１５は、ばね上部材Ｂのばね上速度をセンサ部５で検出する（ステップＦ６１）。信号レベル検知装置１５は、ばね上速度をオリジナル信号Ｏとして、振動レベルｒと検知する（ステップＦ６２）。つづいて、信号レベル検知装置１５は、求めた振動レベルｒをローパスフィルタ２５によって濾波する処理を行う（ステップＦ６３）。さらに、信号レベル検知装置１５は、振動レベルｒに第二比例ゲインを乗じる（ステップＦ６４）。つづいて、信号レベル検知装置１５は、オリジナル信号Ｏを絶対値処理する（ステップＦ６５）。信号レベル検知装置１５は、絶対値処理したオリジナル信号Ｏに第一比例ゲインを乗じる（ステップＦ６６）。信号レベル検知装置１５は、第一比例ゲインを乗じた後のオリジナル信号Ｏと第二比例ゲインを乗じた後の振動レベルｒとを比較し大きな値を持つ信号を振動レベルｒｌとして出力する（ステップＦ６７）。さらに、信号レベル検知装置１５は、ステップＦ６７で求めた振動レベルｒｌに第三比例ゲインを乗じる（ステップＦ６８）。つづいて、信号レベル検知装置１５は、第三比例ゲインを乗じた振動レベルｒｌから可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数ωｃを求める（ステップＦ６９）。そして、可変ローパスフィルタ３のカットオフ周波数を、ステップＦ６９で求められたカットオフ周波数ωｃに変更する（ステップＦ７０）。つづいて、信号レベル検知装置１５は、可変ローパスフィルタ３で振動レベルｒｌを処理する（ステップＦ７１）。最後に、信号レベル検知装置１５は、可変ローパスフィルタ３で濾波処理した振動レベルｒｌを出力する（ステップＦ７２）。以上、一連の処理手順を連続して実行することで、信号レベル検知装置１５は、繰り返し、振動レベルｒｌを求めて出力し続ける。

このように、第六の実施の形態の信号レベル検知装置１５では、実際の信号レベルに対して求めた信号レベルの立ち上がりの時間的遅れを緩和できるとともに高精度に信号レベルを検知でき、信号レベルが非常に小さい場合でも出力する信号レベルの信頼性が向上し、良好な制御結果を得ることができることに加え、以下の効果を享受できる。

オリジナル信号Ｏに第一比例ゲインを乗じ、振動レベルｒに第二比例ゲインを乗じて、最大値抽出部２７で振動レベルｒｌを抽出し、さらに、最大値抽出部２７で抽出した振動レベルｒｌに第三比例ゲインを乗じるようになっている。したがって、信号レベル検知装置１５は、実際の信号レベルが急峻に立ち上がる際には、追従性のよい信号レベルを求めることができ、オリジナル信号Ｏから信号レベル演算部２２で求めた高精度の信号レベルへの切換えタイミングを調節することができ、信号レベルが実際の信号レベルに対してオーバーシュートすることも回避できる。

また、第二比例ゲインを１を超える値とし、第二比例ゲインと第三比例ゲインを互いに乗じるとほぼ１になるような値に設定すると、オリジナル信号Ｏから信号レベルへの信号切換えが時間的に早まるので、高精度よく信号レベルを検出することができるとともに、検出した信号レベルが実際の信号レベルをオーバーシュートしてしまうことを確実に抑制することができる。

なお、前述した信号レベル検知装置１，１１，１２，１３，１４，１５は、この実施の形態の場合、ハードウェア資源としては、図示はしないが具体的にはたとえば、センサ部５が出力する信号を取り込むためのＡ／Ｄ変換器と、信号レベルの検知に必要な処理に使用されるプログラムが格納されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置と、上記プログラムに基づいた処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの演算装置と、上記ＣＰＵに記憶領域を提供するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置とを備えて構成されればよく、ＣＰＵが上記プログラムを実行することで、前述した各部の動作を実現すればよい。

また、上記したところでは、オリジナル信号Ｏとして車両におけるばね上部材Ｂのばね上速度を信号レベル検知装置１，１１，１２，１３，１４，１５に入力することで信号レベルを求めるようになっており、求めた信号レベルは、ばね上部材Ｂの速度を尺度とした振動レベルｒ，ｒｌとなるが、信号レベル検知装置１，１１，１２，１３，１４，１５は信号を処理することで振動レベルを求める装置であるから、振動レベルｒ，ｒｌ以外にも振動の大きさを検知する用途に利用可能である。したがって、信号レベル検知装置は、自動車以外の車両、たとえば、鉄道車両にも適し、さらには、建築物の振動レベルの検知に適用することも可能であるし、センサ等から出力される各種信号を処理して信号レベルを得ることも可能である。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

本発明の信号レベル検知装置は、たとえば、車両、建築物の信号レベルの検知に利用することができる。

１，１１，１２，１３，１４，１５・・・信号レベル検知装置、２・・・信号レベル検知部、２１・・・信号生成部、２２・・・信号レベル演算部、２３，２７・・・最大値抽出部、２５・・・ローパスフィルタ、２６・・・第一ゲイン乗算部、２８・・・第二ゲイン乗算部、２９・・・第三ゲイン乗算部、３・・・可変ローパスフィルタ、４・・・周波数変更部、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５・・・レベル算出信号、Ｏ・・・オリジナル信号、Ｐ・・・平滑化信号、ｒ・・・振動レベル（信号レベル）、ωｃ・・・カットオフ周波数

Claims (10)

1. 信号の大きさである信号レベルを求める信号レベル検知部と、
   カットオフ周波数を変更可能であって信号レベル検知部で検知した前記信号レベルを濾波する可変ローパスフィルタと、
   前記信号レベル或いは前記信号レベルを推定可能な情報に基づいて前記可変ローパスフィルタの前記カットオフ周波数を変更する周波数変更部とを備え、
   前記信号レベル検知部は、オリジナルの信号であるオリジナル信号の入力を受けて前記信号レベルを求める信号レベル演算部を有し、
   前記信号レベル演算部が出力する信号レベルを濾波するローパスフィルタを設け、
   前記ローパスフィルタのカットオフ周波数は、前記可変ローパスフィルタのカットオフ周波数の下限と上限との間の周波数とされる
   ことを特徴とする信号レベル検知装置。
2. 前記周波数変更部は、前記信号レベルが大きいほど、或いは、前記信号レベルを推定可能な情報が前記信号レベルが大きいことを示せば、前記カットオフ周波数を高くする
   ことを特徴とする請求項１に記載の信号レベル検知装置。
3. 前記信号レベル演算部は、前記オリジナル信号と、前記オリジナル信号の積分値或いは微分値のいずれか一方または両方とから前記信号レベルを求める
   ことを特徴とする請求項１に記載の信号レベル検知装置。
4. 前記信号レベル検知部は、前記オリジナル信号と、前記信号レベル演算部が求めた前記信号レベルのうち、大きな値を持つ信号を選択して前記信号レベルとして出力する最大値抽出部を備えた
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の信号レベル検知装置。
5. 前記最大値抽出部に入力される前記オリジナル信号に第一比例ゲインを乗じる第一ゲイン乗算部を設けた
   ことを特徴とする請求項４に記載の信号レベル検知装置。
6. 前記信号レベル演算部が出力する前記信号レベルに第二比例ゲインを乗じる第二ゲイン乗算部と、
   前記最大値抽出部が出力する前記信号レベルに第三比例ゲインを乗じる第三ゲイン乗算部を設けた
   ことを特徴とする請求項５に記載の信号レベル検知装置。
7. 前記第二比例ゲインを１を超える値とし、前記第二比例ゲインと前記第三比例ゲインは、互いに乗じられるとほぼ１になる値に設定される
   ことを特徴とする請求項６に記載の信号レベル検知装置。
8. 前記最大値抽出部は、抽出する信号が前記オリジナル信号から前記信号レベルへ切換わる際、および、抽出する信号が前記信号レベルから前記オリジナル信号へ切換わる際、両信号の切換わりの信号の変化率を緩和する平滑化信号を出力する
   ことを特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載の信号レベル検知装置。
9. 前記信号は、車両のばね下振動の大きさを示す信号であって、
   前記周波数変更部は、前記信号レベルを推定可能な情報である車両のばね下振動の振動情報、車速或いは車輪回転速度に基づいて前記ローパスフィルタの前記カットオフ周波数を変更する
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の信号レベル検知装置。
10. 前記信号は、車両のばね上振動の大きさを示す信号であって、
    前記周波数変更部は、前記信号レベルを推定可能な情報である車両のばね上振動の振動情報或いはサスペンションの振動情報に基づいて前記ローパスフィルタの前記カットオフ周波数を変更する
    ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の信号レベル検知装置。

Images