WO2015040945A1 - 信号レベル検知装置および信号レベル検知方法 - Google Patents

信号レベル検知装置および信号レベル検知方法 Download PDF

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    • B60G17/018—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector

Definitions

  • the present invention relates to a signal level detection device and a signal level detection method.
  • control is performed to suppress not only the vibration of the sprung member of the vehicle but also the vibration of the unsprung member.
  • the unsprung acceleration is detected, the unsprung speed is calculated from the unsprung acceleration, and the thrust for suppressing the vibration of the unsprung member is obtained by multiplying the unsprung speed by the skyhook gain.
  • the thrust for suppressing the vibration of the sprung member obtained in the same manner as the above skyhook control is added to the thrust to obtain the thrust to be output to the actuator, and the actuator is subjected to the sprung vibration and unsprung vibration.
  • the suppressing thrust is exhibited (see JP2011-84164A).
  • the control whether to suppress the vibration of the sprung member or to suppress the vibration of the unsprung member, the control depends on the speed of the sprung member or the speed of the unsprung member, that is, only the speed.
  • the control is focused and there is no consideration for the magnitude of vibration. For this reason, vibration suppression may not be performed effectively.
  • JP2011-22050A obtains an unsprung speed and a signal having a phase difference of 90 degrees from the unsprung speed filtered with respect to the unsprung speed.
  • a technique is disclosed in which the square root of the value obtained by squaring each of the values obtained as a square is obtained as a sequential envelope waveform, and the damping force of the damper is controlled based on the envelope waveform.
  • the envelope waveform obtained by processing the signal in this way corresponds to the signal level that is the magnitude of the signal.
  • the signal level obtained by processing the signal in this way corresponds to the magnitude of the vibration of the sprung member in the control of the damping force of the damper, and is useful as information effective for vibration suppression.
  • the signal level can be obtained by obtaining an envelope waveform.
  • the frequency of the signal changes when the vibration frequency changes. For this reason, it is difficult to obtain a signal level with high accuracy with respect to an input of a signal whose frequency changes, and it is difficult to use the control for a control with a wide control frequency band.
  • An object of the present invention is to detect a signal level suitable for control with a wide frequency band.
  • a signal level detection device that detects a signal level that is the magnitude of a signal, and that generates a plurality of level calculation signals having different phases using an input original signal
  • a signal level detection device comprising: a generation unit; and a signal level calculation unit that obtains the signal level based on the original signal and two or more level calculation signals, or three or more level calculation signals.
  • a signal level detection method for detecting a signal level which is a signal magnitude, wherein a signal generation step of generating a plurality of level calculation signals having different phases from an original signal, There is provided a signal level detection method including an original signal and the plurality of level calculation signals, or a level calculation step for obtaining the signal level based on the plurality of level calculation signals.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a signal level detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an object system.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a waveform of the level calculation signal.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the frequency phase characteristics of the level calculation signal.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a waveform of an absolute value of the level calculation signal.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a waveform of an absolute value of a level calculation signal with respect to input of original signals having different frequencies.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of a signal level detection device according to a modification.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of frequency phase characteristics of a level calculation signal for obtaining a good signal level with respect to an original signal of 0.1 Hz to 20 Hz.
  • the signal level detection device 1 is applied to a device that detects the signal level of a signal indicating the magnitude of vibration of the object M, as shown in FIG.
  • the signal level detection apparatus 1 includes a signal generation unit 3 that generates two or more level calculation signals having different phases using an original signal O output from a sensor unit 2 that obtains velocity as vibration information of the object M, and an original And a signal level calculation unit 4 for obtaining a signal level r based on the signal O and each level calculation signal.
  • the signal generator 3 generates five level calculation signals L1 to L5.
  • vibration information of the object M elastically supported from below by a spring S vertically attached to the base T is sensed by the sensor unit 2, and a signal level detection device 1 is detected from a signal output from the sensor unit 2. The case where the signal level is detected will be described.
  • the sensor unit 2 is attached to the object M and detects the vertical speed of the object M. When it is desired to detect the signal level using the left and right vibration information of the object M as a signal, the sensor unit 2 may detect the speed of the object M in the left and right direction.
  • the sensor unit 2 only needs to be able to detect the speed in the same direction with respect to the vibration of the object M. For example, when it is desired to detect the signal level of the signal obtained by sensing the vertical and horizontal vibrations of the object M, the sensor unit 2 uses the sensor unit 2 to detect the vertical and horizontal directions of the object M and the paper surface in FIG. It is also possible to detect the speed in the direction excluding the direction penetrating through and to obtain the speed in the two directions of the vertical direction and the horizontal direction.
  • the signal level detection device 1 processes a signal obtained from the sensor unit 2 and detects a signal level. Therefore, not only the signal level is obtained from the signal obtained by sensing the vibration of the object M, but also the signal level obtained by sensing the pressure fluctuation in the container, the change in atmospheric pressure, the radio wave, etc. Of course it is also possible to obtain.
  • the sensor unit 2 is attached to the object M and detects an acceleration in the vertical direction of the object M, and an integrator that integrates the vertical acceleration detected by the acceleration detector 5 to obtain the vertical speed of the object M. 6.
  • the sensor unit 2 outputs the detected vertical velocity of the object M as an original signal O.
  • the signal generator 3 is provided with phase change filters F1 to F5 in parallel, and filters the original signal O with the phase change filters F1 to F5.
  • the phase change filter may be provided corresponding to the number of level calculation signals. In this case, five phase change filters may be provided corresponding to the level calculation signals L1 to L5.
  • the frequency is set.
  • the signal generator 3 filters the original signal O with a phase change filter F4 having a transfer function G (s) set by inputting ⁇ 4 as a frequency.
  • the level calculation signal L4 is obtained from the original signal O.
  • the signal generation unit 3 obtains the level calculation signals L1 to L5 using the phase change filters F1 to F5, and as shown in FIG. 3, with respect to the input of the original signal O of a certain frequency ⁇ , the amplitude
  • the five level calculation signals L1 to L5 that are the same and differ only in phase can be easily obtained.
  • phase difference between the original signal O and the level calculation signal L1 and the phase difference between the level calculation signals L1 to L4 are equally spaced, but the phase difference between the level calculation signal L4 and the level calculation signal L5 is the original difference.
  • the phase difference between the signal O and the level calculation signal L1 and the phase difference between the level calculation signals L1 to L4 are different. This is a characteristic in which the frequency phase characteristics of the level calculation signals L1 to L4 change from the upper limit of 0 degrees to the lower limit of -180 degrees as shown in FIG. It is because it is restricted by.
  • the phase of the level calculation signals L1 to L5 is 0 degrees or near 0 degrees when the frequency of the original signal O is extremely low, and is ⁇ 180 degrees when the frequency of the original signal O is extremely high frequency— Near 180 degrees. Therefore, as shown in FIG. 3, in the level calculation signals L1 to L4, the phase differences are arranged at equal intervals, and in the level calculation signal L5, the phase is close to ⁇ 180 degrees and the adjacent level calculation signal The phase difference with L4 becomes small.
  • the transfer function G (s) of the phase change filters F1 to F5 may be set by the following equation (2).
  • O (s) represents the Laplace transform amount of the original signal O
  • s represents the Laplace operator
  • ⁇ 1 to ⁇ 5 are different from each other.
  • the frequency is set.
  • the phase change filters F1 to F5 may be secondary low-pass filters.
  • the transfer functions G (s) of the phase change filters F1 to F5 may be set by the following equation (3).
  • O (s) represents the Laplace transform amount of the original signal O
  • s represents the Laplace operator
  • ⁇ represents the attenuation rate
  • the frequency is shown, and different cutoff frequencies from ⁇ 1 to ⁇ 5 are set.
  • the phase of the level calculation signals L1 to L5 can be delayed with respect to the original signal O, and when the high-pass filter is used, the level calculation signals L1 to L5 The phase of L5 can be advanced. Therefore, it is possible to use a high-pass filter for a part of the phase change filters F1 to F5 and use a low-pass filter for the rest of the phase change filters F1 to F5.
  • the signal generator 3 obtains level calculation signals L1 to L5 having different phases from the original signal O. Therefore, a signal delayed by a specified time with respect to the original signal O may be generated as the level calculation signals L1 to L5 without using the above-described filter processing.
  • the signal level calculation unit 4 obtains the maximum value among the signals obtained by performing absolute value processing on the original signal O and the level calculation signals L1 to L5.
  • the waveforms of the original signal O and the level calculation signals L1 to L5 after the absolute value processing are as shown in FIG. A portion having a negative value in the waveform of .about.L5 is folded back to the positive side around the time axis.
  • the absolute values of the original signal O and the level calculation signals L1 to L5 are out of phase with each other. Therefore, even if the original signal O and the level calculation signals L1 to L5 are subjected to absolute value processing, the waveforms of the original signal O and the level calculation signals L1 to L5 after processing are shifted in time.
  • the maximum value of the original signal O and the level calculation signals L1 to L5 after absolute value processing is equal to the maximum amplitude of the original signal O or the maximum at any time as shown in FIG. The value approximates the amplitude.
  • the maximum value of the original signal O and the level calculation signals L1 to L5 after absolute value processing at time a is the maximum value of the level calculation signal L2.
  • the maximum value of the original signal O and the level calculation signals L1 to L5 after the absolute value processing at time b is a value that approximates the value of the maximum amplitude of the original signal O.
  • the maximum amplitude of the level calculation signals L1 to L5 is equal to the maximum amplitude at the speed of the original signal O, and the maximum amplitude of the original signal O is equal to the signal level.
  • the maximum amplitude of the original signal O indicates the magnitude of the vibration of the object M viewed from the speed as a scale. That is, the maximum value when the original signal O has one cycle becomes the signal level.
  • the signal level cannot be obtained in a timely manner, and if the vibration frequency of the object M changes, the frequency of the original signal O changes and the original signal O Since the time required for one cycle changes, the maximum amplitude cannot be obtained.
  • the original signal after absolute value processing is calculated when the signal level r is calculated.
  • One of O and the level calculation signals L1 to L5 can be expected to be the maximum value or a value close to the maximum value. Therefore, by obtaining the maximum value of the original signal O after absolute value processing and the level calculation signals L1 to L5 and setting it as the signal level r, the signal level r is the value of the maximum amplitude of the original signal O itself, It can be obtained as an approximate value.
  • the level calculation signals L1 to L5 having phases different from those of the original signal O and the original signal O are input.
  • the maximum value at the time of calculation is obtained as the signal level r.
  • the signal level r is a value of the maximum amplitude of the original signal O or a value approximated thereto. That is, even if the frequency of the original signal O changes, a value approximate to the value of the maximum amplitude of the original signal O can be obtained as the signal level r.
  • phase differences between the level calculation signals L1 to L5 are equally spaced, but the phase difference between the original signal O and the level calculation signal L1 is the phase difference between the level calculation signals L1 to L5. And different. This is because, as shown in FIG. 4, although the phase of the original signal O is constant at 0 degrees, the phase of the level calculation signal L1 is limited to the upper limit of 0 degrees as the frequency decreases. For this reason, the phase of the level calculation signal L1 approaches 0 degrees, and the phase difference from the original signal O becomes small.
  • the phase difference between the level calculation signal L1 and the adjacent level calculation signal L2 is also small.
  • a value approximate to the value of the maximum amplitude of the original signal O can be obtained as the signal level r by the level calculation signals L2 to L5 in which the phase difference is equally spaced.
  • the signal level detection device 1 even if the frequency of the original signal O changes, the value of the maximum amplitude of the original signal O or a value approximated thereto is set as the signal level r in real time and in a timely manner. Can be sought. Therefore, the signal level r can be obtained with high accuracy for signals in a wide frequency band.
  • the signal level detection device and the signal level detection method according to the present embodiment even if the frequency of the original signal O changes, the signal level r can be obtained in real time and in a timely manner. Therefore, the signal level r suitable for control with a wide frequency band can be detected.
  • the original signal O is a speed that is vibration information of the object M. Therefore, by detecting the signal level r as described above, the magnitude (vibration level) of the vibration of the object M can be detected in a timely and real time manner. Since the vibration level obtained in this way has little time delay with respect to the vibration of the object M, for example, the vibration level can sufficiently withstand use for vehicle vibration suppression control.
  • the signal level r is obtained using the original signal O and the level calculation signals L1 to L5.
  • three or more level calculation signals having different phases in the frequency band in which the signal level r is desired are obtained. If generated from the signal O, the signal level r can be obtained with high accuracy. Therefore, the signal level calculation unit 4 may obtain the signal level r by executing the above procedure using only the level calculation signal without using the original signal O.
  • phase change filters F1 to F5 process the original signal O in parallel to obtain level calculation signals L1 to L5.
  • the phase change filters F1 to F5 are arranged in series. It is also possible to do.
  • the original signal O is processed by the phase change filter F1 to obtain the level calculation signal L1
  • the level calculation signal L1 is processed by the phase change filter F2 to obtain the level calculation signal L2.
  • the level calculation signal processed by the immediately preceding phase change filter is processed by the immediately following phase change filter to obtain the level calculation signal.
  • the frequency phase characteristic of the level calculation signal changes in the range from 0 degrees as the upper limit to -180 degrees as the lower limit, approaches 0 degrees when the frequency is lowered, and -180 when the frequency is increased. It is getting closer. Therefore, for a high frequency ⁇ , the original signal O and the phase of the level calculation signals L1 to L4 are equally spaced, and the maximum amplitude of the original signal O or a signal level r having a value approximate to this can be obtained. it can. Further, for the low frequency ⁇ , the phases of the level calculation signals L1 to L5 are equally spaced, and the maximum amplitude of the original signal O or a signal level r having a value approximate thereto can be obtained.
  • the signal level r can be accurately detected with respect to the original signal O from the high frequency ⁇ to the low frequency ⁇ .
  • the original signal O and the level calculation signals L1 to L4 generated by the phase change filters F1 to F4 contribute to the detection of the signal level r with respect to the original signal O of the frequency ⁇ .
  • the phase change filters F1 to F5 contribute to the detection of the signal level r with respect to the original signal O of the frequency ⁇ .
  • the original signal O when using the original signal O together with the level calculation signal, at least two of the original signal O and the original signal O are within the range from the lower limit to the upper limit of the frequency band. It is preferable that the above level calculation signals are dispersed with equal phase differences within a range of 180 degrees. In addition, when the signal level is obtained using only the level calculation signal, it is preferable that at least three or more level calculation signals are dispersed with equal phase differences within a range of 180 degrees.
  • the number of filters that generate the level calculation signal may be determined according to the number of level calculation signals generated.
  • the original signal and the two or more level calculation signals may be dispersed at equal intervals within a range of 180 degrees.
  • the signal level r can be detected with high accuracy with respect to the input of the original signal in the band of 0.1 Hz to 20 Hz.
  • the level calculation signals L1 to L5 that contribute to the detection of the original signal O and the signal level r are dispersed within a range of 180 degrees with a phase difference of 60 degrees or less. As described above, if the signal generator 3 generates the level calculation signals L1 to L5, the signal level r can be detected for signals in a wide frequency band, and the accuracy is improved.
  • the signal generation unit 3 When the original signal O is used only for the generation of the level calculation signal, the signal generation unit 3 outputs the level calculation signals L1 to L5 that contribute to the detection of the signal level r within the range of 180 degrees to 60 degrees. If the signals are generated so as to be dispersed with the following equal-interval phase differences, the signal level r can be detected for signals in a wide frequency band, and the accuracy is improved.
  • the second or third largest value may be used as the signal level r, or the average value of the maximum value and the second largest value may be used as the signal level r. There is no practical problem.
  • the signal is a sine wave and 12 level calculation signals are generated with a phase difference of 15 degrees
  • the signal level r is It does not fall below 0.9 times the wave height of the original signal O of the object. Therefore, a good signal level r can be obtained.
  • the maximum value of the absolute values of the level calculation signal is the value closest to the actual signal level r. For this reason, it is preferable to obtain the maximum value as the signal level r.
  • the absolute value processing is performed on the original signal O and the level calculation signals L1 to L5, so that the signal level r approximates the maximum amplitude of the original signal O even when the sign of the original signal O is negative. It becomes easy to become. Therefore, the signal level r can be detected with higher accuracy.
  • the signal level detection device 1 is used as hardware resources (not shown), for example, an A / D converter for taking in a signal output from the acceleration detector 5 and processing necessary for detecting the signal level r.
  • a storage device such as a ROM (Read Only Memory) in which a program to be stored is stored, a calculation device such as a CPU (Central Processing Unit) that executes processing based on the program, and a RAM that provides a storage area for the CPU ( And a storage device such as Random Access Memory.
  • the signal level detection apparatus 1 can implement
  • the obtained signal level r is a vibration level with the speed of the object M as a scale.
  • the vibration level based on the acceleration can be obtained.
  • the vibration information of the object M is the displacement and the signal level r is obtained using this as the original signal O, the vibration level with the displacement as a scale can be obtained.
  • the vehicle body When the signal level detection device 1 according to this embodiment is applied to a vehicle and the signal level is detected as a vibration level of a sprung member in the vehicle, the vehicle body has a sprung resonance frequency of 1 to 2 Hz. In addition to the vibration of the unsprung resonance frequency of 10 to 20 Hz, vibration of around 0.1 Hz may be input during steering. According to this embodiment, even when vibrations in a wide frequency band from 0.1 Hz to 20 Hz are input to the sprung member in this way, the vibration level of the sprung member is controlled regardless of the frequency. It can be detected with high accuracy.
  • the signal level (vibration level) is obtained using the vibration information of the object M in the spring mass system in which the object M is supported by the spring S as a signal.
  • the vibration level of the object M can also be obtained.
  • the signal level detection device 1 determines the rotation direction in the rotational direction depending on the operation state of the passenger in addition to the vibration levels of the sprung member and the unsprung member of the vehicle. It is also suitable for detecting the vibration level of a handle whose vibration frequency varies greatly each time.
  • the vibration information of the rotation angle, angular velocity, and angular acceleration of the handle is detected as a signal, and the vibration level at the rotation of the handle is obtained by measuring either the rotation angle, the angular velocity, or the angular acceleration. Is also possible.
  • the signal level detection device 1 can determine the vibration level of a vibrating device by itself in a vehicle in which vibrations in a wide frequency band act, and is optimal for the vehicle. It is also possible to select a plurality of vibration information as signals and process them with one signal level detection device 1 to obtain the vibration level of each information.
  • the signal level detection device and the signal level detection method according to the present embodiment are also suitable for vehicles other than automobiles, for example, railway vehicles. Moreover, it is also possible to apply to the detection of the vibration level of a building, and it is also possible to obtain a signal level by processing various signals output from a sensor or the like.

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Abstract

　信号レベル検知装置は、入力されるオリジナル信号を利用して、位相が異なる複数のレベル算出信号を生成する信号生成部と、オリジナル信号および二つ以上のレベル算出信号、あるいは三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信号レベル演算部と、を備える。

Description

信号レベル検知装置および信号レベル検知方法
　本発明は、信号レベル検知装置および信号レベル検知方法に関する。
　車両のばね上部材とばね下部材との間に介装されるダンパの減衰力、あるいはアクチュエータの推力を制御する手法としては、たとえば、スカイフック制御理論に基づく制御手法がある。
　スカイフック制御を行う場合は、ばね上速度にスカイフックゲイン(スカイフック減衰係数)を乗じて、ダンパやアクチュエータに出力させるべき減衰力や推力を求め、ダンパ、あるいはアクチュエータに、求めた減衰力、あるいは推力を発生させるよう制御する（ＪＰ６－２４７１１７Ａ参照）。
　また、車両のばね上部材の振動だけでなく、ばね下部材の振動も抑制する制御を行う場合がある。この場合は、ばね下加速度を検知し、ばね下加速度からばね下速度を演算し、ばね下速度にスカイフックゲインを乗じてばね下部材の振動を抑制するための推力を求める。そして、当該推力に上記のスカイフック制御と同様にして求めたばね上部材の振動を抑制するための推力を加算してアクチュエータに出力させるべき推力を求めて、アクチュエータにばね上振動とばね下振動を抑制する推力を発揮させる（ＪＰ２０１１－８４１６４Ａ参照）。
　上記の制御においては、ばね上部材の振動を抑制する場合も、ばね下部材の振動を抑制する場合も、ばね上部材の速度、あるいはばね下部材の速度に依存した制御、つまり、速度のみに着目した制御を行っており、振動の大きさに対しては何ら考慮が無い。このため、振動抑制を効果的に行うことができない場合がある。
　これに対して、ＪＰ２０１１－２２５０４０Ａには、ばね下速度と、ばね下速度に対してフィルタ処理をしたばね下速度とは９０度位相が異なる信号と、を求め、当該ばね下速度と当該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、包絡波形に基づいてダンパの減衰力を制御する技術が開示されている。
　このように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。そして、このように信号を処理して得られる信号レベルは、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し、振動抑制に有効な情報として有用である。
　ここで、予め決められた周波数の信号に対しては、包絡波形を求めることで信号レベルを求めることができる。しかしながら、信号のソースがばね上部材の振動である場合は、振動周波数が変化すると、信号の周波数も変化する。このため、周波数が変化する信号の入力に対しては、精度良く信号レベルを得ることができず、制御周波数帯域がある程度広い制御に利用することは難しい。
　本発明は、周波数帯域が広い制御に適した信号レベルの検知を行うことを目的とする。
　本発明のある態様によれば、信号の大きさである信号レベルを検知する信号レベル検知装置であって、入力されるオリジナル信号を利用して、位相が異なる複数のレベル算出信号を生成する信号生成部と、前記オリジナル信号および二つ以上の前記レベル算出信号、あるいは三つ以上の前記レベル算出信号に基づいて前記信号レベルを求める信号レベル演算部と、を備える信号レベル検知装置が提供される。
　本発明の別の態様によれば、信号の大きさである信号レベルを検知する信号レベル検知方法であって、オリジナル信号から、位相が異なる複数のレベル算出信号を生成する信号生成ステップと、前記オリジナル信号および前記複数のレベル算出信号、あるいは前記複数のレベル算出信号に基づいて、前記信号レベルを求めるレベル演算ステップと、を含む信号レベル検知方法が提供される。
図１は、本発明の実施形態に係る信号レベル検知装置の構成図である。 図２は、物体の系を説明するための図である。 図３は、レベル算出信号の波形を示す図である。 図４は、レベル算出信号の周波数位相特性を示す図である。 図５は、レベル算出信号の絶対値の波形を示す図である。 図６は、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す図である。 図７は、変形例に係る信号レベル検知装置の構成図である。 図８は、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す図である。
　以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
　信号レベル検知装置１は、図１に示すように、物体Ｍの振動の大きさを示す信号の信号レベルを検知する装置に適用される。
　信号レベル検知装置１は、物体Ｍの振動情報としての速度を得るセンサ部２が出力したオリジナル信号Ｏ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３と、オリジナル信号Ｏおよび各レベル算出信号に基づいて信号レベルｒを求める信号レベル演算部４と、を備えている。本実施形態では、信号生成部３は、５個のレベル算出信号Ｌ１～Ｌ５を生成する。
　以下、図２に示すように、ベースＴに鉛直に取り付けたばねＳにより下方から弾性支持された物体Ｍの振動情報をセンサ部２でセンシングし、センサ部２が出力する信号から信号レベル検知装置１で信号レベルを検知する場合について説明する。
　センサ部２は、物体Ｍに取り付けられて物体Ｍの上下方向の速度を検出するようになっている。物体Ｍの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は、センサ部２にて物体Ｍの左右方向の速度を検出するようにすればよい。
　センサ部２は、物体Ｍ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い。たとえば、物体Ｍの上下方向の振動と左右方向の振動と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は、センサ部２で物体Ｍの上下方向、左右方向、および図２における紙面を貫く方向を除いた方向の速度を検出して、上下方向と左右方向との二方向の速度を求めるようにしてもよい。
　信号レベル検知装置１は、センサ部２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。したがって、物体Ｍの振動をセンシングして得られた信号から信号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２は、物体Ｍに取り付けられて物体Ｍの上下方向加速度を検出する加速度検出器５と、加速度検出器５で検出した上下方向加速度を積分して物体Ｍの上下方向速度を得る積分器６と、を備えて構成されている。センサ部２は、検出した物体Ｍの上下方向速度を、オリジナル信号Ｏとして出力する。
　信号生成部３は、オリジナル信号Ｏと振幅が同じであって、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３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を備える。
　信号生成部３は、位相変更フィルタＦ１～Ｆ５を並列に設けて、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、レベル算出信号の数に対応して設ければよく、この場合は、レベル算出信号Ｌ１～Ｌ５に対応して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、下記の式（１）によって設定されている。式（１）において、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、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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　したがって、信号生成部３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３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をフィルタ処理することで、オリジナル信号Ｏからレベル算出信号Ｌ４を求めることになる。
　このように、信号生成部３で位相変更フィルタＦ１～Ｆ５を用いてレベル算出信号Ｌ１～Ｌ５を求めることで、図３に示すように、ある周波数αのオリジナル信号Ｏの入力に対して、振幅が同じであって、位相のみが互いに異なる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との位相差およびレベル算出信号Ｌ１～Ｌ４間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との位相差が、オリジナル信号Ｏとレベル算出信号Ｌ１との位相差およびレベル算出信号Ｌ１～Ｌ４間の位相差とは異なる。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、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度とで制限されるからである。
　レベル算出信号Ｌ１～Ｌ５の位相は、オリジナル信号Ｏの周波数が極低い周波数である場合は、０度か０度近傍となり、オリジナル信号Ｏ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。このため、図３に示すように、レベル算出信号Ｌ１～Ｌ４においては、位相差が等間隔に配置され、レベル算出信号Ｌ５においては、位相が－１８０度の近くになって隣のレベル算出信号Ｌ４との位相差が小さくなる。
　位相変更フィルタＦ１～Ｆ５の伝達関数Ｇ（ｓ）は、下記の式（２）によって設定されるようにしてもよい。式（２）において、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、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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　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できる。具体的には、位相変更フィルタＦ１～Ｆ５の伝達関数Ｇ（ｓ）は、下記の式（３）によって設定されるようにしてもよい。式（３）において、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、ζは、減衰率を示し、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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　位相変更フィルタＦ１～Ｆ５にローパスフィルタを用いると、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ると、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。このため、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、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。
　信号生成部３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。したがって、上記の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４は、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を時間軸を中心に正側へ折り返した格好となる。
　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。このため、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、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と、図５に示すように、どの時間においても、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、あるいは最大振幅に近似した値となる。
　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の最大値となる。また、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、信号レベルに等しい。本実施形態では、オリジナル信号Ｏの最大振幅は、速度を尺度として見た物体Ｍ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信号レベルになるのである。しかしながら、オリジナル信号Ｏの一周期分をサンプリングするのではタイムリーに信号レベルを求めることができず、また、物体Ｍの振動の周波数が変化すると、オリジナル信号Ｏの周波数が変化し、オリジナル信号Ｏが一周期に要する時間が変化するので、最大振幅を得ることができない。
　これに対して、上記のように、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、信号レベル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る。このため、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信号レベルｒとすることで、信号レベル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。
　これによれば、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を入力した場合でも、オリジナル信号Ｏおよびオリジナル信号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信号レベルｒとする。このため、信号レベル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信号レベルｒとして得ることができる。
　なお、図６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との位相差が、レベル算出信号Ｌ１～Ｌ５間の位相差と異なる。これは、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度で制限されるからである。このため、レベル算出信号Ｌ１の位相が０度に近くなって、オリジナル信号Ｏとの位相差が小さくなる。
　周波数βよりも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、周波数が低くなった場合でも、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、信号レベル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によれば、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、信号レベルｒとして求めることができる。したがって、、幅広い周波数帯の信号に対して精度良く信号レベルｒを求めることができる。
　以上より、本実施形態に係る信号レベル検知装置および信号レベル検知方法によれば、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ｒを求めることができる。したがって、周波数帯域が広い制御に適した信号レベルｒの検知を行うことができる。
　また、本実施形態では、オリジナル信号Ｏが、物体Ｍの振動情報である速度である。このため、上記のように信号レベルｒを検知することで、物体Ｍの振動の大きさ（振動レベル）を、タイムリー且つリアルタイムに検知することができる。このように求めた振動レベルは、物体Ｍの振動に対して時間的に遅れが少ないので、たとえば、車両の振動の抑制制御への使用にも十分に耐えうる。
　本実施形態では、オリジナル信号Ｏとレベル算出信号Ｌ１～Ｌ５とを用いて信号レベルｒを得ているが、信号レベルｒを得たい周波数帯域において、位相の異なる三つ以上のレベル算出信号をオリジナル信号Ｏから生成すれば、信号レベルｒを精度よく得ることができる。したがって、信号レベル演算部４にて、オリジナル信号Ｏを使用せずにレベル算出信号のみを用いて上記手順を実行し、信号レベルｒを得るようにしてもよい。
　また、位相変更フィルタＦ１～Ｆ５は、オリジナル信号Ｏを並列で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。
　この場合は、まず、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、次に、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、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。
　ここで、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る。このため、高い周波数αに対しては、オリジナル信号Ｏとレベル算出信号Ｌ１～Ｌ４の位相とが等間隔となり、オリジナル信号Ｏの最大振幅、あるいはこれに近似した値の信号レベルｒを得ることができる。また、低い周波数βに対しては、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、あるいはこれに近似した値の信号レベルｒを得ることができる。
　つまり、本実施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、精度良く信号レベルｒを検知することができる。
　上記のように、周波数αのオリジナル信号Ｏに対して信号レベルｒの検知に寄与するのは、オリジナル信号Ｏおよび位相変更フィルタＦ１～Ｆ４で生成したレベル算出信号Ｌ１～Ｌ４となる。また、周波数βのオリジナル信号Ｏに対して信号レベルｒの検知に寄与するのは、位相変更フィルタＦ１～Ｆ５となる。これにより、オリジナル信号Ｏの周波数によって、信号レベル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、信号レベルｒを精度よく検知することができる周波数帯域を広げるには、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は、周波数帯域の下限から上限の範囲内で、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とが、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。また、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。なお、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の入力に対して信号レベルｒを得たい場合は、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、あるいはオリジナル信号および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よい。これにより、０．１Ｈｚから２０Ｈｚ帯域のオリジナル信号の入力に対して、精度良く信号レベル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、オリジナル信号Ｏおよび信号レベルｒの検知に寄与するレベル算出信号Ｌ１～Ｌ５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、信号生成部３がレベル算出信号Ｌ１～Ｌ５をする生成するようにすれば、幅広い周波数帯の信号に対して信号レベル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し、６０度位相がずれた三つのレベル算出信号を生成して信号レベルｒを求めると、少なくとも物体のオリジナル信号Ｏの波高の０．８５倍を信号レベルｒが下回ることがないからである。これにより、良好な信号レベル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は、信号生成部３が、信号レベル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るようにすれば、幅広い周波数帯の信号に対して信号レベル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は、レベル算出信号の絶対値のうち最大値を信号レベルｒとする他に、２番目や３番目に大きな値を信号レベルｒとしたり、最大値と２番目に大きな値の平均値を信号レベルｒとしても実用上問題はない。
　たとえば、信号を正弦波とし、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信号レベルｒとしても、信号レベル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。したがって、良好な信号レベルｒを求めることができる。なお、この場合でも、レベル算出信号の絶対値のうち最大値が、実際の信号レベルｒに一番近い値となる。このため、最大値を信号レベルｒとして求めることが好ましい。
　また、図１に示すように、最大値演算部４が出力する信号レベルｒを、ローパスフィルタ７で処理するようにすれば、得られた信号レベルｒからリップルを取り除くことができ、信号レベルｒの急変を抑制することができる。
　また、本実施形態では、オリジナル信号Ｏおよびレベル算出信号Ｌ１～Ｌ５を絶対値処理することにより、オリジナル信号Ｏの符号が負の場合でも、信号レベルｒがオリジナル信号Ｏの最大振幅に近似した値になりやすくなっている。したがって、より一層、精度良く信号レベルｒを検知することができる。
　信号レベル検知装置１は、ハードウェア資源（図示せず）としては、たとえば、加速度検出器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ｒ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、当該プログラムに基づいた処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等の演算装置と、当該ＣＰＵに記憶領域を提供するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置と、を備えて構成すればよい。これにより、信号レベル検知装置１は、ＣＰＵによりプログラムを実行し、信号生成部３と最大値演算部４との動作を実現できる。
　また、本実施形態では、物体Ｍの速度をオリジナル信号Ｏとして信号レベルｒを求めるので、求めた信号レベルｒは、物体Ｍの速度を尺度とした振動レベルとなる。これに対して、たとえば、物体Ｍの振動情報を加速度とし、これをオリジナル信号Ｏとして信号レベルｒを求めれば、加速度を尺度とした振動レベルを求めることができる。また、物体Ｍの振動情報を変位とし、これをオリジナル信号Ｏとして信号レベルｒを求めれば、変位を尺度とした振動レベルを求めることができる。
　本実施形態に係る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について検討すると、車体には、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。本実施形態によれば、このように、０．１Ｈｚ～２０Ｈｚまでの広範な周波数帯の振動がばね上部材に入力される場合であっても、周波数によらず、ばね上部材の振動レベルを精度良く検知することができる。
　また、本実施形態では、物体ＭがばねＳで支持されたばねマス系における物体Ｍの振動情報を信号として信号レベル（振動レベル）を求めるようになっているが、物体Ｍの回転における振動情報を信号として、物体Ｍの振動レベルを求めることもできる。
　したがって、振動情報を信号として信号レベルである振動レベルを求める場合は、信号レベル検知装置１は、車両のばね上部材およびばね下部材の振動レベル以外にも、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適している。
　この場合は、ハンドルの回転角、角速度、および角加速度のいずれかの振動情報を信号として検出し、回転角、角速度、および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。
　このように、信号レベル検知装置１は、広範な周波数帯域の振動が作用する車両において、それ一つで、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、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。
　本実施形態に係る信号レベル検知装置及び信号レベル検知方法は、自動車以外の車両、たとえば、鉄道車両にも適している。また、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、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　本願は２０１３年９月１７日に日本国特許庁に出願された特願２０１３－１９２０８６に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (16)

  1. 　信号の大きさである信号レベルを検知する信号レベル検知装置であって、
    　入力されるオリジナル信号を利用して、位相が異なる複数のレベル算出信号を生成する信号生成部と、
    　前記オリジナル信号および二つ以上の前記レベル算出信号、あるいは三つ以上の前記レベル算出信号に基づいて前記信号レベルを求める信号レベル演算部と、
    を備える信号レベル検知装置。
  2. 　請求項１に記載の信号レベル検知装置であって、
    　前記信号レベル演算部は、前記オリジナル信号および前記二つ以上のレベル算出信号の最大値、あるいは前記三つの以上のレベル算出信号の最大値を前記信号レベルとする、
    信号レベル検知装置。
  3. 　請求項１に記載の信号レベル検知装置であって、
    　前記信号レベル演算部は、前記オリジナル信号および前記二つ以上のレベル算出信号、あるいは前記三つの以上のレベル算出信号を絶対値処理し、絶対値処理して得た前記オリジナル信号および前記二つ以上のレベル算出信号の最大値、あるいは絶対値処理して得た前記三つの以上のレベル算出信号の最大値を前記信号レベルとする、
    信号レベル検知装置。
  4. 　請求項１に記載の信号レベル検知装置であって、
    　前記信号生成部は、前記オリジナル信号と振幅が等しい前記レベル算出信号を生成する、
    信号レベル検知装置。
  5. 　請求項１に記載の信号レベル検知装置であって、
    　前記信号レベル演算部で求めた前記信号レベルを濾波するローパスフィルタをさらに備える、
    信号レベル検知装置。
  6. 　請求項１に記載の信号レベル検知装置であって、
    　前記信号生成部は、複数の位相変更フィルタを備え、当該位相変更フィルタで前記オリジナル信号を処理して当該オリジナル信号に対して位相の異なる前記レベル算出信号を生成する、
    信号レベル検知装置。
  7. 　請求項６に記載の信号レベル検知装置であって、
    　前記複数の位相変更フィルタは、並列に設けられてそれぞれ前記レベル算出信号を生成する、
    信号レベル検知装置。
  8. 　請求項６に記載の信号レベル検知装置であって、
    　前記複数の位相変更フィルタは、直列に設けられてそれぞれ前記レベル算出信号を生成する、
    信号レベル検知装置。
  9. 　請求項６に記載の信号レベル検知装置であって、
    　前記位相変更フィルタの伝達関数Ｇ（ｓ）は、ラプラス演算子をｓとし、周波数をωとすると、式（１）、あるいは式（２）で設定され、
    　前記信号生成部は、生成する前記レベル算出信号毎に前記周波数ωの値を変更して、前記オリジナル信号から前記レベル算出信号を生成する、
    信号レベル検知装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
  10. 　請求項１に記載の信号レベル検知装置であって、
    　前記複数のレベル算出信号のうち前記信号レベルの検知に寄与する前記二つ以上のレベル算出信号は、前記オリジナル信号および前記二つ以上のレベル算出信号が１８０度の位相範囲内で等間隔の位相差を持つように生成される、
    信号レベル検知装置。
  11. 　請求項１に記載の信号レベル検知装置であって、
    　前記複数のレベル算出信号のうち前記信号レベルの検知に寄与する前記三つ以上のレベル算出信号は、１８０度の位相範囲内で等間隔の位相差を持つように生成される、
    信号レベル検知装置。
  12. 　請求項１０に記載の信号レベル検知装置であって、
    　前記位相差は６０度以下である、
    信号レベル検知装置。
  13. 　請求項１１に記載の信号レベル検知装置であって、
    　前記位相差は６０度以下である、
    信号レベル検知装置。
  14. 　請求項１に記載の信号レベル検知装置であって、
    　前記信号は、変位、速度、加速度、回転角、角速度、および角加速度のうちから任意に選択される一つまたは複数の信号である、
    信号レベル検知装置。
  15. 　信号の大きさである信号レベルを検知する信号レベル検知方法であって、
    　オリジナル信号から、位相が異なる複数のレベル算出信号を生成する信号生成ステップと、
    　前記オリジナル信号および前記複数のレベル算出信号、あるいは前記複数のレベル算出信号に基づいて、前記信号レベルを求めるレベル演算ステップと、
    を含む信号レベル検知方法。
  16. 　請求項１５に記載の信号レベル検知方法であって、
    　前記レベル演算ステップは、前記オリジナル信号および二つ以上の前記レベル算出信号の最大値、あるいは三つ以上の前記レベル算出信号の最大値を前記信号レベルとする、
    信号レベル検知方法。
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