WO2016088866A1 - 信号処理装置 - Google Patents

Abstract

出力信号の変化率の急変を緩和することができる信号処理装置を提供するために、本発明の課題解決手段における信号処理装置では、平滑化信号が、値の大きな信号が選択される場合、二つの信号に交わる二点間では二つの信号の値よりも大きな値を持つように両者の偏差に基づいて生成され、または、値の小さな信号を選択される場合、二つの信号に交わる二点間では二つの信号の値よりも小さな値を持つように両者の偏差に基づいて生成される。そのため、信号処理装置は、平滑化信号と一方の信号の交点から他方の信号の交点までの二点間で平滑化信号を採用することで、二つの信号の切換わり時の信号の変化率の急変を緩和する。

Description

信号処理装置

　本発明は、信号処理装置に関する。

　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を制御するダンパ制御装置で採用される制御としては、ばね上部材の振動に着目してばね上部材の振動の低減を目的としたスカイフック制御がよく知られているが、このスカイフック制御の他に、たとえば、ＪＰ２００６－４４５２３Ａに開示されているように、ばね上部材のローリングやピッチングを抑制するためのロール／ピッチ制御を複合させてダンパの減衰力を制御することがある。

　このダンパ制御装置では、供給電流に応じてダンパが発生する減衰力を変化させる減衰力調整機構に対して制御指令を与えることで当該減衰力を制御するようになっている。具体的には、ダンパ制御装置は、スカイフック制御に則って前記減衰力調整機構へ与える制御指令としてスカイフック制御電流を求めるとともに、ロール／ピッチ制御に則って当該減衰力調整機構へ与える制御指令としてロール／ピッチ制御電流を求め、この二つの制御指令のうち、いずれか大きな値をもつ制御指令を選択して、これを最終的な制御指令として実際にダンパの減衰力調整機構へ供給し、ダンパの減衰力を制御するようになっている。

　この制御指令の切換えについては、たとえば、スカイフック制御電流が選択されている状況においてロール／ピッチ制御電流がスカイフック制御電流を超えた瞬間にロール／ピッチ制御電流へ切換えが行われるために、制御電流が不連続になることがないようになっている。

　ＪＰ２００６－４４５２３Ａに開示された発明のように、スカイフック制御電流とロール／ピッチ制御電流とを一方が他方を超えた瞬間に切換えると、確かに出力される制御指令の値自体は不連続になることはないが、単に、スカイフック制御電流とロール／ピッチ制御電流を切換えるだけでは、切換前と切換後とで出力される制御指令の変化率が急変する場合がある。

　減衰力発生応答性が低いダンパでは、制御指令の変化率が急変しても応答遅れによって減衰力が急変してしまうことがないが、昨今の電磁粘性流体や電気粘性流体等を利用した減衰力発生応答性が高いダンパでは、制御指令の変化率の急変によって減衰力も急変してしまい車両における乗り心地を悪化させてしまうことがある。

　これを回避するための方策として、制御指令の切換わりにおいて、それまで選択していた制御指令をフェードアウトさせつつ、これから選択する制御指令をフェードインさせるようにして、制御指令の変化率の急変を緩和することが考えられる。たとえば、図２７に示すように、フェードアウトさせる制御指令αに１から０へ一次関数的に減少するゲインＧαを乗じ、フェードインさせる制御指令βに０から１へ一次関数的に増加するゲインＧβを乗じて、これらを合成して制御指令を出力する。合成された制御指令は、図２８に示すように、制御指令αから制御指令βへ徐々に時間をかけて切換って行くことになる。

　しかしながら、このように制御指令をフェードイン・フェードアウトさせて切換えるようにしても、フェードイン・フェードアウトを開始したときと終了したときに合成した制御指令の変化率が急変するので、減衰力発生応答性の高いダンパの減衰力の急変を回避することができない。また、前記したところでは、ダンパの制御において制御指令の急変が減衰力に及ぼす影響を例に問題点を述べたが、ダンパの制御以外でも、二つの信号を切換える際の信号の変化率の急変は、制御指令に対して応答性が高い機器の制御等に悪影響を与えることになる。

　そこで、本発明は、前記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、出力信号の変化率の急変を緩和することができる信号処理装置を提供することである。

　前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処理装置では、値の大きな信号が選択される場合、平滑化信号が二つの信号に交わる二点間では二つの信号の値よりも大きな値を持つように両者の偏差に基づいて生成され、または、値の小さな信号が選択される場合、二つの信号に交わる二点間では二つの信号の値よりも小さな値を持つように両者の偏差に基づいて生成される。

第一の実施の形態における信号処理装置の構成図である。 信号抽出部における制御ブロック図である。 ハイセレクト処理を行う場合の二つの信号の切換わりを平滑化する平滑化信号の一例である。 第一の実施の形態における平滑化信号を生成する処理手順の一例を示したフローチャートである。 ローセレクト処理を行う場合の二つの信号の切換わりを平滑化する平滑化信号の一例である。 第一の実施の形態における信号処理装置の処理手順の一例を示したフローチャートである。 平滑化処理部の第一の構成例を示した図である。 合成する二つの信号を示した図である。 二つの信号とこれらを合成して得た平滑化信号を示した図である。 単純な二つの信号を合成する手順を説明する図である。 単純な二つの信号に乗じる第一ゲインおよび第二ゲインのグラフを示した図である。 第一加算信号と第二加算信号と平滑化信号を示した図である。 一般的な二つの信号の偏差の絶対値が閾値以下である区間のグラフを示した図ある。 一方の信号から他方の信号を差し引きして得た関数のグラフを示した図である。 図１４の関数を正規化したグラフを示した図である。 図１５の関数を変換して得られたｙ軸において０から１の範囲で変化する関数のグラフを示した図である。 図１６の関数から得られる第一ゲインおよび第二ゲインのグラフを示した図である。 ｙ軸において０から所定値の範囲で変化する二つの信号のグラフを示した図である。 正規化された平滑化信号のグラフを示した図である。 平滑化信号のグラフを示した図である。 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。 第二の実施の形態の信号処理装置の構成図である。 第三の実施の形態の信号処理装置の構成図である。 平滑化処理部の第三の構成例を示した図である。 従来技術における二つの信号と信号に乗じるゲインを示した図である。 従来技術におけるゲインを利用して二つの信号を合成して得た制御指令を示した図である。

　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に示すように、第一の実施の形態における信号処理装置１は、複数の信号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４から二つの信号Ａ，Ｂを抽出する信号抽出部２と、二つの信号Ａ，Ｂの偏差εに基づいて平滑化信号Ｐを生成する平滑化処理部３とを備えて構成されている。そして、信号処理装置１は、二つの信号Ａ，Ｂのうち選択される信号が切換わる際に切換わり時の信号の変化率の急変を緩和する平滑化信号Ｐを生成するようになっている。

　第一の実施の形態における信号処理装置１は、この例では、所謂ハイセレクト処理を行うようになっており、信号抽出部２は、複数の信号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４から最も大きな値を持つ信号と二番目に大きな値を持つ信号を二つの信号Ａ，Ｂとして抽出するようになっている。

　信号抽出部２は、図２に示すように、第一信号比較部２１と、第二信号比較部２２と、第三信号比較部２３とを備えており、この実施の形態の場合、信号処理装置１がハイセレクト処理を行うため、複数の信号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４から最も大きな値を持つ信号と二番目に大きな値を持つ信号を信号Ａ，Ｂとして抽出するようになっている。信号処理装置１は、二つの信号Ａ，Ｂとこれらの偏差εから平滑化信号Ｐを生成するため、信号抽出部２では、前記二つの信号Ａ，Ｂを抽出するようになっている。

　第一信号比較部２１は、複数の信号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４のうち、まず、任意の二つの信号を比較して、大きい値を持つ信号を暫定的な最大信号とし、小さい値を持つ信号を二番目に大きな値を持つ信号として暫定的な二番目の信号とする。第一信号比較部２１は、信号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４のうち、任意の二つの信号、たとえば、信号Ｌ１と信号Ｌ２の入力を受けて両者を比較し、大きな値をもつ信号を暫定的な最大信号として小さな値を持つ信号を暫定的な二番目の信号とする。具体的には、信号Ｌ１と信号Ｌ２の値がＬ１＞Ｌ２の関係にあれば、第一信号選択部２１は、最大信号を信号Ｌ１とし、二番目の信号を信号Ｌ２として出力する。信号Ｌ１と信号Ｌ２とが同じ値である場合、便宜的に、一方の信号を最大信号とし他方の信号を二番目の信号とすればよい。

　第二信号比較部２２は、第一信号比較部２１で比較した二つの信号に残りの信号のうち任意の一つの信号を加え、暫定的な最大信号と暫定的な二番目の信号とこれに新たに加えた信号の三つの信号を比較して、一番大きな値の信号を暫定的な最大信号とし、二番目に大きな値の信号を暫定的な二番目の信号とする。たとえば、第二信号比較部２２は、第一信号比較部２１で比較した信号Ｌ１，Ｌ２に比較してない残りの信号Ｌ３，Ｌ４のうち任意の一つの信号Ｌ３を加えて比較する。そして、第一信号比較部２１で暫定的な最大信号を信号Ｌ１とし、暫定的な二番目の信号を信号Ｌ２としている場合、第二信号比較部２２は、信号Ｌ３の入力を受けて信号Ｌ１，Ｌ２と比較し、一番大きな値をもつ信号を暫定的な最大信号として二番目に大きな値を持つ信号を暫定的な二番目の信号とする。具体的には、信号Ｌ１、信号Ｌ２および信号Ｌ３の値がＬ１＞Ｌ３＞Ｌ２の関係にあれば、第二信号比較部２２は、最大信号を信号Ｌ１として二番目の信号を信号Ｌ３として出力する。信号Ｌ１と信号Ｌ３とが同じ値である場合、便宜的に、一方の信号を最大信号とし他方の信号を二番目の信号とすればよい。また、信号Ｌ３と信号Ｌ２とが同じ値である場合、便宜的に、一方の信号を二番目の信号とすればよい。

　第三信号比較部２３は、第二信号比較部２２で暫定的な最大信号と暫定的な二番目の信号とされたこれら信号にまだ比較していない信号を加えて、暫定的な最大信号と暫定的な二番目の信号と新たに加えた信号の三つの信号を比較して、一番大きな信号を最大信号とし、二番目に大きな信号を二番目の信号とする。第三信号比較部２３は、具体的にはたとえば、前記したように第二信号比較部２２で比較した結果において最大信号とされた信号Ｌ１と二番目の信号とされた信号Ｌ３に加えて、比較してない残りの信号Ｌ４の入力を受けて、信号Ｌ１，Ｌ３，Ｌ４の値を比較し一番大きな値をもつ信号と二番目に大きな値を持つ信号を抽出する。そして、第三信号比較部２３は、抽出した二つの信号Ａ，Ｂを出力する。具体的には、信号Ｌ１、信号Ｌ３および信号Ｌ４がＬ４＞Ｌ１＞Ｌ３の関係にあれば、第三信号比較部２３は、信号Ｌ４と信号Ｌ１の二つの信号を信号Ａ，Ｂとして抽出し、これら信号Ａ，Ｂを平滑化処理部３へ出力する。信号Ｌ１と信号Ｌ３とが同じ値である場合、便宜的に、一方の信号を抽出対象の信号とし他方の信号については抽出対象としないようにすればよい。第一信号比較部２１、第二信号比較部２２および第三信号比較部２３での手順を終了することで、信号抽出部２は、二つの信号Ａ，Ｂを抽出して出力することができる。なお、信号抽出部２は、信号Ａと信号Ｂの抽出を目的としており、信号Ａと信号Ｂが最大値信号と二番目に大きな信号のいずれに該当するのかを紐づけて出力しないが、必要であれば、信号Ａと信号Ｂのいずれが最大値でいずれが二番目の値であるかを紐づけして出力してもよい。

　このように、複数の信号から信号Ａと信号Ｂを抽出するにあたって、最初に、任意の二つの信号から暫定的な最大信号と二番目の信号を決めると、第二信号比較部２２、第三信号比較部２３は、比較していない信号を比較済みの二つの信号とを比較して最大信号と二番目の信号を決定する。本例では、信号数が四つであるので、三つの信号比較部２１，２２，２３で信号を比較すれば最大信号と二番目の信号を抽出することができるが、処理する信号数を本例よりも増やす場合でも、第二信号比較部２２以降は常に三つの信号から最大信号と二番目の信号を決定していく第二および第三信号比較部２２，２３にて行う手順を信号数に応じて繰り返してすべての信号を比較すれば、信号Ａと信号Ｂを抽出することができる。よって、信号数を増やしても第二信号比較部２２以降における手順自体は変わらないので、信号抽出部２をコンピュータに前記手順を実行させるプログラムで構成する場合、信号数が増加したとしても前記信号比較部における手順を信号数に見合った数だけ増やせばよく、プログラムが非常に簡単で信号数に応じて特別にプログラムする必要がない点で有利である。なお、信号抽出部２は、二つ以上の信号から信号Ａ，Ｂを抽出することができるようになっていればよい。第一信号比較部２１に最初に入力する二つの信号は、任意に決定することができ、信号Ｌ１，Ｌ２ではなく信号Ｌ３，Ｌ４としてもよく、特に制限されることはない。

　この場合、値の大きな信号が選択されるハイセレクト処理が採用されるため、平滑化処理部３は、二つの信号Ａ，Ｂに交わる二点間で二つの信号Ａ，Ｂの値よりも大きな値を持つ平滑化信号Ｐを二つの信号Ａ，Ｂの偏差εに基づいて生成する。この例では、所謂ハイセレクト処理を行うので、図３に示すように、信号Ａが時間の経過とともに値が減少し、信号Ｂが時間の経過とともに値が増大して、ある時間で両信号Ａ，Ｂが交わる場合、両信号Ａ，Ｂの交わる時間ｔ０より前では信号Ａが選択され、時間ｔ０以降では信号Ｂが選択されることになる。平滑化信号Ｐは、偏差εの絶対値が大きいと両信号Ａ，Ｂの値との差が小さく、偏差εの絶対値が小さくなると信号Ａ，Ｂとの差を大きくするようにして生成され、二つの信号Ａ，Ｂが切換わる際に両信号Ａ，Ｂ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。具体的には、平滑化処理部３は、二つの信号Ａ，Ｂ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Ａ，Ｂ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３に示すように、両信号Ａ，Ｂに交わる二点間では、これら両信号Ａ，Ｂよりも必ず大きな値を持ち、両信号Ａ，Ｂ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Ａ，Ｂに交わる二点間で両信号Ａ，Ｂよりも必ず大きな値を持つ信号であるため、図３に示すように、信号Ａが選択されている間には平滑化信号Ｐの傾きは信号Ａの傾きよりも大きくなり、信号Ｂが選択されている間には平滑化信号Ｐの傾きは信号Ｂの傾きよりも小さくなる。そのため、両信号Ａ，Ｂの切換わり時において信号Ａから信号Ｂ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と信号Ａとの交点から信号Ｂ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Ａ，Ｂ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Ａ，Ｂ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３は、図３に示すように、両信号Ａ，Ｂに交わる二点間で両信号Ａ，Ｂ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Ａ，Ｂの偏差εの絶対値が閾値δ以下となる時刻ｔ１においてハイセレクト処理で選択される信号Ａの値の座標と、時刻ｔ０を過ぎて信号Ａ，Ｂの偏差εの絶対値が閾値δを超える時刻ｔ２においてハイセレクト処理で選択される信号Ｂ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。すると、平滑化信号Ｐは、図３中で、前記直線Ｑ１と、時刻ｔ１から時刻ｔ０までの範囲の信号Ａと、時刻ｔ０から時刻ｔ２までの範囲の信号Ｂとで囲まれる範囲内に収まるように生成される。このように平滑化処理部３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Ａ，Ｂの代わりに出力すれば、信号Ａから信号Ｂへの切換わり、或いは、信号Ｂから信号Ａ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Ａ，Ｂ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Ａ，Ｂの双方の値が近づいて信号の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Ａ，Ｂ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。

　また、平滑化処理部３は、両信号Ａ，Ｂに交わる二点間で両信号Ａ，Ｂ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、ハイセレクト処理で選択される信号Ａの値に、規定範囲を設定する閾値δから偏差εの絶対値を引いた値の二分の一を加算した値より小さくなるように平滑化信号Ｐを生成するようにしてもよい。この場合には、平滑化信号Ｐは、信号Ａ，Ｂの偏差εの絶対値が閾値δに等しくなる座標にて平滑化信号Ｐが両信号に接し、選択される信号に対して、閾値δから偏差εを減算した値の範囲内に収まるように生成される。このように平滑化処理部３で平滑化信号Ｐを生成する場合にも、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。

　以上までの処理を行うには、図４に示したように、まず、信号処理装置１は、複数の信号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を読み込む（ステップＦ１）。つづいて、信号処理装置１は、信号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４から最も大きな値の信号と二番目に大きな値の信号を抽出する(ステップＦ２)。さらに、信号処理装置１は、ステップＦ１で抽出した二つの信号を信号Ａ，Ｂとし、信号Ａ，Ｂおよびこれら信号Ａ，Ｂの偏差εから平滑化信号Ｐを生成する（ステップＦ３）。つづいて、信号処理装置１は、平滑化信号Ｐを出力する（ステップＦ４）。以上、一連の処理を繰り返し行うことで、信号処理装置１は、平滑化信号Ｐを繰り返し生成し出力することになる。

　なお、前述したところでは、ハイセレクト処理するために、一番大きな値と二番目に大きな値を持つ信号を信号Ａ，Ｂとして抽出するようにしているが、所謂ローセレクト処理するのであれば、信号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４から一番小さな値の信号と二番目に小さな値を持つ信号を抽出して信号Ａ，Ｂとし、出力すればよい。ローセレクト処理を採用する場合には、平滑化処理部３は、二つの信号Ａ，Ｂに交わる二点間で二つの信号Ａ，Ｂの値よりも小さな値を持つ平滑化信号Ｐを二つの信号Ａ，Ｂの偏差εに基づいて生成すればよい。図５に示すように、信号Ａが時間の経過とともに値が減少し、信号Ｂが時間の経過とともに値が増大して、ある時間で両信号Ａ，Ｂが交わる場合、ローセレクト処理を採用すると、両信号Ａ，Ｂの交わる時間ｔ０より前では信号Ｂが選択され、時間ｔ０以降では信号Ａが選択されることになる。平滑化信号Ｐは、二つの信号Ａ，Ｂが切換わる際に両信号Ａ，Ｂ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。具体的には、平滑化処理部３は、二つの信号Ａ，Ｂのうち、小さな値の信号に偏差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Ａ，Ｂ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。このようにして生成される平滑化信号Ｐは、図５に示すように、両信号Ａ，Ｂに交わる二点間では、これら両信号Ａ，Ｂよりも必ず小さな値を持ち、両信号Ａ，Ｂ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Ａ，Ｂに交わる二点間で両信号Ａ，Ｂよりも必ず大きな値を持つ信号であるため、信号Ａが選択されている間には平滑化信号Ｐの傾きは信号Ａの傾きよりも小さくなり、信号Ｂが選択されている間には平滑化信号Ｐの傾きは信号Ｂの傾きよりも大きくなる。そのため、両信号Ａ，Ｂの切換わり時において信号Ａから信号Ｂに直接に選択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が信号Ａとの交点から信号Ｂ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Ａ，Ｂ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Ａ，Ｂ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、ローセレクト処理を行う場合、平滑化処理部３は、図５に示すように、両信号Ａ，Ｂに交わる二点間で両信号Ａ，Ｂよりも必ず小さ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Ａ，Ｂの偏差εの絶対値が閾値δ以下となる時刻ｔ１においてハイセレクト処理で選択される信号Ａの値の座標と、時刻ｔ０を過ぎて信号Ａ，Ｂの偏差εの絶対値が閾値δを超える時刻ｔ２においてローセレクト処理で選択される信号Ｂの値の座標とを結ぶ直線Ｑ２よりも値が大き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５中で、前記直線Ｑ２と、時刻ｔ１から時刻ｔ０までの範囲の信号Ａと、時刻ｔ０から時刻ｔ２までの範囲の信号Ｂとで囲まれる範囲内に収まるように生成される。このように平滑化処理部３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。

　なお、平滑化処理部３は、両信号Ａ，Ｂに交わる二点間で両信号Ａ，Ｂよりも必ず小さ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、ローセレクト処理で選択される信号Ａの値に、規定範囲を設定する閾値δから偏差εの絶対値を引いた値の二分の一を加算した値より大きくなるように平滑化信号Ｐを生成するようにしてもよい。この場合には、平滑化信号Ｐは、信号Ａ，Ｂの偏差εの絶対値が閾値δに等しくなる座標にて平滑化信号Ｐが両信号に接し、選択される信号に対して、閾値δから偏差εを減算した値の範囲内に収まるように生成される。このように平滑化処理部３で平滑化信号Ｐを生成する場合にも、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。

　本実施の形態における信号処理装置１にあっては、図１に示すように、上記した構成とは別に、ハイセレクト処理を行うため、二つの信号Ａ，Ｂ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４と、信号Ａと信号Ｂの偏差εが規定範囲内である場合に平滑化処理部３が生成する平滑化信号Ｐを出力信号Ｏ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４が出力する最大値信号Ｍａを選んで出力信号Ｏとして出力する出力信号調整部５を備えている。

　通常処理部４は、入力された二つの信号Ａ，Ｂ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４は、ハイセレクト処理を行うために設けられており、信号Ａと信号Ｂ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５へ出力する。通常処理部４は、ローセレクト処理を行いたい場合には、信号Ａ，Ｂのうち最小の値を最小値信号Ｍｉとして採用して出力信号調整部５へ出力することになる。

　なお、本実施の形態では、二つの信号Ａ，Ｂを比較して大きな値を持つ信号を最大値信号Ｍａとして採用して出力する通常処理部４を備えているので、信号抽出部２で信号Ａと信号Ｂが最大値信号と二番目に大きな信号のいずれに該当するのかを紐づけて出力する必要はない。通常処理部４は、前述のとおり、入力された二つの信号Ａ，Ｂを比較して大きな値を持つ信号を最大値信号Ｍａとして採用するが、信号抽出部２で信号Ａ，Ｂが最大値信号と二番目に大きな信号のいずれに該当するのかも判断するようにすれば、通常処理部４を信号抽出部２に統合することができる。

　出力信号調整部５は、平滑化処理部３で生成した平滑化信号Ｐと通常処理部４が出力する最大値信号Ｍａのうち一方を出力信号Ｏとし、この出力信号Ｏ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３からの平滑判定信号Ｚの入力を受け、この平滑判定信号Ｚによって、平滑化信号Ｐと最大値信号Ｍａのいずれを出力信号Ｏとするかを決定するようになっている。平滑化処理部３は、たとえば、信号Ａ，Ｂ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Ａ，Ｂ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５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５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５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３で行うのではなく、通常処理部４で行うようにしてもよい。

　以上までの処理を行うには、図６に示したように、まず、信号処理装置１は、複数の信号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を読み込む（ステップＦ１１）。つづいて、信号処理装置１は、信号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４から最も大きな値の信号と二番目に大きな値の信号を抽出する(ステップＦ１２)。さらに、信号処理装置１は、ハイセレクト処理を行うのであれば、ステップＦ１１で抽出した二つの信号を信号Ａ，Ｂとし、信号Ａと信号Ｂのうち最大値信号Ｍａを選択し、ローセレクト処理を行うのであれば、信号Ａと信号Ｂのうち最小値信号Ｍｉを選択する処理を行う（ステップＦ１３）。つづいて、信号処理装置１は、信号Ａ，Ｂおよびこれら信号Ａ，Ｂの偏差εから平滑化信号Ｐを生成する（ステップＦ１４）。信号処理装置１は、信号Ａ，Ｂ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Ｆ１５）。さらに、信号処理装置１は、平滑化判定信号Ｚに基づいて、ハイセレクト処理を行う場合には、平滑化信号Ｐと最大値信号Ｍａの一方を出力信号Ｏとして選択する処理を行い、ローセレクト処理を行う場合には、平滑化信号Ｐと最小値信号Ｍiの一方を出力信号Ｏとして選択する処理を行う（ステップＦ１６）。最後に、信号処理装置１は、出力信号Ｏを出力する（ステップＦ１７）。以上、一連の処理を繰り返し行うことで、信号処理装置１は、出力信号Ｏを繰り返し生成し出力することになる。

　つづいて、平滑化処理部３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３の第一の構成例では、図７に示すように、信号抽出部２が抽出した信号Ａと信号Ｂ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、信号Ａと信号Ｂ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、信号Ａと信号Ｂの偏差εから信号Ａの値に乗じるべき第一ゲインＧ_１と信号Ｂの値へ乗じるべき第二ゲインＧ_２とを求め、信号Ａ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、信号Ｂ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。

　第一ゲインＧ_１と第二ゲインＧ_２を求める手順を説明する。まず、図８に示すように、信号Ａが時間の経過とともに減少し、信号Ｂが時間の経過とともに増加し、時間ｔ０で信号Ａと信号Ｂとが交わる状況を考える。この実施の形態における信号処理装置１では、値の大きな信号を選択するハイセレクト処理を行う。信号Ａと信号Ｂとが同じ値になった時間ｔ０より前ではそれまで大きな値を持つ信号Ａを選択し、時間ｔ０以降は信号Ａよりも大きな値を持つ信号Ｂを選択すると、信号Ａから信号Ｂへ切換わる時間ｔ０において、出力される信号の変化率が急変してしまう。そこで、図９に示すように、信号Ａと信号Ｂの交点付近において両者を滑らかにつなぐ信号を生成して、これを出力信号Ｏとすれば、信号Ａから信号Ｂへ滑らかに変化させることができる。

　最初に単純な二つの信号を合成して、信号Ａと信号Ｂとを滑らかにつなぐ平滑化信号Ｐを求めることを考える。ｙ軸に信号の値を、ｘ軸に時間を採ったｘｙ座標において信号Ａと信号Ｂを合成する区間を０から１までの範囲で考え、信号Ａを一次関数ｙ＝－ｘ＋１とし、信号Ｂをｙ＝ｘとすると、信号Ａと信号Ｂは、グラフに示すと図１０に示すようになる。そして、求めたい平滑化信号Ｐは、図１０中一点鎖線で示すような曲線となり、信号Ａと信号Ｂを合成する区間０から１までの範囲では、この平滑化信号Ｐを信号Ａ或いは信号Ｂの代わりに出力する信号とすれば、出力される信号の変化率の急変が緩和される。

　このような信号Ａと信号Ｂに対して、図１１に示すように、信号Ａに乗じる第一ゲインＧ_１をｙ＝１－ｘ^２とし、信号Ｂに乗じる第二ゲインＧ_２をｙ＝１－（１－ｘ）^２とすると、図１２に示すように、信号Ａに第一ゲインＧ_１を乗じて得た第一加算信号Ｈ_１はｙ＝ｘ^３－ｘ^２－ｘ＋１となり、信号Ｂに第二ゲインＧ_２を乗じて得た第二加算信号Ｈ_２はｙ＝－ｘ^３＋２ｘ^２となり、第一加算信号Ｈ_１と第二加算信号Ｈ_２を加算して得た平滑化信号Ｐは、ｙ＝ｘ^２－ｘ＋１となる。

　図１０に示すように、信号Ａから平滑化信号Ｐへ切換わるのはｘ＝０の時点であり、平滑化信号Ｐから信号Ｂへ切換わるのはｘ＝１の時点となる。信号Ａがｙ＝－ｘ＋1で表され、その微分はｄｙ／ｄｘ＝－１となり、ｘ＝０の時点での信号Ａの微分値は－１となり、平滑化信号Ｐのｙ＝ｘ^２－ｘ＋１を微分するとｄｙ／ｄｘ＝２ｘ－１となり平滑化信号Ｐのｘ＝０での微分値は－１となる。また、信号Ｂがｙ＝ｘで表され、その微分はｄｙ／ｄｘ＝１となり、ｘ＝１の時点での信号Ｂの微分値は１となり、平滑化信号Ｐの微分ｄｙ／ｄｘ＝２ｘ－１にｘ＝１を代入してｘ＝１の時点での平滑化信号Ｐの微分値は１となる。よって、平滑化信号Ｐで信号Ａと信号Ｂとを繋ぐ際に、信号Ａから平滑化信号Ｐへ、平滑化信号Ｐから信号Ｂへ出力する信号を切換える際に信号の変化率は急変することがなく滑らかに変化することになる。さらに、平滑化信号Ｐは、二次曲線であるから平滑化信号Ｐの変化率も急変することがない。このように、信号Ａと信号Ｂにそれぞれ第一ゲインＧ_１と第二ゲインＧ_２を乗じて加算することで平滑化信号Ｐを求めることができる。

　つづいて、平滑化信号Ｐを求める手順を一般化する。信号Ａを時間ｔによって変化する関数ｙ＝ｆ_１（ｔ）とし、同様に信号Ｂを関数ｙ＝ｆ_２（ｔ）として、これら信号Ａと信号Ｂから平滑化信号Ｐを求める。

　図１３に示すように、信号Ａの値が減少し信号Ｂの値が増加して両者が交わる時点を含み、両者の偏差εの絶対値が閾値δ以下である区間について考える。閾値δは、偏差εと比較して、平滑化信号Ｐを有効とする規定範囲を規定する値となっている。前述したとおり、偏差εの絶対値が閾値δ以下の範囲を規定範囲とし、この規定範囲内では、平滑化信号Ｐを有効として、この範囲で信号Ａと信号Ｂの代わりに平滑化信号Ｐを出力すれば、信号Ａと信号Ｂの切換わりにおける信号の変化率の急変を緩和できる。

　まず、信号Ｂから信号Ａを差し引きして関数Ｆ１、ｙ＝ｆ_２（ｔ）－ｆ_１（ｔ）と、信号Ａから信号Ｂを差し引きして関数Ｆ２、ｙ＝ｆ_１（ｔ）－ｆ_２（ｔ）を得る。信号Ａと信号Ｂの偏差の絶対値が閾値δ以下である区間における関数Ｆ１，Ｆ２のグラフは、図１４に示すようになる。

　つづいて、前記のようにして得た関数Ｆ１，Ｆ２をｙ軸において０から１までの範囲で変化するよう正規化する。具体的には、図１５に示すように、関数Ｆ１，Ｆ２の右辺を閾値δで割り算して、関数Ｆ１をｙ＝（ｆ_２（ｔ）－ｆ_１（ｔ））／δで表現される関数Ｆ１_１に変換し、関数Ｆ２をｙ＝（ｆ_１（ｔ）－ｆ_２（ｔ））／δで表現される関数Ｆ２_１に変換して、ｙ軸において－１から１の範囲で変化する関数Ｆ１_１，Ｆ２_１を得る。さらに、図１６に示すように、関数Ｆ１_１，Ｆ２_１の右辺を２で割ってから０．５を加算して、関数Ｆ１_１をｙ＝（ｆ_２（ｔ）－ｆ_１（ｔ））／２δ＋０．５で表現される関数Ｆ１_２に変換し、関数Ｆ２_１をｙ＝（ｆ_１（ｔ）－ｆ_２（ｔ））／２δ＋０．５で表現される関数Ｆ２_２に変換して、ｙ軸において０から１の範囲で変化する関数Ｆ１_２，Ｆ２_２を得る。

　この正規化された関数Ｆ１_２，Ｆ２_２から第一ゲインＧ_１と第二ゲインＧ_２を求める。前述したように、第一ゲインＧ_１と第二ゲインＧ_２を二次関数として、関数Ｆ１_２に第一ゲインＧ_１を乗じて第一加算信号Ｈ_１を得て、さらに、関数Ｆ２_２に第二にゲインＧ_２を乗じて第二加算信号Ｈ_２を得て、第一加算信号Ｈ_１と第二加算信号Ｈ_２を加算して得た平滑化信号Ｐが二次関数になるようにすれば、信号Ａと信号Ｂを平滑化信号Ｐで繋いだ際の繋ぎ目においても平滑化信号Ｐにおいても信号の変化率が急変しない。そこで、関数Ｆ１_２，Ｆ２_２の右辺をそれぞれ二乗して１から引いて、第一ゲインＧ_１をＧ_１＝－｛（ｆ_２（ｔ）－ｆ_１（ｔ））／２δ＋０．５｝^２＋１とし、第二ゲインＧ_２をＧ_２＝－｛（ｆ_１（ｔ）－ｆ_２（ｔ））／２δ＋０．５｝^２＋１とすれば、図１７に示すように、単純な信号を合成する際に求めた第一ゲインＧ_１と第二ゲインＧ_２と同様の第一ゲインＧ_１と第二ゲインＧ_２を得ることができる。信号Ａから信号Ｂを引いて得た偏差をεとすると、第一ゲインＧ_１をＧ_１＝－（－ε／２δ＋０．５）^２＋１で表すことができ、第二ゲインＧ_２をＧ_２＝－（ε／２δ＋０．５）^２＋１で表すことができる。

　このように、信号Ａと信号Ｂとから関数Ｆ１_２，Ｆ２_２を得て、第一ゲインＧ_１と第二ゲインＧ_２を求めることで、信号Ａおよび信号Ｂの状況によらず一般化することができる。よって、予め閾値δを決めておけば偏差εを求めるだけで、第一ゲインＧ_１と第二ゲインＧ_２を求めることができる。したがって、第一ゲインＧ_１と第二ゲインＧ_２をマップ化し、偏差εからマップ演算することで第一ゲインＧ_１と第二ゲインＧ_２を求めることもできる。前述したように信号Ａと信号Ｂとから正規化された関数Ｆ１_２，Ｆ２_２を得て第一ゲインＧ_１と第二ゲインＧ_２を求めることで、演算が容易となる利点があるが、正規化した信号Ａから直接に第一ゲインＧ_１を求めるとともに、正規化した信号Ｂから直接に第二ゲインＧ_２を求めることも可能である。

　次に、信号Ａと信号Ｂの偏差εの絶対値が閾値δ以下である区間について、信号Ａと信号Ｂを正規化する。第一ゲインＧ_１と第二ゲインＧ_２は、正規化した関数Ｆ１_２，Ｆ２_２から求めているため、第一ゲインＧ_１と第二ゲインＧ_２をそれぞれ対応する信号Ａと信号Ｂに乗じるには、信号Ａと信号Ｂの正規化が必要となる。つまり、正規化された信号Ａに第一ゲインＧ_１を乗じて得た第一加算信号Ｈ_１と正規化された信号Ｂに第二ゲインＧ_２を乗じて得た第二加算信号Ｈ_２とを加算して得られる平滑化信号を、信号Ａと信号Ｂを正規化した手順とは逆の手順で正規化前の状態に戻せば、目的とする平滑化信号Ｐを得ることができる。

　まず、信号Ａと信号Ｂを正規化する手順を説明する。信号Ａと信号Ｂを加算するとともに、これを２で割り、閾値δの二分の一の値を引き算することで補正値γを得る。具体的には、補正値γ＝（ｆ_１（ｔ）＋ｆ_２（ｔ））／２－δ／２となる。

　この補正値γを信号Ａおよび信号Ｂから引き算して、信号Ａ１と信号Ｂ１を得る。信号Ａ１は、ｙ＝ｆ_１（ｔ）－｛（ｆ_１（ｔ）＋ｆ_２（ｔ））／２－δ／２｝となり、信号Ｂ１は、ｙ＝ｆ_２（ｔ）－｛（ｆ_１（ｔ）＋ｆ_２（ｔ））／２－δ／２｝となり、ｙ軸において０から閾値δの範囲を示すと信号Ａ１，信号Ｂ１は、図１８のグラフに示すように変化する。

　さらに、信号Ａ１，Ｂ１の右辺を閾値δで割ると、信号Ａおよび信号Ｂが正規化された信号Ａ２，Ｂ２を得ることができる。信号Ａ２は、ｙ＝［ｆ_１（ｔ）－｛（ｆ_１（ｔ）＋ｆ_２（ｔ））／２－δ／２｝］／δとなり、信号Ｂ２は、ｙ＝［ｆ_２（ｔ）－｛（ｆ_１（ｔ）＋ｆ_２（ｔ））／２－δ／２｝］／δとなり、ｙ軸において０から１の範囲を示すと信号Ａ２，信号Ｂ２は、図１９のグラフに示すように変化する。

　このように信号Ａを正規化して得た信号Ａ２に前記関数Ｆ１_２から求めた第一ゲインＧ_１を乗じて第一加算信号Ｈ_１を得る。第一加算信号Ｈ_１は、Ｈ_１＝Ａ２×Ｇ_１で演算される。さらに、信号Ｂを正規化して得た信号Ｂ２に前記関数Ｆ２_２から求めた第二ゲインＧ_２を乗じて第二加算信号Ｈ_２を得る。第二加算信号Ｈ_２は、Ｈ_２＝Ｂ２×Ｇ_２で演算される。

　そして、第一加算信号Ｈ_１と第二加算信号Ｈ_２とを加算して正規化された平滑化信号Ｐ１を得る。正規化された平滑化信号Ｐ１は、Ｐ１＝Ｈ_１＋Ｈ_２＝Ａ２×Ｇ_１＋Ｂ２×Ｇ_２となり、図１９のグラフに示すように表すことができる。

　ここで求めた平滑化信号Ｐ１は、正規化された状態となっているので、正規化された平滑化信号Ｐ１を閾値δと前述の補正値γを利用して、正規化される前の状態に変換する。

　具体的には、変換後の平滑化信号Ｐ＝δ×（Ｈ_１＋Ｈ_２）＋γ＝δ×（Ａ２×Ｇ_１＋Ｂ２×Ｇ_２）＋γとなり、図２０に示すように、平滑化信号Ｐは、信号Ａと信号Ｂ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。

　前記説明では、平滑化信号Ｐを生成する区間において、信号Ａが信号Ｂに交わった後に信号Ａが信号Ｂよりも小さくなり、信号Ａに対しては第一ゲインＧ_１を乗じて、信号Ｂに対しては第二ゲインＧ_２を乗じて平滑化信号Ｐを得ることになるが、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、二つの信号Ａ，Ｂ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Ａ，Ｂ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。より詳細には、平滑化信号Ｐの演算上、信号Ａが信号Ｂと交わる時点までは、大きな値の信号Ａから小さな値の信号Ｂを引き算して偏差εを求めてｆ_１（ｔ）の値に信号Ａの値を入力するとともにｆ_２（ｔ）の値に信号Ｂの値を入力し、信号Ａが信号Ｂと交わってからは、大きな値の信号Ｂから小さな値の信号Ａを引き算して偏差εを求めてｆ_１（ｔ）の値に信号Ｂの値を入力するとともにｆ_２（ｔ）の値に信号Ｂの値を入力するようにして得た平滑化信号Ｐの値は、信号Ａから信号Ｂを引き算して偏差εを求めてｆ_１（ｔ）の値に信号Ａの値を入力するとともにｆ_２（ｔ）の値に信号Ｂの値を入力して求めた平滑化信号Ｐの値に一致する。

　したがって、常に、二つの信号Ａ，Ｂのうち、大きな値をもつ信号に対して第一ゲインＧ₁を乗じて、小さな値を持つ信号に第二ゲインＧ_２を乗じるようにして、平滑化信号Ｐを得ることができる。よって、信号Ａをｆ_１（ｔ）として、信号Ｂ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をＧ_１＝－（－ε／２δ＋０．５）^２＋１で求め、第二ゲインＧ_２をＧ_２＝－（ε／２δ＋０．５）^２＋１で求め、補正値γをγ＝（ｆ_１（ｔ）＋ｆ_２（ｔ））／２－δ／２で求めることができる。そして、或る時間Ｔにおける平滑化信号Ｐを求めるには、時間Ｔにおける信号Ａの値ｆ_１（Ｔ）＝ａ、時間Ｔにおける信号Ｂの値ｆ_２（Ｔ）＝ｂである場合、値ａ，ｂを前記各式に代入して演算すればよい。さらに、信号Ａおよび信号Ｂの正規化についても、正規化後の信号Ａの値をａ２とすればａ２＝［ａ－｛（ａ＋ｂ）／２－δ／２｝］／δで演算され、正規化後の信号Ｂの値をｂ２とすればｂ２＝［ｂ－｛（ａ＋ｂ）／２－δ／２｝］／δで演算され、平滑化信号Ｐは、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。以上から理解できるように、平滑化処理部３における信号生成部３１１は、信号Ａと信号Ｂ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。

　なお、偏差εの絶対値と閾値δとを比較して平滑化信号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ことに代えて、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と閾値δの比較で前記同様の判断が可能である。この判断において、偏差εを、たとえば、常に、信号Ａ，Ｂのうち一方から信号Ａ，Ｂ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、信号Ａと信号Ｂ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、信号処理装置１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、信号Ａと信号Ｂ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、信号Ａをｆ_１（ｔ）として信号Ｂ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、前述したところと同様に、正規化後の信号Ａの値をａ２、正規化後の信号Ｂの値をｂ２として、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。このように三角関数を用いても、信号Ａから信号Ｂへ、或いは、信号Ｂから信号Ａ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Ａ，Ｂ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。

　なお、信号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４から一番小さな値の信号を選択する、所謂ローセレクト処理する場合には、信号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４から一番小さな値の信号と二番目に小さな値の信号を信号Ａ，Ｂとして平滑化信号Ｐを生成することも可能である。その場合、信号Ａと信号Ｂの偏差εを用い、第一ゲインＧ_１をＧ_１＝－（－ε／２δ＋０．５）^２＋１で表すことができ、第二ゲインＧ_２をＧ_２＝－（ε／２δ＋０．５）^２＋１で表すことができる。たとえば、ローセレクト処理で選択される信号を信号Ａとすると、信号Ａを正規化して前記の第一ゲインＧ_１に乗じて第一加算信号Ｈ_１を得るとともに、選択されていない信号である信号Ｂを正規化して前記の第二ゲインＧ_２に乗じて第二加算信号Ｈ_２を得て、平滑化信号Ｐを得るようにすれば、信号処理装置１にてローセレクト処理して信号を選択する場合にも信号Ａ，Ｂの切換わりにおいて滑らかに信号Ａ，Ｂ同士を繋ぐことができ、信号Ａ，Ｂの切換わり時において、信号の変化率の急変を緩和することができる。

　ローセレクト処理する場合にも、第一ゲインＧ_１と第二ゲインＧ_２を三角関数を用いて導出することが可能である。そして、この場合、信号Ａをｆ_１（ｔ）として、信号Ｂ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、前述したところと同様に、正規化後の信号Ａの値をａ２、正規化後の信号Ｂの値をｂ２として、第一加算信号Ｈ_１をＨ_１＝ａ２×Ｇ_１で求め、第二加算信号Ｈ_２をＨ_２＝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、信号Ａから信号Ｂへ、或いは、信号Ｂから信号Ａ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関数を用いて表現してもよい。

　以上のように、出力信号調整部５では、信号Ａと信号Ｂの偏差εが閾値δ以下となると、平滑化信号Ｐを出力信号Ｏとして出力することで、選択される信号が切換る際の出力信号Ｏの変化率の急変を緩和することができる。ここで、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、信号Ａと信号Ｂ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は信号Ａの値、ｂは信号Ｂ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５は、平滑化信号Ｐを出力信号Ｏとするが、偏差εの絶対値が０である場合、出力信号Ｏは信号Ａ或いは信号Ｂに閾値δの０．２５倍の値を加算した値となる。つまり、信号Ａ，Ｂのいずれをハイセレクト処理しても平滑化信号Ｐの値は、信号Ａ，Ｂと乖離した値となる。すると、信号Ａの値と信号Ｂの値の両方が０となる場合であっても、出力信号Ｏの値は０．２５δとなって、０になることがない。そのため、図７に示した平滑化処理部３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と信号Ａと信号Ｂ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、急変緩和処理部３１３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、信号Ａと信号Ｂ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よりも小さな値の下限値δｍｉｎが設定されており、前記した平均値が下限値δｍｉｎより小さい場合には、閾値δの値は下限値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、信号Ａと信号Ｂとが０或いは０近傍の値をとる際に、出力信号Ｏが信号Ａおよび信号Ｂ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、車両のばね上部材の制振制御に使用されるばね上制御用電流指令とばね下部材の制振制御に使用されるばね下制御用電流指令を信号として取り込んで出力信号Ｏを出力し、出力信号Ｏに基づいて車両のばね上部材とばね下部材との間に介装したダンパの減衰力を制御するようなサスペンションシステムに信号処理装置１を適用し、出力信号Ｏによってダンパの減衰力を調整する場合を考える。そして、たとえば、ハイセレクト処理により、二つの信号のうち信号Ａを選択する場合、車両が停車してばね上部材もばね下部材も停止していて信号Ａも信号Ｂも０となっているのに、信号処理装置から信号Ａから乖離する一定値を持つ出力信号Ｏが出力されてしまうと、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を備えた信号処理装置１の場合、信号Ａと信号Ｂ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の値も小さくなり、平滑化信号Ｐが出力信号Ｏとして選択されて出力されても、出力信号Ｏの値は０近傍の小さな値となる。よって、信号処理装置１をサスペンションシステムの信号処理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とばね下部材が振動せずに信号Ａと信号Ｂとがともに０となるような状況で、ダンパの減衰力調整部への制御指令が出力され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、信号Ａと信号Ｂとがともに０となる場合に出力される出力信号Ｏ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、信号Ａと信号Ｂ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。また、この実施の形態の場合、信号処理装置１がハイセレクト処理を行うため、信号Ａと信号Ｂの平均値によって閾値δを変更するのではなく、ハイセレクト処理によって選択された信号の値が基準値δｉｎｉよりも小さいと閾値δの値を選択された信号の値に更新するようにしてもよい。ローセレクト処理する場合にも、信号Ａと信号Ｂの平均値を利用することの他、ローセレクト処理によって選択された信号の値が基準値δｉｎｉよりも小さいと閾値δの値を選択された信号の値に更新するようにすることも可能である。このように、ハイセクト処理を行う場合もローセレクト処理を行う場合も、閾値δの値を、信号Ａ或いは信号Ｂの大きさに関わる情報によって変更するようにすればよい。

　なお、偏差εの絶対値が閾値δ以下となっても、信号Ａと信号Ｂの平均値が最小値δｍｉｎ以下となるような０近傍の値をとる場合、出力信号調整部５において平滑化信号Ｐではなくハイセレクト処理する際には信号Ａ，Ｂのうち最大値を、ローセレクト処理する際には信号Ａ，Ｂのうち最小値を出力信号Ｏとして出力させることで、信号Ａおよび信号Ｂが共に０となるときは出力信号Ｏを０にできる。

　また、本実施の形態の平滑化処理部３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、信号Ａと信号Ｂ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Ａ，Ｂ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Ａ，Ｂ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、信号Ａおよび信号Ｂ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。

　対して、信号Ａと信号Ｂ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が振動的に変化しながら０へ向けて変化してもその周波数は低いことから、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、出力信号Ｏは、信号Ａと信号Ｂ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Ａと信号Ｂ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、規定範囲が徐々に小さくなり、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、出力信号Ｏは、信号Ａと信号Ｂ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。したがって、信号処理装置１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を行いたい場面では、信号Ａと信号Ｂとが振動的で偶々両者が０或いは０近傍の値をとるような状況であっても出力信号Ｏ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、信号処理装置１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。

　平滑化判定信号生成部３１４は、信号Ａと信号Ｂ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５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５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、通常処理部４または出力信号調整部５に統合してもよい。また、平滑化判定信号生成部３１４において、大きな値の信号から小さな値の信号を差し引くことで偏差εを求める場合、絶対値処理が不要であり、信号抽出部２で信号Ａと信号Ｂのいずれが大きな値であるかについての情報も得るようにしておけば、平滑化判定信号生成部３１４における演算も容易となる。

　なお、この平滑化処理部３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５で判断するようにしているが、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３は、平滑化信号Ｐを偏差εに基づいて、信号Ａと信号Ｂ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３の他のバリエーションとして、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３では、図２１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Ａ，Ｂの入力を受けると、両信号Ａ，Ｂ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、入力される信号Ａと信号Ｂの偏差εを求め、偏差εに基づいて信号Ａ，Ｂ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、信号Ａと信号Ｂとを平滑化信号Ｐで滑らかにつなぐには、図１０に示したのと同様に、ｙ軸に信号の値を、ｘ軸に時間を採ったｘｙ座標において考えると、平滑化信号Ｐは、ｙ＝ｘ^２－ｘ＋１となる。ハイセレクト処理を行う場合、図１０中で信号Ａと信号Ｂとが交差する時間ｔ０より前では、信号Ａが最も大きな値の信号として選択される。信号Ａは、ｙ＝－ｘ＋１であるから平滑化信号Ｐと信号Ａとの差を関数で表現すると、ｙ＝ｘ^２となる。この差を加算値ａｖとして求めれば、信号Ａに加算値ａｖを求めて加算するだけで平滑化信号Ｐを求めることができる。また、信号Ａと信号Ｂとが交差する時間ｔ０以降は、信号Ｂが最も大きな値の信号として選択されるが、信号Ｂは、ｙ＝ｘであるから平滑化信号Ｐと信号Ｂとの差を関数で表現すると、ｙ＝（ｘ－１）^２となる。つまり、平滑化信号Ｐは、図中のｘ＝ｔ０の線を中心として線対象であることが分かる。

　時間ｔ０は、偏差εが０となった時点であり、その時点における平滑化信号Ｐと、信号Ａおよび信号Ｂとの差の値は、閾値δを用いればδ／４となること、偏差εの絶対値が閾値δ以下となる場合に、信号Ａの代わりに平滑化信号Ｐを出力すること、さらには、時間ｔ０以前においても時間ｔ０以降においても偏差εの絶対値が閾値δとなるときに加算値ａｖが０となることを考え、信号Ａと平滑化信号Ｐの差を、偏差εをパラメータの関数に書き直すと、図２２に示すように、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、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。

　また、加算値ａｖを偏差εについて微分すると、加算値の微分値ａｖ’＝（｜ε｜－δ）／２δ（ただし、０≦｜ε｜≦δ）となる。｜ε｜＝０の時、加算値の微分値ａｖ’＝－１／２となり、｜ε｜＝δの時、加算値ａｖの微分値ａｖ’＝０となる。加算値ａｖの微分値ａｖ’は、加算値ａｖの傾きを示しているから、｜ε｜＝０の時に加算値ａｖの微分値ａｖ’が－１／２となり、｜ε｜＝δの時に加算値ａｖの微分値ａｖ’が－１／２となることを、さらには、図２２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、信号Ａと信号Ｂとを滑らかにつなぐ平滑化信号Ｐを得ることができる。したがって、加算値ａｖは、ａｖ＝（δ－｜ε｜）^２／４δ（ただし、０≦｜ε｜≦δ）の関係式のほか、前記条件を満たすように設計された関数或いはマップを用いることで求めることができる。なお、加算値ａｖを求める関数或いはマップは、平滑化信号Ｐで信号Ａと信号Ｂを滑らかにつなぐうえで実用上問題がなければ、｜ε｜＝０の時における加算値の微分値ａｖ’の値と｜ε｜＝δの時における加算値の微分値ａｖ’の値が前記条件に厳密に合致していなくとも使用することができる。よって、加算値ａｖを求める関数或いはマップは、前記条件から多少外れても実用上問題のない範囲であれば、自由に調節可能である。なお、信号処理装置１がローセレクト処理する場合には、加算値ａｖをａｖ＝－（δ－｜ε｜）^２／４δ（ただし、０≦｜ε｜≦δ）を演算することで求めればよい。

　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、加算値演算部３２２１から入力される加算値ａｖに、信号Ａ，Ｂの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Ａ、Ｂの値をとった図２３に示すマップを用いて、信号Ａ，Ｂ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Ａ，Ｂ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Ａ，Ｂ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Ａ，Ｂ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、０近傍の小さな正の値に設定され、信号上限閾値Ｓｍａｘは、信号処理装置１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Ａ，Ｂ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の演算の結果は信号Ａ或いは信号Ｂ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、信号処理装置１は、常に信号Ａと信号Ｂ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、信号Ａ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、この値が信号Ａと信号Ｂ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、信号Ａと信号Ｂ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５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５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、通常処理部４または出力信号調整部５に統合してもよい。

　このように、平滑化処理部３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５で出力信号Ｏとして採用すれば、信号Ａ，Ｂ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３にあっては、加算値ａｖをハイセレクト処理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Ａ，Ｂ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を出力信号Ｏとして出力するようにすれば、信号Ａ，Ｂ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、図２４に示した第二の実施の形態の信号処理装置のように、平滑化信号生成部３２４、通常処理部４および出力信号調整部５を廃止して、平滑化信号Ｐをそのまま出力信号Ｏとする態様も可能である。また、前述したところでは、平滑化信号Ｐについて信号Ａ或いは信号Ｂの代用として用いることに代えて、図２５に示した第三の実施の形態の信号処理装置のように、平滑化処理部３が最大値算出部３２１および平滑化信号生成部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４の出力する信号と加算値ａｖを出力信号調整部５で加算して出力信号Ｏとして出力させてもよい。加算値ａｖを求める場合、平滑化処理部３は、偏差εの絶対値が閾値δを超えており、偏差εが規定範囲を超える状況では加算値ａｖは０をとり、規定範囲内であれば信号の変化率の急変を緩和することができる値の加算値ａｖを出力するので、この加算値ａｖを平滑化信号Ｐとして出力すれば、常に、加算値ａｖを選択される信号に加算して出力すれば自動的に信号の値を緩和することができる信号が出力されることになる。このようにしても、結果的に平滑化信号Ｐが規定範囲で有効となる。

　また、平滑化処理部３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Ａ，Ｂ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Ａ，Ｂ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Ａ，Ｂ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Ａ，Ｂ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。

　車両のばね上部材の制振制御に使用されるばね上制御用電流指令とばね下部材の制振制御に使用されるばね下制御用電流指令を信号として取り込んで、制御指令を生成し、制御指令に基づいて車両のばね上部材とばね下部材との間に介装したダンパの減衰力を制御するようなサスペンションシステムに信号処理装置１を適用し、平滑化信号Ｐによってダンパ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もばね下部材も停止していて信号Ａ，Ｂのうち選択されている信号が０となっているのに、信号処理装置１から信号Ａ，Ｂのうち選択されている信号から大きく乖離する平滑化信号Ｐが出力されてしまうこともなくなる。前記のようなサスペンションシステムに適用する場合には、図２３に示すように、信号Ａ，Ｂのうち選択されている信号が信号加減閾値Ｓｍｉｎ未満である場合の加算値ゲインＫａｖについて、信号Ａ，Ｂのうち選択されている信号が０となる場合に加算値ゲインＫａｖも０となるように設定することで、信号Ａ，Ｂのうち選択されている信号が０の時に平滑化信号Ｐを０にすることができ、停車中にもかかわらずダンパの減衰力調整部へ０ではない制御指令を出力し続けるといった事態も回避される。

　また、加算値ゲイン乗算部３２２２は、信号Ａ，Ｂ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３は、信号Ａ，Ｂのうち選択されている信号が信号処理装置１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、信号処理装置１が平滑化信号Ｐを出力する場合でも平滑化信号Ｐを信号処理装置１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。

　また、ローセレクト処理を行う場合には、加算値ゲイン乗算部３２２２での加算値ゲインＫａｖの決定に当たり、ハイセレクト処理とは異なり、信号Ａと信号Ｂのうち低い値の信号が選択されるため、低い値の信号の値を用いるか或いは信号Ａ，Ｂの平均値を用いて、この値と信号下限閾値Ｓｍｉｎおよび信号上限閾値Ｓｍａｘとを比較して加算値ゲインＫａｖを決定すればよい。このように、加算値ゲイン乗算部３２２２は、信号Ａ，Ｂの一方または両方の大きさに関わる情報により、加算値ゲインＫａｖを変更することで、信号Ａ，Ｂのうち選択されている信号が０となるような場合に平滑化信号Ｐを０にすることができるとともに、平滑信号Ｐが信号処理装置１の出力上限値を超えないようにすることができる。ローセレクト処理する場合にも、平滑化処理部３は、ローセレクト処理によって選択される信号と加算値ａｖを加算して平滑化信号Ｐを求めることで、これを出力信号Ｏとして採用する態様も可能であるし、加算値ａｖを平滑化信号Ｐとして出力して出力信号調整部５でローセレクト処理によって選択された信号に加算値ａｖを加算して出力信号Ｏを求めて出力させるようにすることも可能である。

　なお、平滑化処理部３にあっては、図２６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Ａ，Ｂ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出力信号Ｏの値の急変が緩和される。対して、信号Ａと信号Ｂ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、出力信号Ｏは、ハイセレクト処理或いはローセレクト処理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、信号処理装置１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を行いたい場面では、信号Ａと信号Ｂとが高周波で振動的で偶々両者が０或いは０近傍の値をとるような状況であっても出力信号Ｏの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、信号処理装置１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。

　また、前記説明では、正の値を持つ信号を処理することを前提に説明しているが、負の値を持つ信号の場合には、マイナスの下限値を０に補正して本発明に適用し、最後にその補正分を戻す処理を行うようにすればよい。さらに、ハイセレクト処理、ローセレクト処理ともに、信号の符号に対して、信号のオフセットまたは信号を反転させれば本発明を適用でき、オフセットした場合にはオフセット分を戻す処理を行えばよい。

　信号処理装置１は、以上のように構成され、複数の信号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が信号処理装置１に入力されると、信号抽出部２によって信号Ａと信号Ｂが抽出され、平滑化処理部３では、偏差εに基づいて平滑化信号Ｐが生成される。

　平滑化信号Ｐは、値の大きな信号が選択される場合、二つの信号Ａ，Ｂに交わる二点間では二つの信号Ａ，Ｂの値よりも大きな値を持つように偏差εに基づいて生成され、または、値の小さな信号を選択される場合、二つの信号Ａ，Ｂに交わる二点間では二つの信号Ａ，Ｂの値よりも小さな値を持つように偏差εに基づいて生成される。そのため、信号Ａが選択されている間には平滑化信号Ｐの傾きは信号Ａの傾きよりも大きくなり、信号Ｂが選択されている間には平滑化信号Ｐの傾きは信号Ｂの傾きよりも小さくなる。両信号Ａ，Ｂの切換わり時において信号Ａから信号Ｂ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が信号Ａとの交点から信号Ｂの交点までの二点間で採用することで、信号処理装置１は、信号Ａ，Ｂ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。よって、本発明の信号処理装置１によれば、信号Ａと信号Ｂの信号切換わりの際の信号の変化率を緩和することができる。

　さらに、平滑化処理部３は、信号の大きさ軸と時間軸の平面において、信号Ａ，Ｂのうち値の大きな信号が選択される場合、両信号Ａ，Ｂに交わる二点間で両信号Ａ，Ｂよりも必ず大きな値となることの条件に加えて、偏差εが規定範囲内に入る時刻に選択されている信号の値の座標と、偏差εが規定範囲外に出る時刻に選択されている信号の値の座標とを結ぶ直線よりも値が小さくなるように平滑化信号Ｐを生成し、または、信号Ａ，Ｂのうち値の小さな信号が選択される場合、両信号Ａ，Ｂに交わる二点間で両信号Ａ，Ｂよりも必ず小さな値となることの条件に加えて、偏差εが規定範囲内に入る時刻に選択されている信号の値の座標と、偏差εが規定範囲外に出る時刻に選択されている信号の値の座標とを結ぶ直線よりも値が大きくなるように平滑化信号Ｐを生成する場合には、以下の利点がある。このような範囲で平滑化信号Ｐが生成されることによって、信号Ａが選択されている間には平滑化信号Ｐの傾きは信号Ａの傾きよりも大きくなり、信号Ｂが選択されている間には平滑化信号Ｐの傾きは信号Ｂの傾きよりも小さくなることに加え、滑らかに信号Ａ，Ｂを繋ぐことができるため、信号処理装置１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。

　また、さらに、二つの信号Ａ，Ｂのうち選択される信号と平滑化信号Ｐのいずれかを出力信号Ｏとして出力する出力信号調整部が二つの信号Ａ，Ｂの偏差εが規定範囲内であると平滑化信号Ｐを採用して出力信号Ｏとする場合には、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Ａ，Ｂ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Ａ，Ｂ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。よって、選択されていた信号から異なる信号へ切り換わる際に滑らかに信号が切換わって出力信号Ｏの平滑化が行われ、出力信号Ｏの変化率の急変を緩和することができる。

　そして、信号処理装置１が規定範囲を二つの信号の一方または両方の大きさに関わる情報に基づいて変更する場合には、信号処理装置１は、信号Ａと信号Ｂとが０近傍の値をとるようになる際に、閾値δの値を０に近づけて小さく変更することができる。このようにすることで、平滑化信号Ｐの値も小さくなって出力信号Ｏとして出力されるから、出力信号Ｏの値も０近傍の小さな値となる。信号Ａと信号Ｂとが０近傍の値をとるようになる際には、出力信号Ｏも０乃至０近傍の値をとるようにすることができるので、信号処理装置１を制御信号の処理に使用すると、制御信号としての出力信号を０とすべき時には、０を出力させることができ、制御装置側で無駄な電力消費をなくすることができる。よって、たとえば、信号処理装置１をサスペンションシステムの信号処理装置として使用し、ばね上制御用電流指令とばね下部材の制振制御に使用されるばね下制御用電流指令を信号Ａ，Ｂとして取り込む場合、車両が停車中であるようなばね上部材とばね下部材が振動せずに信号Ａと信号Ｂとがともに０となるような状況では、ダンパ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、消費電力も低減させることができる。

　つづいて、信号処理装置１が規定範囲の急変を緩和する急変緩和処理部を備える場合には、信号Ａと信号Ｂとがともに高周波で振動的に変化している最中に、偶々両信号が０或いは０近傍の値になるような場合には、規定範囲が小さくなりすぎることがなくなる。そのため、信号Ａおよび信号Ｂ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、信号処理装置１は、出力信号Ｏの急変を緩和することができる。対して、信号Ａと信号Ｂ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、規定範囲は徐々に小さくなり、規定範囲の縮小に伴って平滑化信号Ｐの値も小さくなるため、出力信号Ｏは、信号Ａと信号Ｂ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、信号処理装置１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を行いたい場面では、信号Ａと信号Ｂとが振動的で偶々両者が０或いは０近傍の値をとるような状況であっても出力信号Ｏ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。信号処理装置１が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。

　また、平滑化処理部３が平滑化信号Ｐと選択される信号Ａ，Ｂの差が二つの信号Ａ，Ｂの偏差εが大きいほど小さくなるように平滑化信号Ｐを生成するので、平滑化信号Ｐを滑らかな曲線として生成することができるとともに、信号Ａと平滑化信号Ｐとの接続点、信号Ｂと平滑化信号Ｐの接続点がともに滑らかになる。よって、信号処理装置１は、両信号Ａ，Ｂを平滑化するのに最適な平滑化信号Ｐを得ることができる。

　平滑化処理部３が信号Ａ，Ｂのうち選択される信号に偏差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を生成する場合には、信号処理装置１は、簡単に信号同士を滑らに繋ぐ理想的な平滑化信号Ｐを求めることができ、出力信号Ｏの変化率の急変をより効果的に緩和することができる。

　平滑化処理部３が加算値ａｖを二つの信号Ａ，Ｂの一方または両方の大きさに関わる情報に基づいて変更する加算値変更部を備える場合には、信号処理装置１は、以下の効果を奏することができる。信号Ａ，Ｂのうち選択されている信号が信号下限閾値Ｓｍｉｎ未満である場合に、加算値ａｖを小さくするようにすると、信号Ａ，Ｂのうち選択されている信号が０となっているのに、信号処理装置１から信号Ａ，Ｂのうち選択されている信号から大きく乖離する平滑化信号Ｐが出力されてしまうこともなくなる。また、信号Ａ，Ｂのうち選択されている信号が信号上限閾値Ｓｍａｘを超える場合には、加算値ａｖを小さくすると、信号Ａ，Ｂのうち選択されている信号が信号処理装置１の出力可能な信号の上限値に近い値となると信号処理装置１が平滑化信号Ｐを出力する場合でも平滑化信号Ｐを信号処理装置１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。よって、信号処理装置１は、サスペンションシステムに最適となり、システムの消費電力を低減させることができるとともに、リミッタ機能を発揮することができ、別途、システム側でリミッタを設けずに済む。

　さらに、加算値ａｖが二つの信号Ａ，Ｂの偏差εの二次関数を用いて表現される場合には、信号処理装置１は、簡単な演算を行うだけで、信号同士を滑らに繋ぐ理想的な平滑化信号Ｐを求めることができ、出力信号Ｏの変化率の急変をより効果的に緩和することができる。

　また、三つ以上の信号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４から、最大値と二番目に大きな値を持つ二つの信号Ａ，Ｂを抽出するか、或いは、最小値と二番目に小さな値を持つ二つの信号Ａ，Ｂを抽出して、平滑化処理部３へ抽出した二つの信号を入力する信号抽出部２を備える場合には、二つの信号Ａ，Ｂの抽出を信号抽出部２で行うことで、信号が増えても、平滑化処理部３の処理手順を変更する必要がなくなるので、プログラムも平易となる。

　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。

　本願は、２０１４年１２月４日に日本国特許庁に出願された特願２０１４－２４５９７９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 (11)

1. 　入力される二つの信号のうち選択される信号が切換わる際に平滑化信号を生成する信号処理装置であって、
   　値の大きな信号が選択される場合、前記二つの信号の切換わりの前後で前記二つの信号に交わる二点間では前記二つの信号の値よりも大きな値を持つ平滑化信号を前記二つの信号の偏差に基づいて生成し、値の小さな信号が選択される場合、前記二つの信号の切換わりの前後で前記二つの信号に交わる二点間では前記二つの信号の値よりも小さな値を持つ平滑化信号を前記二つの信号の偏差に基づいて生成する平滑化処理部を備える
   　ことを特徴とする信号処理装置。
2. 　前記平滑化処理部は、信号の大きさ軸と時間軸の平面において、
   　値の大きな信号が選択される場合、前記偏差が規定範囲内に入る時刻に選択されている信号の値の座標と、前記偏差が前記規定範囲外に出る時刻に選択されている信号の値の座標とを結ぶ直線よりも値が小さくなるように平滑化信号を生成し、
   　値の小さな信号が選択される場合、前記偏差が規定範囲内に入る時刻に選択されている信号の値の座標と、前記偏差が前記規定範囲外に出る時刻に選択されている信号の値の座標とを結ぶ直線よりも値が大きくなるように平滑化信号を生成する
   　ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
3. 　前記平滑化処理部は、信号の大きさ軸と時間軸の平面において、
   　値の大きな信号が選択される場合、前記偏差が規定範囲内に入ると、選択されている信号の値に、前記規定範囲を設定する閾値から前記偏差の絶対値を引いた値の二分の一を加算した値より小さくなるように平滑化信号を生成し、
   　値の小さな信号が選択される場合、前記偏差が規定範囲内に入ると、選択されている信号の値から、前記規定範囲を設定する閾値から前記偏差の絶対値を引いた値の二分の一を減算した値より大きくなるように平滑化信号を生成する
   　ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
4. 　前記平滑化処理部は、前記平滑化信号と前記選択される信号の差が前記二つの信号の偏差が大きいほど小さくなるように前記平滑化信号を生成する
   　ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
5. 　前記平滑化処理部は、前記選択される信号に前記偏差に基づいて求めた加算値を加算することで前記平滑化信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
6. 　前記平滑化処理部は、前記加算値を前記二つの信号の一方または両方の大きさに関わる情報に基づいて変更する加算値変更部を備えた
   　ことを特徴とする請求項５に記載の信号処理装置。
7. 　前記加算値は、前記二つの信号の偏差の二次関数を用いて表現される
   　ことを特徴とする請求項５に記載の信号処理装置。
8. 　前記二つの信号のうち選択される信号と前記平滑化信号のいずれかを出力信号として出力する出力信号調整部を備え、
   　前記出力信号調整部は、前記二つの信号の偏差が規定範囲内であると前記平滑化信号を採用する
   　ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の信号処理装置。
9. 　前記規定範囲は、前記二つの信号の一方または両方の大きさに関わる情報に基づいて変更される
   　ことを特徴とする請求項８に記載の信号処理装置。
10. 　前記規定範囲の急変を緩和する急変緩和処理部を備えた
    　ことを特徴とする請求項９に記載の信号処理装置。
11. 　三つ以上の信号から、最大値と二番目に大きな値を持つ二つの信号を抽出するか、或いは、最小値と二番目に小さな値を持つ二つの信号を抽出して、前記平滑化処理部へ抽出した二つの信号を入力する信号抽出部を備えた
    　ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の信号処理装置。

Images