JPH09215207A - 監視システム、ホスト装置及び監視システムのニューラルネットワーク発生方法 - Google Patents

監視システム、ホスト装置及び監視システムのニューラルネットワーク発生方法

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JPH09215207A
JPH09215207A JP8290165A JP29016596A JPH09215207A JP H09215207 A JPH09215207 A JP H09215207A JP 8290165 A JP8290165 A JP 8290165A JP 29016596 A JP29016596 A JP 29016596A JP H09215207 A JPH09215207 A JP H09215207A
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discharge
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battery
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パティロン ジャン−ノエル
Olivier Gerard
ゲラール オリビエ
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    • G01R31/367Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電/充電サイクルを有するバッテリを監視
するシステムにおいて、予め設定されたバッテリ放電電
圧のしきい値に到達する瞬時に関する予測情報を提供す
る。 【解決手段】 第1ニューラルネットワークNN1は、
放電電圧のしきい値VTHを放電周期の開始tO で収集す
るとともに、バッテリがこのしきい値VTHに到達する瞬
時tTHを計算し及び提供する。第2及び第3ニューラル
ネットワークNN2及びNN3は、開始瞬時tO で、開
始電圧VO 、時間経過ΔtO 後の開始変動ΔVO 及び放
電/充電サイクルの以前の開始数NO の測定を収集する
とともに、近似パラメータWjB のセット及びこれらに対
応する訂正パラメータWjC のセットを計算し及び発生さ
せ、これらパラメータを加算して、第1ニューラルネッ
トワークNN1に課される動作パラメータWjA を発生さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スマートバッテリ
を形成するために充電可能なバッテリの放電/充電サイ
クルを開始する監視システムに関するものである。同様
に、本発明は、スマートバッテリを含むホスト装置に関
するものである。
【0002】本発明は、例えば個人用又は職務用のセル
ラー電話機、コードレスツール、ポータブルコンピュー
タ、玩具等のような充電可能なバッテリを設備した変調
装置に適用される。
【0003】
【従来の技術】スマートバッテリは、充電の状態を監視
するシステムに結合した充電可能なバッテリを意味する
ものと理解されたい。このシステムは、バッテリの充電
状態のデータを収集する手段と、将来の放電状態に関す
る計算された予測情報信号を発生させる手段とを具え
る。
【0004】将来の放電状態についての予測情報信号を
充電可能な電池に対して決定する際に課される技術的な
問題は、バッテリの製造パラメータの変動及びホスト装
置のユーザの癖の変動に依存する。
【0005】個別に考察されるバッテリの製造パラメー
タの変動は、同タイプのバッテリの製造中の構成データ
の拡大が原因となる。
【0006】ユーザの癖が変動するのは使用に適切でな
く、これによってバッテリが損傷されるとともに後の充
電の見込みに悪影響を及ぼす。これらの不適切な使用の
癖には、長時間の充電、又は、過度に放電されたバッテ
リの頻繁な充電がある。
【0007】他の技術的な問題は、充電可能なバッテリ
の現在の用途において、利用できるエネルギーの量に関
して所定の瞬時で非常に正確であることを要求している
ことにある。
【0008】ニューラルネットワークを利用するバッテ
リの充電状態を監視するシステムは、1991年4 月8 〜10
日にポルトガルのリスボンでの"10TH EUROPEAN PHOTOVO
LTAIC SOLAR ENERGY CONFERENCE"におけるMARCUS STOLL
による"NEURAL NETWARK, A PROPER APPROACH THE ENERG
Y MANAGEMENT PROBLEM" という表題の刊行物のの427〜4
30 頁から既に既知である。
【0009】引用した刊行物は、充電システム(RE
S)の鉛蓄電池の充電状態(SOC)を推定するタスク
を引き受けるニューラルネットワークの使用が記載され
ている。引用した刊行物によれば、充電状態(SOC)
の決定は、バッテリのエネルギーレベルを監視するのを
実行すべき重要なタスクである。より詳細には、充電状
態を推定することにより、継続できるエネルギーの使用
を計画し、ホスト装置の使用状態を最適にし、かつ、バ
ッテリの放電/充電サイクルの種々の周期に関する限定
を行うことができる。
【0010】ニューラルネットワークを、充電状態(S
OC)の推定においてデータベースに関連させる。コス
トを低減するために、ニューラルネットワークは、バッ
テリの放電範囲のごく一部のみ係わらせる。放電電流は
大抵の時間中非常に小さいので、ニューラルネットワー
クの関わりはこの範囲にある。
【0011】ニューラルネットワークの学習周期におい
て、放電電流、放電電圧及び使用の標準状態の下、すな
わち20℃の固定温度及び固定電流での充電状態を含むデ
ータベースが使用されている。これに加えて、このデー
タベースは、放電サイクル、、放電がどの程度生じた
か、及びバッテリの平均温度に関する情報を含む。入力
ベクトルを形成するこれらデータの種々のバッテリは、
ニューラルネットワークに供給されて、ネットワークに
バッテリの放電動作の情報が提供される。ニューラルネ
ットワークを、バッテリの動作を適切に表示するために
配置する。
【0012】ニューラルネットワークの区分周期におい
て、放電電流及び電圧のみがニューラルネットワークに
供給され、その出力部に対応するバッテリの充電状態を
発生させる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】既知のシステムの使用
に起因する問題は、このシステムが、クリティカルな放
電電圧のしきい値に到達する前に経過する時間の経過を
直接予測できないことである。
【0014】既知のシステムの使用に起因する他の問題
は、以前の充電/放電サイクルの数に対応するデータ及
びこれらサイクルの放電の程度を正確に考慮できないこ
とである。実際には、これらデータは、動作中バッテリ
を形成する実際の使用の関数として非常に変動し、放電
サイクルの所定の瞬時にバッテリに存在する実際の充電
状態に大いに影響を及ぼし、それに対して、引用した文
献の既知のシステムでは、ニューラルネットワークの重
みは、最終的には学習周期の終了から固定される。
【0015】本発明の目的は、バッテリ放電電圧の予め
設定されたクリティカルなしきい値に到達する瞬時に関
する予測情報、より詳しくは、使用以前の各現瞬時から
この予め設定された放電電圧のクリティカルなしきい値
に到達する瞬時まで経過する残りの時間の経過に関する
予測情報を発生させるバッテリの放電/充電サイクルを
監視するシステムを提供することである。
【0016】本発明の目的は、既に以前に行われた放電
充電サイクルの数の関数としてバッテリの各放電周期と
ともに変動する新たな電圧データにそれ自体を自動的に
適合させるような予測情報を発生させるバッテリの放電
/充電サイクルを監視するシステムを提供することであ
る。
【0017】本発明の目的は、平均動作に関連する個々
のバッテリの動作に拡張するために新たな実電圧データ
に関連するバッテリの各放電周期とともに変動する前記
電圧データにそれ自体を適合させる予測情報を発生させ
るこのような監視システムを提供することである。
【0018】
【課題を解決するための手段】これら問題は、放電/充
電サイクルに依存して放電周期と交互に変わる充電周期
を有する充電可能なバッテリに結合したバッテリの放電
/充電サイクルを監視する監視システムであって、この
システムは、前記バッテリの放電/充電サイクルの放電
周期の開始時に、第1パラメータと称される動作パラメ
ータのバッチを収集するととにも、予め設定されたクリ
ティカルな放電電圧のしきい値の値を入力部で受信する
ために配置され、かつ、前記バッテリがこの放電周期の
終了に相当するこのクリティカルなしきい値に到達する
瞬時の計算された予測表示を出力部に発生させるように
配置した第1適応計算手段と、前記第1計算手段に結合
し、開始瞬時、前記バッテリの放電周期の開始時、開始
電圧と称される前記バッテリの電圧の値、この開始瞬時
から開始する短い時間の経過後のこの開始電圧の変動の
値、及び前記放電周期前に行われるこのバッテリの放電
/充電サイクルの開始数の値を入力部で受信するように
配置され、かつ、これら開始の値が利用できる前記放電
周期の瞬時から近似パラメータのバッチ及び対応する訂
正パラメータのバッチをそれぞれ出力部に発生させ、こ
れらのパラメータを互いに加算して、前記第1計算手段
に課される第1作動パラメータを形成する第2及び第3
適応計算手段を具えることを特徴とする監視システムに
よって解決される。
【0019】これら問題は、特に、前記バッテリの放電
電圧測定及びこの測定に対応する現瞬時によってそれぞ
れ形成される瞬時の実数値のバッチを前記放電周期中に
記録する読出し/書込み記憶区域と、計算器とを更に具
え、前記システムにおいて、各放電/充電サイクルの放
電周期に続く前記バッテリの充電周期中、前記第1計算
手段を、帰納的に独立して計算するとともに、瞬時的な
実数値のバッチが課される状況のこれら第1計算手段の
作動に対応する実パラメータと称されるパラメータを発
生させ、その間前記放電電圧測定を入力部に課するとと
ともに対応する現瞬時を出力に課するためにも配置し、
前記計算器を、前記放電周期中前記第2計算手段によっ
て計算された前記近似パラメータを受信するとともに前
記充電周期中前記第1計算手段によって計算された前記
実パラメータを受信し、かつ、誤差パラメータと称され
るこれらパラメータ間の差をそれぞれ発生させるように
配置し、前記第3計算システムを、前記誤差パラメータ
をその出力部に課するとともに以前の放電周期の開始値
をその入力部に課する状況でこれら第3計算システムの
作動に対応する適応パラメータと称されるパラメータを
独立して計算するように配置し、このシステムの第3計
算手段は、次の放電/充電サイクルの後の放電周期の動
作パラメータとして、前記充電周期で計算された適応パ
ラメータを保管するようにしたことを特徴とする既に規
定したようなシステムによって解決される。
【0020】好適例では、これら問題は、前記第1,第
2及び第3計算手段を、第1、第2及び第3ニューラル
ネットワークによってそれぞれ形成し、前記作動パラメ
ータを、前記第1ニューラルネットワークのシナプス係
数とし、前記第1ニューラルネットワークは、電圧値用
の入力セル及び時間値用の出力セルを有し、前記第2ニ
ューラルネットワークは、前記開始値用の三つの入力セ
ルと、前記第1ニューラルネットワークのシナプス係数
と同様の量の近似パラメータ用の複数の出力セルとを有
し、前記第3ニューラルネットワークは、前記開始値用
の三つの入力セルと、前記第1ニューラルネットワーク
のシナプス係数と同様の量の訂正パラメータ用の複数の
出力セルとを有し、前記計算器を、前記近似パラメータ
及び訂正パラメータを受信するとともにこれらを互いに
加算し、かつ、前記第1ニューラルネットワークに課さ
れた前記シナプス係数を発生させるように配置したこと
を特徴とする冒頭で規定したような監視システムによっ
て解決される。
【0021】他の好適例では、これら問題を、前記第1
計算手段を形成する第1ニューラルネットワークを、各
放電/充電サイクルの放電周期に続く充電周期中、逆伝
播法により、瞬時の実数値の各バッチに対して前記放電
電圧の測定をその入力部に課するとともに対応する現瞬
時をその出力部に課する状況で、それ自体の実シナプス
係数とする実パラメータを計算するために配置し、前記
計算器を、前記充電周期中前記第1ニューラルネットワ
ークによって計算された前記シナプス係数と、前記以前
の放電周期に対して前記第2ニューラルネットワークに
よって計算された前記近似パラメータとの間の各差によ
って形成した誤差パラメータを発生させるように配置
し、前記第3計算手段を形成する前記第3ニューラルネ
ットワークを、逆伝播法によって、前記誤差パラメータ
をその出力部に課するとともに前記以前の放電周期の開
始値をその入力部に課する状況で、それ自体の適応シナ
プス係数とする適応パラメータを計算するように配置
し、前記次の放電/充電サイクルの次の放電周期のこの
第3ニューラルネットワーク(NN3)は、前記充電周
期で計算されたこれら適応シナプス係数を維持するよう
にしたことを特徴とする冒頭で規定したような監視シス
テムによって解決する。
【0022】これら二つの例のうちのいずれか一つのこ
の監視システムの利点は、所定のタイプのバッテリ又は
種々のタイプのバッテリに対してこの監視システムに結
合したバッテリの個別の放電/充電特性に予測表示を適
合させる点である。その理由は、この監視システムは、
任意の新たな放電/充電サイクルに適合するという利点
を提供するからである。
【0023】他の利点は、これら予測された表示が正確
かつ非常に信頼性があるという点である。
【0024】他の利点は、これら表示は、このような
「スマート」バッテリを具えるホスト装置をユーザが使
用の最適状態で作動させることができる測定に関する、
という点である。
【0025】本発明の適用モードにおいて、ホスト装置
は、充電可能なバッテリによって給電され、このバッテ
リに結合したこのような監視システムを具える。
【0026】このシステムの利点は、使用が非常に簡単
であるということである。このシステムに結合したホス
ト装置は特に良好に応答する。
【0027】
【発明の実施の形態】図10を参照すると、監視装置1
00を充電可能なバッテリ110に結合して、スマート
バッテリ120と称される全システムを形成する。この
充電可能なバッテリは、連続的な放電/充電サイクルで
交互に現れる充電周期及び放電周期を有する。監視装置
100は、充電可能なバッテリの放電/充電サイクルの
放電周期及び場合によっては充電周期を監視する。この
監視装置100は、放電周期においてバッテリ110が
予め設定されたクリティカルな電圧のしきい値VTHに到
達した瞬時tTH、より詳細には、放電電圧のこの予め設
定されたクリティカルなしきい値VTHに到達する前に経
過する時間の経過ΔtTH、又はこれら二つを表示する計
算器160を具える。このスマートバッテリの総体を、
このホスト装置130に統合すなわち結合することがで
きる。この場合、この充電可能なバッテリ110を、接
続部D1,D2によってこのホスト装置130に結合す
る。このホスト装置は、ユーザに時間表示tTH、ΔtTH
又はこれら二つを提供する表示手段140も具える。
【0028】監視システム100を、時間計測及びバッ
テリ電圧測定手段150にも結合する。
【0029】放電/充電サイクルの放電周期中の監視シ
ステム100の動作手順 バッテリの放電周期に作動する監視システムを表す図1
Aを参照すると、この監視システム100は、一方で
は、放電/充電サイクル中のバッテリの放電周期の開始
と一致する開始瞬時to と称される瞬時における開始値
と称される値を獲得する。これら開始値をこの開始瞬時
o の開始バッテリ電圧と称されるバッテリ電圧V
o と、バッテリが開始瞬時to とその後の瞬時t’o
o +Δto との間で使用される非常に短い時間の第1
経過Δ to 中測定される、開始電圧変動と称されるバッ
テリ電圧の変動ΔVo と、考察した開始瞬時to の前に
既に行われた放電/充電サイクルの数No とする。考察
したサイクルが、以前に新たに再充電されていないバッ
テリを最初に用いるサイクルである場合には、No を、
所望に応じて0(零)に等しくすることができる。この
o を、開始サイクル数とする。
【0030】このシステム100は、一方では、この同
一放電周期の連続的な各現瞬時tの瞬時値を獲得するこ
とができる。この瞬時値を、現瞬時tのバッテリ電圧V
t と、対応する瞬時tとする。
【0031】図1Aを参照すると、充電可能なバッテリ
110の充放電サイクルを監視するシステム100は、
放電周期で開始電圧値Vo ,ΔVo ,No 及びクリティ
カルな電圧しきい値VTHの固定値に基づいてクリティカ
ル瞬時tTHと称される瞬時の予測表示を発生させる第
1、第2及び第3の結合された適応予測計算手段NN
1,NN2及びNN3を具える。同一放電周期のこのク
リティカル瞬時tTHにおいて、バッテリ電圧は、このク
リティカルしきい値VTH、より詳細には、この放電電圧
しきい値VTHに到達する前に経過すべき時間の経過Δt
THの予測表示に到達する。このしきい値は、バッテリ電
圧がこのしきい値VTHに到達する前に予め決定されてい
るので、バッテリ110は、正確に既知であるとともに
所定の範囲にある動作エネルギーを保持し、この場合、
このエネルギーを、給電されるホスト装置130の動作
に正確に適合させる。
【0032】図1Aに図示した実施の形態では、監視シ
ステム100の第1、第2及び第3の適応予測計算手段
を、NN1を付した第1ニューラルネットワークと、こ
の第1ニューラルネットワークNN1に直列結合された
NN2を付した第2ニューラルネットワークと、この第
2ニューラルネットワークに並列結合されたNN3を付
した第3ニューラルネットワークとによって形成する。
【0033】以下の説明において、放電/充電サイクル
の瞬時to に開始するPD1を付した第1放電周期を先
ず考察し、放電電圧の予め設定されたクリティカルなし
きい値VTHを、固定して決定する。
【0034】第1ニューラルネットワークNN1は、予
め設定されたクリティカルなしきい値を形成する電圧V
THに対する入力部を有するとともに、電圧のこの予め設
定されたクリティカルなしきい値VTHに到達する、現瞬
時tの各々で例えば毎分発生させる瞬時tTHの出力部を
有する。
【0035】図9を参照すると、第1ニューラルネット
ワークNN1を、現瞬時tの各々で計測を行う時間計測
手段150aに結合し、かつ、加算器の機能を有すると
ともに現瞬時tと計算された瞬時の値tTHとの間の差と
して発生させる計算器160に結合する。
【0036】この現瞬時tと計算された瞬時の値tTH
の間の差を、ホストシステム130に給電されるバッテ
リの通常の動作で予め決定されたクリティカルな放電電
圧のしきい値VTHに到達するまで経過するとともに、こ
の動作が原因で通常放電される時間の経過の値ΔtTH
する。
【0037】図示した実施の形態において、第1ニュー
ラルネットワークNN1の13個のシナプス係数すなわち
重みが存在し、これらにWjAを付し、この場合jを、1
から13までの指標とする。これらは第1パラメータWjA
と称され、これらを、第1放電周期PD1中、第3ニュ
ーラルネットワークNN3と共同する第2ニューラルネ
ットワークNN2によって自動的に計算し及び発生させ
る。
【0038】第2ニューラルネットワークNN2は、こ
の第1放電周期PD1の開始瞬時t o で測定された開始
電圧Vo と、開始瞬時to の後例えば1分後計算される
短い時間経過Δto 後にある瞬時to ’での開始電圧の
変動ΔVo と、サイクルの開始数No とに対する三つの
入力部を有するとともに、第1ニューラルネットワーク
NN1のシナプス係数すなわち重みWjA の形成に寄与す
る近似パラメータと称する13個のWjB に対する13個
の入力部を有する。
【0039】第3ニューラルネットワークNN3は、第
2ニューラルネットワークNN2と同数の入力部すなわ
ち三つの入力部を有し、これら入力部を、この第1放電
周期PD1の開始瞬時to で測定された開始電圧V
o と、開始瞬時to の後例えば1分後計算される短い時
間経過Δto 後に現れる瞬時t’o での開始電圧の変動
ΔVo と、サイクルの開始数No とに対する三つの入力
部を有するとともに、第2ニューラルネットワークNN
2から来る13個の近似パラメータWjB の各々に対応す
る13個の訂正パラメータWjCの13個の出力部を有す
る。
【0040】加算器の機能を有する計算器160は、と
りわけ、瞬時to で測定された開始電圧Vo と次の瞬時
t’o で測定された次の電圧V’o との間の差すなわち
ΔV o =Vo −V’o を計算することによって電圧の開
始変動の値Δto を発生させる。
【0041】この計算器160は、その加算器の機能に
おいて、第2ニューラルネットワークから来る近似パラ
メータWjBと第3ニューラルネットワークから来る訂正
パラメータWjCとを加算することにより、この第1放電
周期PD1中第1ニューラルネットワークの動作に必要
なシナプス係数すなわち重みWjAも発生させる。
【0042】13個の結果WjA=WjB+WjCの各々は、第
1動作パラメータとしてこの第1放電周期PD1中第1
ニューラルネットワークに課される。
【0043】図10を参照すると、監視システム100
は、この場合第1及び第3ニューラルネットワークの可
変の測定及び重みを記録し及び発生させるRAM区域1
70bと、ニューラルネットワークNN1,NN2及び
NN3の構成データ並びに第2ニューラルネットワーク
NN2の固定パラメータ及び重みを記憶するROM区域
170bとも具える。
【0044】これらメモリは、監視システム100の動
作に必要な計算を実行する計算器160によってアクセ
ス可能である。
【0045】ニューラルネットワークNN1,NN2及
びNN3の各々を、連続的に出力するために計算を行う
とともにこれら出力信号を発生させるように構成(すな
わち配置)すべきである。この点に関して、これらの各
々は、学習手順と、それらのシナプス係数を予め設定し
及び所定の場合には固定する学習周期と称される試験手
順とに支配される。
【0046】ニューラルネットワークの学習手順 第1ニューラルネットワークNN1のタスクは、放電曲
線モデルを学習すべきである。この学習により、Vt
付したバッテリ放電電圧の瞬時値とバッテリがこの電圧
t に到達する現瞬時tとの間の関係を形成することが
できる。第1ニューラルネットワークNN1は、この学
習周期中、関係
【数1】 t=Fw(Vt) (1a) を決定する関数Fwを形成すべきである。ここで、Fに
付した指標wは、関数Fが、第1ニューラルネットワー
クNN1の重みWjA すなわちシナプス係数にリンクされ
たことを表す。
【0047】ニューラルネットワークNN1は、非線形
関数Fwを発生させるように形成される。
【0048】図2を参照すると、第1ニューラルネット
ワークNN1は、-1に選択されたしきい値電圧を入力す
る第1ニューラルセルNC0A及び瞬時tで瞬時電圧値
tを入力する第2ニューラルセルNC1Aを含む二つ
のニューラルセルによって形成された入力層と、-1に選
択されたしきい値を入力する第1隠れニューラルセルN
C0A及びNC1A〜NC4Aを付した四つの隠れニュ
ーラルセルを含む五つのニューラルセルの隠れ層と、N
SAを付した単一ニューラルセルを有する出力層とを具
える。
【0049】したがって、第1ニューラルネットワーク
NN1の学習手順中、その入力部EC1Aが瞬時電圧値
t を受信し、それに対してこの同一の入力部が現使用
中クリティカルな電圧しきい値VTHの値を受信するのが
観察される。
【0050】NC1A〜NC4Aを付した各隠れニュー
ラルネットワークの構成及び動作式を、定型(基準)ニ
ューロンのセルとし、これらを、一例として隠れセルN
C1Aを示す図11に図示する。
【0051】各々の所定の隠れニューロンNCiAは、
WjA を付した13個の重みのうちの一つの入力重みすなわ
ち入力シナプス係数を有する瞬時電圧Vt を入力部で受
信するとともに、WjA を付した13個の重みのうちの他の
一つに関係するその値として定数「-1」を有するしきい
値も受信する。指標"i" を、各隠れニューラルセルNC
1A〜NC4Aの指標1〜4とする。各隠れニューロン
NCiAは、13個の重みWjA のうちの一つに関係させる
Σを付した入力の重み付けられた和を発生させるととも
に、中間出力信号Ei(Vt)を計算する。
【0052】各隠れニューロンNC1A〜NC4Aは、
Siを付した活性化関数によってこの中間出力信号Ei(Vt)
を変換するとともに、関係
【数2】 Si(Vt)= Si[Ei(Vt)] (2a) に基づいてSi(Vt)を付した出力信号を計算する。
【0053】したがって、各隠れニューロンの活性化関
数Si(Vt)は、良好に規定された状態となる。あり得る活
性化関数として、非線形関数のセットから選択した関数
のみを採用する。
【0054】好適には、活性化関数Siを、後に示すよう
に形成すべき放電曲線の形態に良好に適合させた正接の
双曲線関数に等しいシグモイド関数"tanh"とする。隠れ
層において、このような四つのニューラルセルNC1A
〜NC4Aを、説明した例において非線形関数"tanh"を
示す。
【0055】単一の出力ニューロンNSAの構成を図1
2に図示する。Σを付した、全ての隠れニューロンNC
iAの出力信号Si(Vt)の重み付け和を、シナプス係数Wj
A を利用することによって実現し、この和に、隠れセル
NC0Aから来る「-1」の値のしきい値を加算する。こ
のしきい値を、シナプス係数WjA のうちの一つによって
出力ニューロンNSAに導入する。
【0056】したがって、この出力ニューロンは、中間
出力信号Es(Vt)を付与する重み付け和Σを先ず発生させ
る。
【0057】次いで、出力NSAのニューロンは、Lsを
付した活性化関数によって出力信号Es(Vt)を変換し、関
【数3】 Fw(Vt)= Ls[Es(Vt)] (3a) に従ってFw(Vt)を付した最終出力信号を計算する。
【0058】この出力ニューロンの活性化関数Lsを線形
に選択する。出力ニューロンの出力信号を、発生させよ
うとする関数Fwとする。
【0059】各隠れニューロンNCiAの重みの表示
を、図2において出力ニューロンNSAの入力重みの表
示のように表す。W1A〜W13Aを付したこれら重み
のセットを、並列に接続した第2及び第3ニューラルネ
ットワークNN2及びNN3によって伝送される13個の
重みWjA のセットによって形成し、これらニューラルネ
ットワークの出力部を、加算器の機能の計算器160に
よって結合する。
【0060】図6を参照すると、一例として採用したニ
ッケル−カドニウム電池の通常の放電曲線は、分の時間
tに対してプロットしたボルトの瞬時電圧Vt を示す。
この曲線は、例えば最初の100 分の電池の第1作動周期
の急な勾配と、これに続く100 分と500 分との間の使用
におけるゆるやかな勾配と、500 分を超えた後の再度の
急な勾配とを示す。当然、この放電曲線は一例として全
体的に付与される。
【0061】しかしながら、本システムにおいて、第1
ニューラルネットワークNN1は、バッテリの電圧Vt
の関数Fwである時間tを発生させる学習周期を経験すべ
きであることを思い出す。
【0062】したがって、本明細書で関心のある放電曲
線の例を図7に示す。この曲線は、バッテリ電圧Vt
対してプロットした時間tを示す。図7のこの曲線は、
図6の時間軸上の値を図7のY軸に移すとともに図6の
Y軸上の値を図7のX軸に移すことによって簡単にプロ
ットすることができる。この放電曲線は、曲線"tanh"の
形態にアプローチする形態を有することがわかる。した
がって、シグモイドタイプの関数は、隠れ層のニューロ
ンの活性化関数を実現するのに好適である。
【0063】したがって、図7は、ボルトの電圧Vt
対してプロットした分の時間tを与える放電曲線を示
し、これは、ほぼ平坦な両端部及び急な勾配を有する中
央部を示す。したがって、第1ニューラルネットワーク
NN1において、関係1aの放電曲線の中央部のモデル
化を、活性化関数がそれぞれ急な勾配を有する隠れ層の
二つのニューラルセルCN1A,CN2Aによって実行
し、それに対して、これら曲線の端部のモデル化を、急
でない勾配を有する活性化関数を示す次の隠れニューラ
ルセルCN3A,CN4Aによって実行される。
【0064】活性化関数を有するとともに比較的相違す
る勾配を示す隠れセルが存在すると、予め設定された相
違するタスクの実行の際には各隠れセルを特定すること
になる。ニューラルネットワークNN1がこの特定化の
存在なしに同一レベルのパフォーマンスの関数Fwを発生
させるタスクを学習できることを明らかである。しかし
ながら、本発明によれば、ニューラルネットワークNN
1の学習周期が相当短いことがわかる。その理由は、各
セルは、予め設定されたタスクに専念するからである。
【0065】隠れセルNC1A,NC2Aの活性化関数
Siの勾配を、例えば7.0 とし、それに続く隠れセルNC
3A,NC4Aの活性化関数の勾配を、例えば2.0 とす
る。
【0066】第1ニューラルネットワークNN1の学習
周期に際し、放電電圧V(t)に対してプロットした放電時
間tの曲線を、例えば複数の放電サイクルNに対して毎
分及び同一タイプのバッテリ110例えばニッケル−カ
ドニウム電池に対して記録する。
【0067】一例では、20個のバッテリを用いるととも
に、140 の放電/充電サイクルを経験する。その電圧が
O =9Vである場合バッテリが十分充電されたと考え
られ、その電圧がVTH=6Vに到達するとクリティカル
な放電しきい値に到達したと考えられる。この方法によ
り、20×140=2800の放電曲線が記録され、その結果各曲
線は1600個の点を発生させる。
【0068】各曲線は、相違するネットワークNN1で
点を取る。したがって、学習周期において、2800個のネ
ットワークが、すなわち曲線ごとに一つのネットワーク
が開始される。各曲線において、例えば半分の点、すな
わち800 個の点が、対応するニューラルネットワークN
N1の学習に用いられ、他の半分の点、すなわち他の80
0 個の点が、前記ニューラルネットワークNN1を試験
するのに用いられる。
【0069】学習周期及び試験を具えるこの学習周期の
開始では、2800のニューラルネットワークNN1の各々
の13個の重みWjA は、図10で170bを付したRAM
区域に記憶される。
【0070】それらに基づいて、メモリの13個の重みWj
A のバッチの値は、第2ニューラルネットワークNN2
の学習に対するデータベースを形成する。
【0071】第2ニューラルネットワークNN2のタス
クは、バッテリ放電電圧に依存するパラメータ間の関係
を学習すべきである。したがって、第2ニューラルネッ
トワークNN2は、開始のサイクル数NO と、各放電曲
線の最初に記録された電圧V O と、この放電曲線の開始
時の勾配ΔVO とを受信する。それは、これら測定に基
づいて、第1ニューラルネットワークNN1の作動に必
要な13個の重みWjA を計算できるようにすべきである。
この関係は、関係
【数4】 WjA =G(VO ,ΔVO ,NO ) (4a) の関数Gによって表現される。
【0072】図3を参照すると、第2ニューラルネット
ワークNN2の構成は、そのタスクによって指令され
る。このニューラルネットワークNN2は、値VO ,Δ
O 及びNO に対する三つの入力セルEC1B,EC2
B,EC3B並びに-1のしきい値に対する入力セルEC
0Bとを有する入力層と、第1ニューラルネットワーク
の求められた重みの値に隣接する値の13個の近似パラメ
ータWjB の各々に対する13個の出力セルNS1B〜NS
13Bと、NC1B〜NC8Bを付した8個の隠れニュ
ーラルセル及び-1のしきい値に対する一つの隠れセルN
C0Bを有する単一隠れ層とを具える。
【0073】本発明によれば、開始値VO 及びΔVO
よって形成された入力部を特に選択する。その理由は、
それらが、バッテリの特性に対して最も敏感な値となる
からである。
【0074】サイクルの開始数NO によって形成された
第3入力部を特別に選択する。その理由は、この入力部
はバッテリのエージングの影響を考慮することができ
ず、バッテリが放電/充電サイクルに支配される程度が
大きくなるにしたがって、それを使用できる寿命が短く
なり、すなわち、充電の影響が有効でなくなるとともに
放電が急速になるからである。このエージングの影響を
図8に示し、これは、開始サイクルの数NO に対してプ
ロットした、開始瞬時tO からクリティカルなしきい値
THに到達する放電周期tTHに対応する測定点をγで示
す。これらの測定γは、サイクル数が多くなるにしたが
って放電時間tTHが短くなることを示す。
【0075】WnB を付したこの第2ニューラルネットワ
ークのシナプス係数すなわち重みを、学習周期中固定す
るとともに、図10に図示したROM区域170aに記
憶させる。
【0076】ニューラルネットワークNN2への適用を
試みると、その関数として非線形正接双曲線関数"tanh"
を作動させ、八つの隠れセルを有するこのようなネット
ワークは、割り当てられたタクスを適切に管理すること
ができる。
【0077】第1ニューラルネットワークの出力セルN
SAの相違が発生すると、第2ニューラルネットワーク
NN2のNS1B〜NS13Bを付した出力セルは、好
適には"tanh"の非線形活性化関数を有する。
【0078】第1ニューラルネットワークNN1のよう
に、この第2ニューラルネットワークNN2は、シグモ
イダル活性化関数の勾配がセルごとに相違する隠れセル
を有する。この実施の形態では、多数の隠れセルを使用
しなくてもよくなる。
【0079】したがって、第2ニューラルネットワーク
NN2では、1400のベクトルを、2800の記録された曲線
により第1ニューラルネットワークNN1の学習によっ
て発生した13個の重み値に使用し、発生した1400の他の
ベクトルを試験に使用する。
【0080】試験手順を次のように実現する。学習バッ
チに属しない1400のベクトルに対して、対応する開始値
O ,ΔVO 及びNO を、第2ニューラルネットワーク
の入力部に供給する。このネットワークは、このネット
ワークが計算に導入されると、13個の重み値WjB の出力
ベクトルを計算する。
【0081】この試験法に従うと、これら13個の重み値
WjB は、予め設定されたクリティカルな放電電圧値VTH
=6Vがその入力部EC1Aに供給されるのと同時にニ
ューラルネットワークNN1に課される。したがって、
この第1ニューラルネットワークNN1は、試験曲線の
ものと比較された放電時間tTHに自動的に適合した予測
値を計算する。
【0082】図8を参照すると、このようにして獲得さ
れたサイクル数NO に対してプロットした放電時間の予
測曲線をαで図示する。
【0083】以上説明した学習周期において、第3ニュ
ーラルネットワークNN3の存在は考慮しなかった。
【0084】図8を参照すると、第3ニューラルネット
ワークNN3が回路に含まれていない場合、サイクル数
O に対してプロットした放電時間tTHの予測表示を示
す曲線αは、実測定γに依存する曲線と異なり、すなわ
ち、監視システムは、バッテリがクリティカルな電圧し
きい値VTHに到達する瞬時tTHを予測すると、約10分の
平均誤差が生じる。
【0085】したがって、この瞬時tTHの予測的な決定
に影響を及ぼすこの誤差を訂正することは重要である。
【0086】この誤差は、第1ニューラルネットワーク
の作動に対して課された重みを訂正することにより訂正
することができる。これは、第2ニューラルネットワー
クNN2によって計算されたパラメータWjB を第1ニュ
ーラルネットワークNN1に直接供給しないことによっ
て行う。その理由は、これらは、平均値であり、かつ、
説明した誤差の原因となるからである。したがって、こ
れは、第3ニューラルネットワークNN3によって生じ
た訂正パラメータWjC によってこれら補正パラメータWj
B を補正することによって行い、その補正パラメータ
は、補正パラメータWjB の数と同様な量を有する。
【0087】結局は第1ニューラルネットワークNN1
の最適重みWjA となるまで、近似パラメータWjB 及び訂
正パラメータWjC を、その加算器の機能の計算器160
に互いに加算し、その結果を、この第1ニューラルネッ
トワークNN1に課する。
【0088】図1Bを参照すると、学習周期中、第3ニ
ューラルネットワークNN3は、適合値としてのそれ自
体のシナプス係数すなわち重みの計算を学習して、訂正
パラメータWjB を計算できるようにし、この訂正パラメ
ータWjB は、第2ニューラルネットワークNN2によっ
て生じた補正パラメータWjA に加算され、かつ、第1ニ
ューラルネットワークNN1の動作に最適なシナプス係
数すなわち重みを形成する。したがって、これら適合さ
れた重みWjA を有するこの第1ニューラルネットワーク
NN1は、放電周期中、実数値の最近クリティカル瞬時
THを予測する表示を発生させる。
【0089】例えば、この第3ニューラルネットワーク
を用いると、tTHの予測表示βと測定γとの間の差は、
図8に図示したように約1分まで低減される。これは、
正確な予測表示を得るのに非常に有利である。その理由
は、監視システムは、約570分の放電周期ののうちの10
分の誤差からこれらの570 分のうちの1分の誤差に変わ
るからである。
【0090】このように形成された監視システムは、非
常に正確なシステムとなる。
【0091】図4を参照すると、第3ニューラルネット
ワークNN3は、開始サイクルの数NO と、各放電曲線
の曲線の最初に記録された電圧VO と、この放電曲線の
開始時の勾配ΔVO とを受信し、それは、これら測定に
基づいて13個の訂正パラメータWjC を計算できるように
すべきである。これら測定は、第1ニューラルネットワ
ークNN1の作動に必要な重みWjA を13個の近似重みWj
B とともに発生させるために共同する。
【0092】図4を参照すると、第3ニューラルネット
ワークNN3の構成は、そのタスクによって指令され
る。このニューラルネットワークNN3は、値VO ,Δ
O 及びNO の三つの入力セルEC1C,EC2C,E
C3C及び-1のしきい値の入力セルECOCと、13個の
訂正パラメータWjC のうちの一つに対する13個の出力セ
ルNS1C〜NS13Cとを具える。これら出力セル
は、第2ニューラルネットワークNN2の対応する出力
セルの関数と等しい活性化関数、すなわち同一勾配を有
するシグモイダル関数"tanh"を有する。また、このニュ
ーラルネットワークは、しきい値の隠れセルを有しない
AUを付した一つの隠れニューラルセルを有する単一隠
れ層を具える。
【0093】第3ニューラルネットワークは、動作の際
に、入力部に4個のシナプス係数を必要とするとともに
出力部に13個のシナプス係数を必要とする。すなわちk
を1から17までの指標とする場合、合計17個のシナプス
係数を必要とする。
【0094】図5を参照して、第3ニューラルネットワ
ークNN3の学習手順を明示する。この手順は次の手順
を具える。
【0095】1)第1放電周期PD1に対応するブロッ
ク1によって示した第1ステップ。このステップ中、第
2ニューラルネットワークは、開始値VO ,ΔVO 及び
O を受信するとともに、近似パラメータWjB を計算
し、RAM区域170bは、時間計測手段150a(図
9)及び充電可能なバッテリ110の電圧測定手段15
0bによって生じた瞬時の測定を記録する。これら瞬時
の測定は、前記第1放電周期PD1の現瞬時の各々で、
例えば毎分記録され、現瞬時tの測定及び対応する電圧
値Vt の測定を具える。
【0096】2)図5のブロック2及び図1Bに第2ス
テップを図示する。これは、第1放電周期PD1の終了
に続く第1充電周期PC1に対応する計算器160及び
ニューラルネットワークの時間経過中連続的に発生す
る。このステップ中、これらサブステップを連続的に発
生させる。
【0097】2a)ブロック2aによって図示したサブ
ステップ。この間、先行する放電周期PD1の現瞬時の
各々に測定された瞬時の測定Vt ,tのバッチを、第1
ニューラルネットワークNN1に課し、その結果、瞬時
に測定された電圧値Vt を、第1ニューラルネットワー
クNN1の入力EC1Aに課し、対応する瞬時tの瞬時
の測定を、第1ニューラルネットワークNN1の出力N
SAに課する。
【0098】ニューラルネットワークでは従来既知の逆
伝播法(reverse propagation) によって、第1ニューラ
ルネットワークNN1は、これら課された瞬時の実数値
に対応するその13個の内部重みを計算する。これら13個
の計算された重みは実重みと称され、これにWjA*を付
す。これら重みWjA*を、第1ニューラルネットワークN
N1の作動に対する13個の最適のあり得るパラメータ値
とし、それは、先行する放電周期PD1中記録された実
充電曲線に対応する。
【0099】2b)充電周期PC1中に連続的に発生す
る、ブロック2bに図示したサブステップ。この間、こ
れら13個の実重みWjA*の最適値を計算器160に供給す
る。この計算器は、以前の放電周期PD1中第2ニュー
ラルネットワークNN2によって計算された13個の近似
パラメータWjB も受信する。
【0100】この第2サブステップにおいて、加算器の
機能の計算器160は、これら13個の実重み値WjA*とこ
れら13個の近似パラメータWjB との間の差を計算して、
WjC*を付した13個の誤差パラメータを計算する。
【数5】WjC*=WjA*−WjB この場合、jを、本例の第1ニューラルネットワークの
作動に必要な重みの数に対応する1から13までの数とす
る。
【0101】2c)ブロック2cによって示したサブス
テップを、充電周期PC1中常に連続的に発生させる。
その間、これら13個の誤りパラメータWjC*を、第3ニュ
ーラルネットワークNN3の13個の出力部NS1C〜N
S13Cの各々に課し、それに対して、以前の放電周期
PD1中に用いた開始値VO ,ΔVO 及びNO を、その
入力部EC1C〜EC3Cに課する。
【0102】これら13個の誤差パラメータWjC*は、第3
ニューラルネットワークNN3のあり得る最適の出力と
なる。
【0103】既知の逆伝播法を用いて、第3ニューラル
ネットワークNN3は、RAM区域170bに記憶され
たWkC を付したそれ自体の適応シナプス係数を計算す
る。
【0104】3)第3ステップは、PD2を付した新た
な放電周期で開始する第2放電/充電サイクルに相当す
る。
【0105】この新たな放電周期PD2において、以前
のサイクルの充電周期PC1中計算された図4に図示し
た第3ニューラルネットワークの構成と同様な、この場
合kを1から17までの数とする適応シナプス係数WkC
は、監視システムが作動中、既に説明したように第1ニ
ューラルネットワークNN1のシナプス係数の他の計算
に対して保持される。
【0106】このように計算したこれら適応シナプス係
数WkC とともに、第3ニューラルネットワークNN3
は、この新たな放電周期PD2中、第2ニューラルネッ
トワークNN2によって生じた近似パラメータWjB の訂
正に非常に良好に適合した訂正パラメータWjC を発生さ
せる。
【0107】計算器160は、この第2放電周期中第1
ニューラルネットワークNN1に良好に適合した新たな
シナプス係数を発生させるWjB+WjC を互いに加算する
間、この訂正を実行する。
【0108】充電可能なバッテリを監視するシステムの
動作モード 監視システム100は、開始モード、現使用モード及び
適応モードと称される三つの動作モードを有する。
【0109】開始モードは、バッテリ110が放電/充
電サイクルの充電手順を終了する度したがって放電周期
の新たなサイクルを開始する度に利用される。バッテリ
110が動作に入ると、開始電圧VO が直ぐに記録され
る。その後、好適には正確に1分の非常に短い時間経過
O −t’O =ΔtO の後の瞬時t’O において、バッ
テリ電圧も、V’O を付した発生値を記録し、開始電圧
の差VO −V’O =ΔVO を、例えば図9及び10に図
示した加算器160の機能の計算器によって計算する。
その後、計算器160を用いて計算される既に発生した
開始サイクル数NO とともに、二つの値VO 及びV’O
を、第2ニューラルネットワークNN2の入力部に供給
し、その後、第1ニューラルネットワークNN1Aに供
給すべき13個の重み値WjB のベクトルを計算する。
【0110】現使用モードを、放電周期それ自体の間に
用いる。この現使用モードにおいて、瞬時電圧Vt を、
第3ニューラルネットワークの重みを更新するために毎
分測定し及び記憶する。バッテリがこの予め設定された
クリティカルな電圧しきい値VTH=6Vに到達する前に
経過した時間経過ΔtTHを、時間tTHと時間tとの間の
差として計算する。ここで、tTHを、その入力をVTH
6Vに設定した場合のネットワークNN1Aの出力と
し、tを、計測手段150aによって計測した瞬時とす
る。時間tTH又は時間の経過ΔtTHの表示を、このよう
に毎分発生させる。
【0111】適応モードを充電周期中に用い、これは、
図1B及び5を参照して既に説明した手順に従って、実
パラメータWjA*と、第3ニューラルネットワークNN3
と称する誤差パラメータWjC*の計算と、tが第1ニュー
ラルネットワークNN1に課される瞬時の実数値Vt
基づく第3ニューラルネットワークNN3のシナプス重
みWkc の計算を具える。
【0112】一般的な方法では、図9を参照すると、監
視システム100を、計算を実行するマイクロプロセッ
サ160と、データを記憶するメモリ区域170a,1
70bによって使用する。これらメモリ区域は、マイク
ロプロセッサ160を介してアクセス可能であり、ニュ
ーラルネットワークNN1,NN2及びNN3の構成デ
ータ並びに第2ニューラルネットワークの固定パラメー
タ及び重みWnB を記憶するROM区域170aと、第1
及び第3ニーラルネットワークの変動しうる測定及び重
みベクトルWjC,WjA*,WjC* を記録し場合によっては発生
させるRAM区域170bとを含む。マイクロプロセッ
サ160は、監視システムの動作に必要な計算を実行す
る。
【0113】図10を参照すると、監視システム100
を、時間tTHの表示、使用後の現瞬時tからバッテリが
この予め設定されたしきい値電圧Vt THに到達する瞬時
まで経過した時間の経過ΔtTHの表示、又はこれら二つ
の表示をユーザに行う表示手段140に結合する。この
表示手段140は、時間すなわち正確な時間表示も行う
ことができる。これら表示手段は、バッテリの放電周期
に続く充電周期を開始する際の表示、充電周期を終了す
る際の表示、及び電池が例えば開始電圧VO =9Vに到
達する際の表示を行うこともできる。
【0114】既に説明したように、監視システム100
は、充電可能なバッテリ110に対する接続手段D1,
D2を具えるホスト装置130の一部を形成する。充電
可能なバッテリ110を監視システム100に結合し
て、スマートバッテリ120を形成する。ホスト装置1
30は、測定手段150例えばマルチメータと、マイク
ロプロセッサ160と、マイクロプロセッサにアクセス
可能なメモリ区域170a,170bと、表示手段14
0とを収容する。
【0115】表示手段を実現するために、従来既知の種
々の装置を用いることができる。装置を、表示が書き込
まれ若しくは描写されるスクリーン、又は、ダイオード
で形成されたパネルとする。
【図面の簡単な説明】
【図1】Aは、充電可能なバッテリの監視システムを表
わす図であり、Bは、連続的な充電周期における学習周
期中の監視システムを表す図である。
【図2】監視システムの第1ニューラルネットワークを
表す図である。
【図3】監視システムの第2ニューラルネットワークを
表す図である。
【図4】監視システムの第3ニューラルネットワークを
表す図である。
【図5】放電周期に続く充電周期中の監視システムの三
つのニューラルネットワークの学習手順の段階を表すブ
ロック図である。
【図6】バッテリの放電電圧を時間に対してプロットし
た曲線を示す図である。
【図7】放電電圧に対してプロットしたバッテリの放電
時間曲線を示す図である。
【図8】放電/充電サイクルの数に対してプロットした
バッテリの放電時間曲線を示す図である。
【図9】監視システムを動作させる素子を示す図であ
る。
【図10】ホストシステムの監視システムを示す図であ
る。
【図11】監視システムの第1ニューラルネットワーク
NN1の隠れ層のニューラルセルの構成を示す図であ
る。
【図12】第1ニューラルネットワークNN1のニュー
ラル出力セルの構成を示す図である。
【符号の説明】
100 監視システム 110 充電可能なバッテリ 120 スマートバッテリ 130 ホスト装置 140 表示手段 150 時間計測及び電圧測定手段 150a 時間計測手段 150b 電圧測定手段 160 マイクロプロセッサ 170a ROM 170b RAM NN1 第1ニューラルネットワーク NN2 第2ニューラルネットワーク NN3 第3ニューラルネットワーク

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放電/充電サイクルに依存して放電周期
    と交互に変わる充電周期を有する充電可能なバッテリ
    (110)に結合したバッテリの放電/充電サイクルを
    監視する監視システム(100)であって、このシステ
    ムは、 前記バッテリの放電/充電サイクルの放電周期の開始時
    に、第1パラメータ(WjA )と称される動作パラメータ
    のバッチを収集するととにも、予め設定されたクリティ
    カルな放電電圧のしきい値(VTH)の値を入力部で受信
    するために配置され、かつ、前記バッテリがこの放電周
    期の終了に相当するこのクリティカルなしきい値
    (VTH)に到達する瞬時(tTH)の計算された予測表示
    を出力部に発生させるように配置した第1適応計算手段
    (NN1)と、 前記第1計算手段に結合し、開始瞬時、前記バッテリの
    放電周期の開始時、開始電圧と称される前記バッテリの
    電圧の値(VO )、この開始瞬時から開始する短い時間
    の経過後のこの開始電圧の変動の値(ΔVO )、及び前
    記放電周期前に行われるこのバッテリの放電/充電サイ
    クルの開始数の値(NO )を入力部で受信するように配
    置され、かつ、これら開始の値が利用できる前記放電周
    期の瞬時から近似パラメータのバッチ及び対応する訂正
    パラメータ(WjC )のバッチをそれぞれ出力部に発生さ
    せ、これらのパラメータを互いに加算して、前記第1計
    算手段(NN1)に課される第1作動パラメータ(WjA
    )を形成する第2及び第3適応計算手段(NN2,N
    N3)を具えることを特徴とする監視システム。
  2. 【請求項2】 前記バッテリの放電電圧測定(Vt )及
    びこの測定に対応する現瞬時(t)によってそれぞれ形
    成される瞬時の実数値のバッチを前記放電周期中に記録
    する読出し/書込み記憶区域(170b)と、計算器
    (160)とを更に具え、 前記システムにおいて、各放電/充電サイクルの放電周
    期(PD1)に続く前記バッテリの充電周期(PC1)
    中、 前記第1計算手段(NN1)を、帰納的に独立して計算
    するとともに、瞬時的な実数値のバッチが課される状況
    のこれら第1計算手段(NN1)の作動に対応する実パ
    ラメータ(WjA*)と称されるパラメータを発生させ、そ
    の間前記放電電圧測定(Vt )を入力部に課するととと
    もに対応する現瞬時(t)を出力に課するためにも配置
    し、 前記計算器(160)を、前記放電周期中(PD1)前
    記第2計算手段(NN2)によって計算された前記近似
    パラメータ(WjB )を受信するとともに前記充電周期中
    (PC1)前記第1計算手段(NN1)によって計算さ
    れた前記実パラメータ(WjA*)を受信し、かつ、誤差パ
    ラメータ(WjC*)と称されるこれらパラメータ間の差を
    それぞれ発生させるように配置し、 前記第3計算システム(NN3)を、前記誤差パラメー
    タ(WjC*)をその出力部に課するとともに以前の放電周
    期(PD1)の開始値(VO ,ΔVO ,NO )をその入
    力部に課する状況でこれら第3計算システムの作動に対
    応する適応パラメータ(WcK )と称されるパラメータを
    独立して計算するように配置し、 このシステムの第3計算手段(NN3)は、次の放電/
    充電サイクルの後の放電周期の動作パラメータとして、
    前記充電周期で計算された適応パラメータ(WkC )を保
    管するようにしたことを特徴とする請求項1記載の監視
    システム。
  3. 【請求項3】 前記第1,第2及び第3計算手段(NN
    1,NN2,NN3)を、第1、第2及び第3ニューラ
    ルネットワークによってそれぞれ形成し、前記作動パラ
    メータを、前記第1ニューラルネットワークのシナプス
    係数(WjA )とし、前記第1ニューラルネットワーク
    (NN1)は、電圧値用の入力セル(EC1A)及び時
    間値用の出力セル(NSA)を有し、前記第2ニューラ
    ルネットワークは、前記開始値(VO ,ΔVO ,NO
    用の三つの入力セル(NE1B,NE2B,NE3B)
    と、前記第1ニューラルネットワーク(NN1)のシナ
    プス係数(WjA )と同様の量の近似パラメータ(WjB )
    用の複数の出力セル(NE1B〜NE13B)とを有
    し、前記第3ニューラルネットワーク(NN3)は、前
    記開始値(VO ,ΔVO ,NO )用の三つの入力セル
    (NE1C,NE2C,NE3C)と、前記第1ニュー
    ラルネットワーク(NN1)のシナプス係数(WjA )と
    同様の量の訂正パラメータ(WjC )用の複数の出力セル
    (NE1C〜NE13C)とを有し、 前記計算器(160)を、前記近似パラメータ(WjB )
    及び訂正パラメータ(WjC )を受信するとともにこれら
    を互いに加算し、かつ、前記第1ニューラルネットワー
    ク(NN1)に課された前記シナプス係数(WjA )を発
    生させるように配置したことを特徴とする請求項1又は
    2記載の監視システム。
  4. 【請求項4】 前記第1計算手段を形成する第1ニュー
    ラルネットワーク(NN1)を、各放電/充電サイクル
    の放電周期(PD1)に続く充電周期(PC1)中、逆
    伝播法により、瞬時の実数値の各バッチに対して前記放
    電電圧(Vt)の測定をその入力部に課するとともに対
    応する現瞬時(t)をその出力部に課する状況で、それ
    自体の実シナプス係数とする実パラメータ(WjA*)を計
    算するために配置し、 前記計算器(160)を、前記充電周期(PC1)中前
    記第1ニューラルネットワーク(NN1)によって計算
    された前記シナプス係数(WjA*)と、前記以前の放電周
    期(PD1)に対して前記第2ニューラルネットワーク
    (NN2)によって計算された前記近似パラメータ(Wj
    B )との間の各差によって形成した誤差パラメータ(Wj
    C*)を発生させるように配置し、 前記第3計算手段を形成する前記第3ニューラルネット
    ワーク(NN3)を、逆伝播法によって、前記誤差パラ
    メータ(WjC*)をその出力部に課するとともに前記以前
    の放電周期(PD1)の開始値(VO ,ΔVO ,NO
    をその入力部に課する状況で、それ自体の適応シナプス
    係数とする適応パラメータ(WkC )を計算するように配
    置し、 前記次の放電/充電サイクルの次の放電周期(PD2)
    のこの第3ニューラルネットワーク(NN3)は、前記
    充電周期で計算されたこれら適応シナプス係数(WkC )
    を維持するようにしたことを特徴とする請求項3記載の
    監視システム。
  5. 【請求項5】 前記計算器(160)を、現瞬時(t)
    の測定及び前記第1適応計算手段によって生じたクリテ
    ィカルな瞬時(tTH)の予測表示に基づいて、この現瞬
    時(t)以前からバッテリが予め設定されたクリティカ
    ルな放電電圧のしきい値(VTH)に到達するまで経過し
    た時間の経過(ΔtTH)の予測表示を計算するとともに
    現瞬時(t)ごとに発生させるようにも配置したことを
    特徴とする請求項1又は2記載の監視システム。
  6. 【請求項6】 前記計算器を、現瞬時(t)の測定及び
    前記第1ニューラルネットワークによって生じたクリテ
    ィカルな瞬時(tTH)の予測表示に基づいて、この現瞬
    時(t)以前からバッテリが予め設定されたクリティカ
    ルな放電電圧のしきい値(VTH)に到達するまで経過し
    た時間の経過(ΔtTH)の予測表示を計算するとともに
    現瞬時(t)ごとに発生させるようにも配置したことを
    特徴とする請求項3又は4記載の監視システム。
  7. 【請求項7】 前記ニューラルネットワーク(NN2)
    を前記第1ニューラルネットワーク(NN1)に直列結
    合し、前記第3ニューラルネットワーク(NN3)を前
    記第2ニューラルネットワークに並列結合したことを特
    徴とする請求項3,4又は6記載の監視システム。
  8. 【請求項8】 前記第1ニューラルネットワーク(NN
    1)は三つの層を有し、そのうつの一つのである電圧値
    用のニューラルセル(NE1A)の入力層はニューラル
    セルの隠れ層を有し、出力層は単一ニューラル層(NS
    A)を有し、前記隠れ層のセルは、セルごとに変動する
    勾配を有するシグモイダル活性化関数を有し、前記出力
    層のセルは、線形活性化関数を有することを特徴とする
    請求項7記載の監視システム。
  9. 【請求項9】 前記第2ニューラルネットワーク(NN
    2)は三つのニューラルセル層を有し、そのうちの一つ
    を、前記開始値(VO ,ΔVO ,NO )の各々に対する
    三つのニューラルセル(NE1B,NE2B,NE2
    B)の入力層とし、そのうちの一つを隠れセルの層と
    し、そのうちの一つをニューラルセル(NS1B〜NS
    13B)の出力層とし、前記隠れ層のセル(NC1B〜
    NC8B)は、セルごとに相違する勾配を有するシグモ
    イダル活性化関数を有し、前記出力層のセルは、前記第
    1ニューラルネットワークの作動に必要なシナプス係数
    と同数であり、シグモイダル活性化関数を有することを
    特徴とする請求項8記載の監視システム。
  10. 【請求項10】 前記第3ニューラルネットワーク(N
    N3)は三つのニューラルセル層を有し、そのうちの一
    つを、前記開始値(VO ,ΔVO ,NO )の各々に対す
    る三つのニューラルセル(NE1C,NE2C,NE2
    C)の入力層とし、そのうちの一つを単一の隠れセル
    (AU)とし、そのうちの一つをニューラルセル(NS
    1C〜NS13C)の出力層とし、前記出力層のセル
    は、前記第1ニューラルネットワークの作動に必要なシ
    ナプス係数と同数であり、シグモイダル活性化関数を有
    することを特徴とする請求項9記載の監視システム。
  11. 【請求項11】 計算を実行して第1、第2及び第3ニ
    ューラルネットワーク並びに計算器を形成するマイクロ
    プロセッサ(160)と、データを記憶するメモリ区域
    (170a,170b)とを具え、これら記憶区域は前
    記マイクロプロセッサ(160)を介してアクセス可能
    であり、前記ニューラルネットワークの構成データ、固
    定パラメータ及び前記第2ニューラルネットワークのシ
    ナプス係数を記憶するメモリ区域(170a)と、変動
    する測定、並びに第1及び第3ネットワークのシナプス
    係数を記憶し又は発生させるランダムアクセスメモリ区
    域(170a)とを含むことを特徴とする請求項4から
    10のうちのいずれかに記載の監視システム。
  12. 【請求項12】 このシステムを、充電可能なバッテリ
    (110)と、時間計測手段(150a)と、電圧測定
    手段(150b)と、表示手段(140)とに結合し、
    この表示手段を、前記バッテリが前記クリティカルな電
    圧しきい値(Vt TH)に到達するクリティカルな瞬時
    (tTH)の表示、使用以前の現瞬時(t)から前記バッ
    テリが予め設定されたクリティカルな電圧のしきい値
    (Vt TH)に到達するまで経過した時間の経過(Δ
    TH)の表示、又はこれら二つの表示、及び場合によっ
    ては前記バッテリの充電周期の終了の表示を行うために
    配置したことを特徴とする請求項1から11のうちのい
    ずれかに記載の監視システム。
  13. 【請求項13】 充電可能なバッテリ(110)から給
    電されるとともに、このバッテリに結合した請求項1か
    ら12のうちのいずれかに記載された監視システム(1
    00)を具えるホスト装置(130)。
  14. 【請求項14】 請求項7から12のうちのいずれかに
    記載された監視システムのニューラルネットワークを発
    生させるに当たり、学習周期中、 通常電圧値用に意図した第1ニューラルネットワークの
    入力に放電電圧(Vt)を課するとともに、この第1ニ
    ューラルネットワークのシナプス係数(WjA )のベクト
    ルによって形成されたデータベースを形成するための出
    力に対応する瞬時(t)を課する間、放電電圧(Vt )
    の関数として放電時間曲線(t)を第1ニューラルネッ
    トワークによって学習し、 前記開始値(VO ,ΔVO ,NO )と、前記第1ニュー
    ラルネットワークの学習手順で決定されるそのシナプス
    係数(WjA )との間の関係を第2ニューラルネットワー
    クによって学習し、 それ自体の適応シナプス係数(WkC )を決定しうるよう
    に第3ニューラルネットワークによって学習し、この学
    習は、 1)バッテリの放電/充電サイクルの放電周期(PD
    1)中、前記開始値(V O ,ΔVO ,NO )と、対応す
    る現瞬時(t)の関数としてのバッテリ電圧の値(Vt
    )と、第2ニューラルネットワーク(NN2)によっ
    て生じた近似パラメータ(WjB )とを記憶するステップ
    と、 2)次の充電周期(PC1)のステップとを具え、この
    学習は、 2a)瞬時の電圧の値(Vt )及び時間の値(t)をそ
    の入力部及び出力部にそれぞれ課する際それ自体の実シ
    ナプス係数(WjA*)を前記第1ニューラルネットワーク
    によって計算し、 2b)実パラメータ(WjA*)と前記近似パラメータとの
    間の差を計算することによって誤差パラメータ(WjC*)
    を計算し、 2c)前記誤差パラメータ(WjC*)を出力部に課すると
    ともに前記開始値(VO ,ΔVO ,NO )を入力部に課
    する際に適応パラメータと称するそれ自体のシナプス係
    数(WkC )を前記第3ニューラルネットワークによって
    計算し、 前記監視システムを使用するに当たり、次の放電/充電
    サイクルの後の放電周期中前記第3ニューラルネットワ
    ーク(NN3)のシナプス係数として適応パラメータ
    (WkC )を使用することを特徴とする監視システムのニ
    ューラルネットワーク発生方法。
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