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技術 ファン制御装置、冷却ファン・システム、コンピュータ装置、ファン制御方法及びプログラム

出願人 NECプラットフォームズ株式会社
発明者 岩間英夫
出願日 2016年3月24日 (5年6ヶ月経過) 出願番号 2016-059497
公開日 2017年9月28日 (4年0ヶ月経過) 公開番号 2017-174155
状態 特許登録済
技術分野 電気装置の冷却等 計算機・ガイダンスオペレータ
主要キーワード ファン制御システム 冷却ファン制御装置 ファン回転数制御 アドインカード 省消費電力 ファン制御装置 温度状況 ビデオチップ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

筐体内のデバイス温度状況に応じた回転数ファンを動作させる冷却ファン制御装置を提供する。

解決手段

ファン制御装置は、デバイスを冷却する空気の流れにおけるデバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいてデバイスを冷却するファンの回転数を決定するファン回転数決定部と、空気の流れに沿って配置された2つのデバイスのうち下流側に配置されたデバイスにとっての上流側の温度を、上流側に配置されたデバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて推定する温度推定部と、を備える。

概要

背景

コンピュータ装置筐体には、コンピュータ装置が備えるデバイス発熱による温度上昇を抑えるために冷却ファンが設けられている。一般的な方法として、例えば、次のような方法で冷却ファンの動作を制御している。(1)コンピュータ装置内のデバイスに温度センサを取り付けて温度を監視し、冷却ファンの回転数を制御にする。(2)デバイスに対する吸気温度を監視し、吸気温度に基づいて冷却ファンの回転数を制御する。(3)吸気温度に加え、デバイスの電流値(電力値)を監視し、デバイスの温度状況推定し、吸気温度と電流値によって回転数の制御を行う。

例えば、特許文献1には、コンピュータ装置内の温度、装置内に備えられた第1のデバイスの温度、第2のデバイスの温度と、それら3つの温度と冷却ファンの回転数の関係を定めたテーブルから、冷却ファンの回転数を決定し、決定した回転数で冷却ファンを回転させる技術が記載されている。

また、例えば、特許文献2には、バッテリが搭載されたシステムボードの冷却ファンについて、そのバッテリが充電中か否かによって、冷却ファンの稼働状態(回転数)を変更し、充電中におけるバッテリの発熱による筐体内の温度上昇を防止する技術が記載されている。

概要

筐体内のデバイスの温度状況に応じた回転数でファンを動作させる冷却ファン制御装置を提供する。ファン制御装置は、デバイスを冷却する空気の流れにおけるデバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいてデバイスを冷却するファンの回転数を決定するファン回転数決定部と、空気の流れに沿って配置された2つのデバイスのうち下流側に配置されたデバイスにとっての上流側の温度を、上流側に配置されたデバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて推定する温度推定部と、を備える。

目的

この発明は、上述した課題を解決するファン制御装置、冷却ファン・システム、コンピュータ装置、ファン制御方法及びプログラムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

デバイスを冷却する空気の流れにおける前記デバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて前記デバイスを冷却するファン回転数を決定するファン回転数決定部と、前記空気の流れに沿って配置された2つのデバイスのうち下流側に配置されたデバイスにとっての上流側の温度を、前記2つのデバイスのうち上流側に配置されたデバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて推定する温度推定部と、を備えるファン制御装置

請求項2

前記温度推定部は、装置の筐体内に設けられた温度センサが測定した温度情報と、前記装置の筐体内に設けられた複数のデバイスのうち前記温度センサより下流に配置された第一デバイスの使用率と、を取得して前記第一デバイスの下流側の温度を推定し、前記ファン回転数決定部は、前記温度推定部が推定した温度と、前記第一デバイスより下流に配置された第二デバイスの使用率と、に基づいて前記第二デバイスの冷却に適した前記ファンの回転数である第二回転数を決定する、請求項1に記載のファン制御装置。

請求項3

前記ファン回転数決定部は、前記温度センサが測定した温度情報と、前記第一デバイスの使用率と、に基づいて、前記第一デバイスの冷却に適した前記ファンの回転数である第一回転数を決定し、前記第一回転数と前記第二回転数とに基づいて、前記ファンの回転数を決定する、請求項2に記載のファン制御装置。

請求項4

前記第一デバイスおよび前記第二デバイスの使用率を取得するデバイス使用率取得部と、前記第一デバイスの上流側の温度を取得する温度取得部と、をさらに備える請求項2または請求項3に記載のファン制御装置。

請求項5

冷却ファンと、請求項1から請求項4の何れか1項に記載のファン制御装置と、を備える冷却ファン・システム

請求項6

冷却ファンと、前記冷却ファンによって送風し冷却する複数のデバイスと、前記複数のデバイスの使用率を取得する請求項1から請求項4の何れか1項に記載のファン制御装置と、を備える冷却ファン・システム。

請求項7

前記複数のデバイスは何れも着脱可能に設けられており、前記複数のデバイスのうち少なくとも1つは筐体内に設けられている、請求項6に記載の冷却ファン・システム。

請求項8

一つまたは複数のデバイスが設けられたアドインカードと、前記アドインカードへの吸気温度を測定する温度センサと、前記アドインカードに設けられた一つまたは複数のデバイスを冷却するためのファンと、前記吸気温度と前記デバイスの使用率に対応付けて前記アドインカード内に設けられたデバイスの温度を記憶する温度推定テーブルと、前記アドインカード内に設けられたデバイスの温度と前記デバイスの使用率に対応付けて前記ファンの回転数を記憶するファン制御テーブルと、前記温度センサの測定値と温度推定テーブルとに基づいて前記アドインカード内に設けられたデバイスの温度を推定する温度推定部と、前記温度推定部が推定した温度と前記デバイスの使用率と前記ファン制御テーブルとに基づいて前記ファンの回転数を決定するファン回転数制御部と、を備えるコンピュータ装置

請求項9

デバイスを冷却する空気の流れにおける前記デバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて前記デバイスを冷却するファンの回転数を決定する工程と、前記空気の流れに沿って配置された2つのデバイスのうち下流側に配置されたデバイスにとっての上流側の温度を、前記2つのデバイスのうち上流側に配置されたデバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて推定する工程と、を備えるファン制御方法

請求項10

ファン制御装置のコンピュータを、デバイスを冷却する空気の流れにおける前記デバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて前記デバイスを冷却するファンの回転数を決定する手段、前記空気の流れに沿って配置された2つのデバイスのうち下流側に配置されたデバイスにとっての上流側の温度を、前記2つのデバイスのうち上流側に配置されたデバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて推定する手段、として機能させるためのプログラム

技術分野

背景技術

0002

コンピュータ装置の筐体には、コンピュータ装置が備えるデバイス発熱による温度上昇を抑えるために冷却ファンが設けられている。一般的な方法として、例えば、次のような方法で冷却ファンの動作を制御している。(1)コンピュータ装置内のデバイスに温度センサを取り付けて温度を監視し、冷却ファンの回転数を制御にする。(2)デバイスに対する吸気温度を監視し、吸気温度に基づいて冷却ファンの回転数を制御する。(3)吸気温度に加え、デバイスの電流値(電力値)を監視し、デバイスの温度状況推定し、吸気温度と電流値によって回転数の制御を行う。

0003

例えば、特許文献1には、コンピュータ装置内の温度、装置内に備えられた第1のデバイスの温度、第2のデバイスの温度と、それら3つの温度と冷却ファンの回転数の関係を定めたテーブルから、冷却ファンの回転数を決定し、決定した回転数で冷却ファンを回転させる技術が記載されている。

0004

また、例えば、特許文献2には、バッテリが搭載されたシステムボードの冷却ファンについて、そのバッテリが充電中か否かによって、冷却ファンの稼働状態(回転数)を変更し、充電中におけるバッテリの発熱による筐体内の温度上昇を防止する技術が記載されている。

先行技術

0005

特開2010−211269号公報
特開2011−186515号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかし、上述した(1)〜(3)に記載の方法には、次のような課題が存在する。例えば、(1)の場合、温度センサの取り付けができないデバイスについては、最適な制御ができない可能性がある。(2)の場合、デバイス内の実際の温度状況は不明のためワーストケース(デバイスが最大電力で動作する状況)を想定した過剰な回転数で回転させる可能性が高くなる。(3)の場合、デバイスが例えばアドインカードであり、アドインカードに複数のデバイスが含まれている場合、各デバイスで温度状況が異なり、各デバイスに対する適切な制御を行うことができないという可能性がある。特許文献1についても同様である。また、特許文献2の方法については、冷却対象がバッテッリに限られており、一般的なデバイスの冷却に対して応用することは難しい。

0007

そこでこの発明は、上述した課題を解決するファン制御装置、冷却ファン・システム、コンピュータ装置、ファン制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0008

本発明は、デバイスを冷却する空気の流れにおける前記デバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて前記デバイスを冷却するファンの回転数を決定するファン回転数決定部と、前記空気の流れに沿って配置された2つのデバイスのうち下流側に配置されたデバイスにとっての上流側の温度を、前記2つのデバイスのうち上流側に配置されたデバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて推定する温度推定部と、を備えるファン制御装置である。

0009

また本発明は、冷却ファンと、上記のファン制御装置と、を備える冷却ファン・システムである。

0010

また本発明は、一つまたは複数のデバイスが設けられたアドインカードと、前記アドインカードへの吸気温度を測定する温度センサと、前記アドインカードに設けられた一つまたは複数のデバイスを冷却するためのファンと、前記吸気温度と前記デバイスの使用率対応付けて前記アドインカード内に設けられたデバイスの温度を記憶する温度推定テーブルと、前記アドインカード内に設けられたデバイスの温度と前記デバイスの使用率に対応付けて前記ファンの回転数を記憶するファン制御テーブルと、前記温度センサの測定値と温度推定テーブルとに基づいて前記アドインカード内に設けられたデバイスの温度を推定する温度推定部と、前記温度推定部が推定した温度と前記デバイスの使用率と前記ファン制御テーブルとに基づいて前記ファンの回転数を決定するファン回転数制御部と、を備えるコンピュータ装置である。

0011

また本発明は、デバイスを冷却する空気の流れにおける前記デバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて前記デバイスを冷却するファンの回転数を決定する工程と、前記空気の流れに沿って配置された2つのデバイスのうち下流側に配置されたデバイスにとっての上流側の温度を、前記2つのデバイスのうち上流側に配置されたデバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて推定する工程と、を備えるファン制御方法である。

0012

また本発明は、ファン制御装置のコンピュータを、デバイスを冷却する空気の流れにおける前記デバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて前記デバイスを冷却するファンの回転数を決定する手段、前記空気の流れに沿って配置された2つのデバイスのうち下流側に配置されたデバイスにとっての上流側の温度を、前記2つのデバイスのうち上流側に配置されたデバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて推定する手段、として機能させるためのプログラムである。

発明の効果

0013

本発明によれば、コンピュータ装置内に配置されたデバイスに温度センサが取り付けられない場合にも、デバイスの温度状況に応じた適切な回転数でファンを動作させることにより、デバイスを冷却することができるという効果が得られる。

図面の簡単な説明

0014

本発明の一実施形態によるファン制御装置の最小構成を示すブロック図である。
本発明の一実施形態によるファン制御システムの一例を示す第一の図である。
本発明の一実施形態によるファン制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
本発明の一実施形態によるファン制御に用いるテーブルの一例を示す第一の図である。
本発明の一実施形態によるファン制御に用いるテーブルの一例を示す第二の図である。
本発明の一実施形態によるファン制御に用いるテーブルの一例を示す第三の図である。
本発明の一実施形態によるファンの回転数制御の一例を示すフローチャートである。
本発明の一実施形態によるファン制御システムの一例を示す第二の図である。
本発明の一実施形態によるファン制御システムの一例を示す第三の図である。
本発明の一実施形態によるファン制御システムの一例を示す第四の図である。

実施例

0015

<実施形態>
以下、本発明の一実施形態によるファン制御装置を図1図10を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態によるファン制御装置の最小構成を示すブロック図である。
図1におけるファン制御装置10は、温度推定部131と、ファン回転数決定部132とを少なくとも備えている。
温度推定部131は、デバイスを冷却する空気の流れにおける当該デバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態とに基づいて、当該デバイスの下流側の温度を推定する。これを冷却空気の流れに沿って配置された2つのデバイスについて適用すると、温度推定部131は、2つのデバイスのうち下流側に配置されたデバイスにとっての上流側の温度を、2つのデバイスのうち上流側に配置されたデバイスにとっての上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて推定する。
ファン回転数決定部132は、デバイスを冷却する空気の流れにおけるデバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて、当該デバイスを冷却するファンの回転数を決定する。これを、冷却空気の流れに沿って配置された2つのデバイスについて適用すると、ファン回転数決定部132は、上流側に配置されたデバイスについて、当該デバイスの上流側の温度と稼働状態とに基づいて、当該デバイスの冷却に適したファンの回転数を決定する。また、下流側に配置されたデバイスについて、ファン回転数決定部132は、温度推定部131が推定した下流側に配置されたデバイスにとっての上流側の温度と、下流側に配置された他のデバイスの稼働状態とに基づいて、他のデバイスの冷却に適したファンの回転数を決定する。

0016

図2は、本発明の一実施形態によるファン制御システムの一例を示す第一の図である。
図2に示す通り、コンピュータ装置100の筐体内には、ファン1と、CPU2と、温度センサ3と、デバイス・モジュール6と、ファン制御装置10と、が格納されている。デバイス・モジュール6には、デバイス5a、5bが装着されている。デバイス・モジュール6は、筐体に着脱可能に装着されている。また、デバイス5a、5bは、デバイス・モジュール6に着脱可能に装着されている。デバイス・モジュール6は、例えば、アドインカードである。デバイス5a、5bは、例えば、アドインカードに搭載された集積回路部品である。ファン制御システムは、少なくともファン1と、ファン制御装置10とを含む。

0017

ファン1は、コンピュータ装置100の筐体内の温度を冷却する冷却ファンである。矢印A1〜A4は、ファン1によって発生する空気の流れを示している。つまり、ファン1が回転することによって紙面の左側から右側への空気の流れが生じ、この空気の流れによって、CPU2、デバイス5a、5b、デバイス・モジュール6等が冷却される。温度センサ3は、筐体内の温度状況を把握するために設けられている。ファン制御装置10は、温度センサ3が測定する温度情報などに基づいてファン1の回転数を制御し、筐体内の温度、例えば、コンピュータ装置100の稼働と共に発熱するデバイス5a、5b、デバイス・モジュール6の周辺の温度が適切な範囲となるように制御する。コンピュータ装置100の筐体内に格納されたデバイス等の構成およびそれらの配置位置は、図2の例に限定されないが、温度センサ3は、制御対象となる空気の温度に影響するデバイス類が配置されている位置よりも上流側(空気の流れの風上側、紙面の左側)に配置されているとする。温度センサ3とデバイス・モジュール6が図2のような配置となっている場合、温度センサ3が測定する温度によって、デバイス5aの吸気温度4aを測定することができる。ここで、吸気温度とは、あるデバイスの上流側に隣接した空気の温度のことである。また、排気温度とは、あるデバイスの下流側に隣接した空気の温度のことである。一般的には、各デバイスの吸気温度などに基づいてファン1の回転数の制御を行う場合が多い。

0018

一方、図2の例のようにデバイス・モジュール6に複数のデバイス5a、5bが設けられている場合、デバイス・モジュール6の上流側に温度センサ3を設けることはできても、デバイス5aの下流側かつデバイス5bの上流側に温度センサを設けることが難しい場合も多い。このような場合、吸気温度4bやデバイス5bの稼働状態によらず、デバイス5bが最も高温な状態にあると想定して、その温度状況に合わせてファン1の回転数を制御する場合が多い。このような制御方法については、省電力、騒音の観点から改善の余地がある。そこで、本実施形態では、複数のデバイスのそれぞれについて温度センサを設けることができない場合でも、デバイスごとに異なる温度状況を推定し、ファンの回転数を最適に制御する方法を提供する。

0019

図3は、本発明の一実施形態によるファン制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
図3が示すようにファン制御装置10は、温度取得部11と、デバイス使用率取得部12と、制御部13と、ファン回転数制御部14と、記憶部15と、を備える。
温度取得部11は、温度センサ3が測定した温度情報を取得する。
デバイス使用率取得部12は、温度センサ3の下流に配置されたデバイス5a、5bの使用率(稼働状態)をデバイス使用率管理ソフトウェア20から取得する。デバイス使用率管理ソフトウェア20とは、コンピュータ装置100で稼働するOS(operating system)上で実行されるソフトウェアであって、OSやアプリケーションが使用するデバイス(例えば、ビデオチップ)の使用率を監視・管理するソフトウェアである。特に図2の例の場合、デバイス使用率管理ソフトウェア20は、デバイス・モジュール6内の各デバイス5a、5bの使用率を監視する機能を持つ。

0020

制御部13は、温度取得部11が取得した温度情報、デバイス使用率取得部12が取得した使用率の情報に基づいてファン1の回転数を制御する。制御部13は、温度推定部131、ファン回転数決定部132を備えている。温度推定部131、ファン回転数決定部132については、図1を用いて説明したが、図2実装例に当てはめて再度説明を行う。温度推定部131は、コンピュータ装置100の筐体内に設けられた温度センサ3が測定した温度情報と、温度センサ3より下流に配置されたデバイス5a(第一デバイス)の使用率と、を取得してデバイス5a(第一デバイス)の下流側の空気の温度を推定する。ファン回転数決定部132は、温度センサ3が測定した温度情報と、デバイス5a(第一デバイス)の使用率と、に基づいて、デバイス5a(第一デバイス)の冷却に適したファン1の回転数(第一回転数)を決定する。また、ファン回転数決定部132は、温度推定部131が推定した温度と、デバイス5a(第一デバイス)より下流に配置されたデバイス5b(第二デバイス)の使用率と、に基づいてデバイス5b(第二デバイス)の冷却に適したファン1の回転数(第二回転数)を決定する。そして、ファン回転数決定部132は、第一回転数と第二回転数のうち大きな値を選択し、選択した回転数をファン1の回転数として決定する。

0021

ファン回転数制御部14は、ファン回転数決定部132が決定した回転数でファン1を回転させる。
記憶部15は、ファン1の制御に必要な種々の情報を記憶する。記憶部15が記憶する情報には、例えば、温度推定部131がデバイス5a(第一デバイス)下流側の空気温度の推定に用いる温度推定テーブル151や、ファン回転数決定部132がファンの回転数の決定に用いるファン制御テーブル152が含まれる。これらのテーブルについては次に説明を行う。

0022

図4は、本発明の一実施形態によるファン制御に用いるテーブルの一例を示す第一の図である。
図4は、温度推定テーブル151aの一例を示す図である。図示するように、温度推定テーブル151aは、「吸気温度(4a)」、「デバイス5aの使用率」、「吸気温度(4b)」の各項目を有している。「吸気温度(4a)」には、図2におけるデバイス・モジュール6の吸気側の温度(吸気温度(4a))が設定されている。図2において、温度センサ3とデバイス・モジュール6の間には発熱する部材(デバイス等)が配置されていない。従って、吸気温度(4a)には、温度センサ3が測定した温度を用いることができる。また、デバイス・モジュール6において、デバイス5aの上流側には発熱する部材が配置されていない。従って、吸気温度(4a)には、温度センサ3が測定した温度を用いることができる。また、吸気温度(4a)は、デバイス5aの吸気温度である。

0023

「デバイス5aの使用率」には、デバイス5aの使用率の範囲が設定されている。デバイス5aの使用率は、デバイス使用率管理ソフトウェア20から取得することができる。
「吸気温度4b」には、図2におけるデバイス5aの排気温度(吸気温度(4b))が設定されている。図2のような実装例の場合、デバイス5bの吸気温度4bは、デバイス5aの排気温度と同じであり、デバイス5aの使用率が高ければデバイス5aが高温になり、デバイス5aの排気温度つまりデバイス5bの吸気温度4bも高温になる。このことからデバイス5bの吸気温度4bは、デバイス5aの吸気温度4aおよびデバイス5aの使用率と相関関係があるので上計算または実機確認等により、事前に算出可能である。「吸気温度4b」には、事前に算出した吸気温度4bの値が設定されている。

0024

温度推定部131は、温度センサ3が測定した温度情報と、デバイス使用率取得部12が取得したデバイス5aの使用率とを用いて、図4で例示した温度推定テーブル151aを参照し、デバイス5aの排気温度(吸気温度4b)を求める。より具体的には、例えば、温度センサ3が測定した温度情報が30℃で、デバイス使用率取得部12が取得したデバイス5aの使用率が38%であれば、温度推定部131は、温度推定テーブル151の「吸気温度(4a)」項目の値が「30℃」で、「デバイス5aの使用率」項目に設定された値の範囲に「38%」を含むデータ(レコード)を検索し、そのデータの「吸気温度(4b)」項目の値(「35℃」)を記憶部15から読み出す。これにより、デバイス5b用に温度センサが設けられていなくてもデバイス5bの吸気温度4bを得ることができる。

0025

図5は、本発明の一実施形態によるファン制御に用いるテーブルの一例を示す第二の図である。
図5は、ファン制御テーブル152aの一例を示す図である。図5のファン制御テーブル152aは、デバイス5aの温度状況に合わせたファン1の回転数を求めるためのテーブルである。図示するように、ファン制御テーブル152aは、「吸気温度(4a)」、「デバイス5aの使用率」、「ファン1の回転数」の各項目を有している。「吸気温度(4a)」項目には、デバイス・モジュール6の吸気温度4aの範囲が設定されている。「デバイス5aの使用率」項目には、デバイス5aの使用率の範囲が設定されている。「ファン1の回転数」には、デバイス5aの温度状況に対応するファン1の回転数が設定されている。デバイス5aの温度状況に対応するファン1の回転数とは、例えば、その回転数でファン1を回転させれば、デバイス5aの温度を、デバイス5aの動作や寿命に悪影響が出ないような温度の範囲に保つことができる回転数のうち、最も少ない回転数である。このようなファン1の回転数は、例えば、実機での検証や机上計算によって求められ、ファン制御テーブル152aに設定される。ファン制御テーブル152aが示すように、「ファン1の回転数」は、「吸気温度(4a)」と「デバイス5aの使用率」とに対応付けて設定されている。上述のように、デバイス5aの温度状況は、デバイス5aに送風される吸気側の温度(吸気温度4a)およびデバイス5a自身の使用率に相関すると考えられるからである。デバイス5aの使用率が高いほどデバイス5aは高温になるためファン1の回転数を上げて冷却する必要がある。図5で例示するデバイス5a用のファン制御テーブル152aには、デバイス5aの使用率が高いほど、ファン1の回転数が上昇するような値が設定されている。また、図5のファン制御テーブル152aには、デバイス5aの使用率が同一の範囲にある場合、デバイス5aの吸気温度が高いほどファン1の回転数が上昇するような値が設定されている。

0026

ファン回転数決定部132は、温度センサ3が測定した温度情報と、デバイス使用率取得部12が取得したデバイス5aの使用率とを用いて、図5で例示したファン制御テーブル152aを参照し、デバイス5aの冷却に適したファン1の回転数を求める。より具体的には、例えば、温度センサ3が測定した温度情報が32℃で、デバイス使用率取得部12が取得したデバイス5aの使用率が55%であれば、ファン回転数決定部132は、ファン制御テーブル152aの「吸気温度(4a)」項目に設定された値の範囲に「32℃」を含み、「デバイス5aの使用率」項目に設定された値の範囲に「55%」を含むデータ(レコード)を検索し、そのデータの「ファン1の回転数」項目の値(「6500rpm」)を記憶部15から読み出す。これにより、デバイス5aの温度を適切な温度帯に保つことができ、かつ、低コスト化省消費電力化が可能なファン1の回転数(第一回転数)を得ることができる。

0027

図6は、本発明の一実施形態によるファン制御に用いるテーブルの一例を示す第三の図である。
図6は、ファン制御テーブル152の一例を示す図である。図6のファン制御テーブル152bは、デバイス5bの温度状況に合わせたファン1の回転数を求めるためのテーブルである。図示するように、ファン制御テーブル152bは、「吸気温度(4b)」、「デバイス5bの使用率」、「ファン1の回転数」の各項目を有している。「吸気温度(4b)」項目には、デバイス5bの吸気温度の範囲が設定されている。デバイス5bの吸気温度とは、換言すれば、デバイス5aの排気温度である。「デバイス5bの使用率」項目には、デバイス5bの使用率の範囲が設定されている。「ファン1の回転数」には、デバイス5bの温度状況に対応するファン1の回転数が設定されている。図5の場合と同様、「ファン1の回転数」には、実機での検証や机上計算によって求められた第二デバイスの冷却に適したファン1の回転数のうち最も少ない回転数が設定される。図6のファン制御テーブル152bが示すように、「ファン1の回転数」は、「吸気温度(4b)」と「デバイス5bの使用率」とに対応付けて設定されている。上述のように、デバイス5bの温度状況は、デバイス5aの下流側の温度(排気温度)およびデバイス5b自身の稼働率に相関すると考えられるからである。デバイス5bの使用率が高いほどデバイス5bは高温になるためファン1の回転数を上げて冷却する必要がある。図5で例示するデバイス5b用のファン制御テーブル152bには、デバイス5bの使用率が高いほど、ファン1の回転数が上昇するような値が設定されている。また、図5のファン制御テーブル152bには、デバイス5bの使用率が同一の範囲にある場合、デバイス5bの吸気温度が高いほどファン1の回転数が上昇するような値が設定されている。

0028

ファン回転数決定部132は、温度推定部131が測定した温度情報と、デバイス使用率取得部12が取得したデバイス5bの使用率とを用いて、図6で例示したファン制御テーブル152bを参照し、デバイス5bの冷却に適したファン1の回転数を求める。より具体的には、例えば、温度推定部131が測定したデバイス5bの吸気温度(デバイス5aの排気温度)が34℃で、デバイス使用率取得部12が取得したデバイス5bの使用率が80%であれば、ファン回転数決定部132は、ファン制御テーブル152bの「吸気温度(4b)」項目に設定された値の範囲に「34℃」を含み、「デバイス5bの使用率」項目に設定された値の範囲に「80%」を含むデータ(レコード)を検索し、そのデータの「ファン1の回転数」項目の値(「7000rpm」)を記憶部15から読み出す。これにより、デバイス5bの温度を適切な温度帯に保つことができ、かつ、低コスト化、省消費電力化が可能なファン1の回転数(第二回転数)を得ることができる。

0029

さらに、ファン回転数決定部132は、デバイス5aの冷却に適したファン1の第一回転数と、デバイス5bの冷却に適したファン1の第二回転数とのうち、大きな回転数を選択する。大きな回転数を選択すれば、デバイス5aおよびデバイス5bの冷却に十分な量の空気の流れを発生させることができる。

0030

図7は、本発明の一実施形態によるファンの回転数制御の一例を示すフローチャートである。
図7を用いて、これまで説明したファン1の回転数の決定制御の処理の流れについて、図2の実装の場合を例に説明を行う。
前提として、温度センサ3は、所定の時間間隔で温度情報を測定し、測定した温度情報を温度推定部131へ出力している。また、デバイス使用率管理ソフトウェア20は、デバイス使用率取得部12の指示により、デバイス5a、5bの使用率を所定の時間間隔で測定し、それらの使用率の情報をデバイス使用率取得部12へ出力している。
まず、温度推定部131は、温度センサ3からデバイス5aの吸気温度4aを取得する(ステップS11)。温度推定部131は、取得した吸気温度4aを制御部13へ出力する。制御部13では、温度推定部131が吸気温度4aを取得する。
次にデバイス使用率取得部12は、デバイス使用率管理ソフトウェア20から複数のデバイス(デバイス5a、デバイス5b)の使用率を取得する(ステップS12)。デバイス使用率取得部12は、取得したデバイス5aおよびデバイス5bそれぞれの使用率を制御部13へ出力する。制御部13では、温度推定部131がデバイス5aの使用率を取得する。ファン回転数決定部132がデバイス5aおよびデバイス5bの使用率を取得する。

0031

次に、温度推定部131は、取得したデバイス5aの吸気温度4aと、デバイス5aの使用率とに基づいて、デバイス5bの吸気温度4bを推定する(ステップS13)。具体的には、温度推定部131は、記憶部15の温度推定テーブル151aを参照し、デバイス5aの吸気温度4aおよび使用率に対応付けられたデバイス5bの吸気温度4bを読み出す。温度推定部131は、読み出した吸気温度4bをファン回転数決定部132へ出力する。

0032

次に、ファン回転数決定部132は、各デバイスの使用率等に応じたファンの回転数を求める(ステップS14)。まず、ファン回転数決定部132は、デバイス5aの回転数(第一回転数)を求める。具体的には、ファン回転数決定部132は、記憶部15に格納された図5で例示したファン制御テーブル152aから、取得したデバイス5aの吸気温度4aおよび使用率に対応するファン1の回転数を読み出す。読み出した回転数が第一回転数である。また、ファン回転数決定部132は、デバイス5bの回転数(第二回転数)を求める。具体的には、ファン回転数決定部132は、記憶部15に格納された図6で例示したファン制御テーブル152bから、取得したデバイス5bの吸気温度4bおよび使用率に対応するファン1の回転数を読み出す。読み出した回転数が第二回転数である。

0033

次に、ファン回転数決定部132は、最も大きな回転数を選択し、ファンの回転数を決定する(ステップS15)。具体的には、ファン回転数決定部132は、第一回転数と第二回転数とを比較し、大きな値を選択する。選択した回転数がファン1の回転数である。ファン回転数決定部132は、決定したファン1の回転数をファン回転数制御部14へ出力する。ファン回転数制御部14は、ファン1の回転数が、ファン回転数決定部132が決定した回転数となるよう制御する。ファン制御装置10は、この後も、ステップS11〜ステップS15の制御を繰り返し、ファン1の回転数を制御する。

0034

一般的には、図2のような実装の場合、デバイス・モジュール6(アドインカード)内に温度センサが取り付けできない場合、デバイス5aの温度、デバイス5bの温度、吸気温度4bの値が不明であり、デバイス5aおよびデバイス5bが最も高温な状態を想定してファン1の回転数制御を行っていた。この場合、必要以上に高い回転数でファン1を回転させている可能性があった。本実施形態によれば、吸気温度4aとデバイス5aの使用率から吸気温度4bを推測し、吸気温度4aとデバイス5aの使用率と吸気温度4bとデバイス5bの使用率から、温度センサを設けることのできないデバイス類についても、そのデバイスの温度状況に応じた最適なファン1の回転数を決定することができる。これにより、全てのデバイスを冷却するのに十分な回転数でファン1を動作させることができる。また、必要以上に高い回転数でファン1を動作させることがないので、省消費電力化やファンの動作による騒音の低減が可能となる。

0035

なお、デバイス5a、5bは、デバイス・モジュール6に着脱可能に装着されている。ここで、デバイス5aまたはデバイス5bが装着されていない場合のファン1の回転数制御について説明する。
(デバイス5aが装着されていない場合)
デバイス5aがデバイス・モジュール6に装着されていない場合、吸気温度4aがデバイス5bの吸気温度となる。ファン回転数決定部132は、吸気温度4aとデバイス5bの使用率を用いて図6のファン制御テーブル152bからファン1の回転数を求める。なお、この場合、ファン回転数決定部132は、ファン制御テーブル152bを参照する際に、「吸気温度(4b)」項目の値と温度センサ3が測定した吸気温度4aの値とを比較する。ファン回転数決定部132は、求めたデバイス5bの冷却に適したファン1の回転数を最終的なファン1の回転数として決定する。
(デバイス5bが装着されていない場合)
デバイス5aがデバイス・モジュール6に装着されていない場合は、図7などで、これまで説明した処理と同様である。

0036

これまでは、図2の実装例を用いてファン1の回転制御を説明した。以下、図8図10を用いて他の実装例におけるファン1の制御方法を説明する。

0037

図8は、本発明の一実施形態によるファン制御システムの一例を示す第二の図である。
図2と同様に、コンピュータ装置100aの筐体内には、ファン1と、CPU2と、温度センサ3と、デバイス・モジュール6とが空気の流れに沿ってこの順で配置されている。図8においては、デバイス・モジュール6に、デバイス5a、5b、5c、5dが上流側から下流側に向かってこの順に配置されている。矢印A1〜A6は、ファン1によって発生する空気の流れを示している。図8の実装の場合、ファン制御装置10は、ファン1の回転数を制御し、デバイス5a、5b、5c、5dの温度が適切な範囲となるように制御する。より具体的には、記憶部15には、デバイス5aの吸気温度4aとデバイス5aの使用率に対応付けてデバイス5aの排気温度(デバイス5bの吸気温度4b)が設定された温度推定テーブル151aと、デバイス5bの吸気温度とデバイス5bの使用率に対応付けてデバイス5bの排気温度(デバイス5cの吸気温度4c)が設定された温度推定テーブル151bと、デバイス5cの吸気温度とデバイス5cの使用率に対応付けてデバイス5cの排気温度(デバイス5dの吸気温度4d)が設定された温度推定テーブル151cが格納されている。また、記憶部15には、デバイス5aの吸気温度とデバイス5aの使用率に対応付けてファン1の回転数が設定されたファン制御テーブル152aと、デバイス5bの吸気温度とデバイス5bの使用率に対応付けてファン1の回転数が設定されたファン制御テーブル152bと、デバイス5cの吸気温度とデバイス5cの使用率に対応付けてファン1の回転数が設定されたファン制御テーブル152cと、デバイス5dの吸気温度とデバイス5dの使用率に対応付けてファン1の回転数が設定されたファン制御テーブル152dが格納されている。

0038

図8の実装例におけるファン制御装置10の処理について、図7のフローチャートを用いて説明を行う。まず、温度推定部131が、吸気温度4aを取得する(ステップS11)。デバイス使用率取得部12は、デバイス5a、5b、5c、5dの使用率を取得する(ステップS12)。次に温度推定部131は、デバイス5aの吸気温度4a(測定値)および使用率と温度推定テーブル151aとに基づいて吸気温度4bを推定する。同様に、温度推定部131は、デバイス5bの吸気温度4b(推定値)および使用率と温度推定テーブル151bとに基づいて吸気温度4cを推定する。また、温度推定部131は、デバイス5cの吸気温度4c(推定値)および使用率と温度推定テーブル151cとに基づいて吸気温度4dを推定する(ステップS13)。

0039

次に、ファン回転数決定部132は、デバイス5aの吸気温度4aおよび使用率とファン制御テーブル152aとに基づいてデバイス5aの温度状況に適したファン1の回転数を求める。同様に、ファン回転数決定部132は、デバイス5bの吸気温度4bおよび使用率とファン制御テーブル152bとに基づいてデバイス5bの温度状況に適したファン1の回転数を求める。また、ファン回転数決定部132は、デバイス5cの吸気温度4cおよび使用率とファン制御テーブル152cとに基づいてデバイス5cの温度状況に適したファン1の回転数を求める。また、ファン回転数決定部132は、デバイス5dの吸気温度4dおよび使用率とファン制御テーブル152dとに基づいてデバイス5dの温度状況に適したファン1の回転数を求める(ステップS14)。
次に、ファン回転数決定部132は、デバイス5a、5b、5c、5dの温度状況に適したファン1の回転数の中から最も大きな値を選択してファン1の回転数を決定する(ステップS15)。

0040

このように、デバイス・モジュール6に3つ以上のデバイスが空気の流れに沿って配置されていても、上流側のデバイスから順に吸気温度と使用率に基づいてそのデバイスの排気温度を推定することで、当該デバイスの下流方向に隣り合って配置された次のデバイスの吸気温度を求めるという処理を繰り返すことで各デバイスの吸気温度を推定することができる。また、各デバイスについて推定した吸気温度と、デバイス使用率管理ソフトウェア20から取得した使用率とに基づいて、各デバイスの温度状況を推定することができ、ファン制御テーブル152を参照することで、各デバイスの温度状況に応じた必要な冷却風を供給することができるファン1の回転数を求めることができる。これにより、図8のような実装においてもファン制御装置10は、ファン制御の最適化ができる。

0041

図9は、本発明の一実施形態によるファン制御システムの一例を示す第三の図である。
図9の実装例では、デバイス・モジュール6にデバイス5a、5b、5eが設けられている。図2の実装例との違いは、空気の流れ方向に沿って、デバイス5eが、デバイス5aの下流側にデバイス5bと並んで配置されていることである(デバイス5bとデバイス5eは、空気の流れ方向と直交する方向に並んでいる)。また、ファン1がコンピュータ装置100bの筐体内の下流側に設けられている。空気の流れ方向における温度センサ3とデバイス・モジュール6の位置関係は、図2と同様である。これらの関係が変わらなければ、図9に示すようにファン1の位置は任意である。図9の例ではファン1が、空気を引き込み、矢印A1〜A4が示す方向の空気の流れを生成している。

0042

図9の実装の場合、記憶部15には、デバイス5aの吸気温度4aとデバイス5aの使用率に対応付けてデバイス5aの排気温度(デバイス5bの吸気温度4b)が設定された温度推定テーブル151aが格納されている。また、記憶部15には、デバイス5aの吸気温度とデバイス5aの使用率に対応付けてファン1の回転数が設定されたファン制御テーブル152aと、デバイス5bの吸気温度とデバイス5bの使用率に対応付けてファン1の回転数が設定されたファン制御テーブル152bと、デバイス5eの吸気温度とデバイス5eの使用率に対応付けてファン1の回転数が設定されたファン制御テーブル152eが格納されている。図9の場合、デバイス5eの吸気温度には、デバイス5aの排気温度、つまり吸気温度4bを用いることができる。

0043

図9の実装例におけるファン制御装置10の処理について説明する。デバイス5a、5bの温度状況に応じたファン1の回転数については図7で説明したとおりである。デバイス5eについて図7を用いて説明する。ステップS11〜ステップS13までは、図7と同様である。次にファン回転数決定部132は、デバイス5eの吸気温度4bおよび使用率とファン制御テーブル152eとに基づいてデバイス5eの温度状況に適したファン1の回転数を求める(ステップS14)。次に、ファン回転数決定部132は、デバイス5a、5b、5eに対して求めたファン1の回転数の中から最も大きな値を選択してファン1の回転数を決定する(ステップS15)。

0044

このように、デバイス5aの下流側に隣接するデバイス5bと並んでデバイス5eが設けられている場合、デバイス5eの吸気温度にデバイス5aの排気温度を適用することで、デバイス5eの温度状況に応じたファン1の回転数を求めることができる。

0045

図10は、本発明の一実施形態によるファン制御システムの一例を示す第四の図である。
図10の実装例では、コンピュータ装置100cの筐体内に、デバイス5eがデバイス5aの下流側に隣り合って設けられている。これまでは、デバイス・モジュール6内に設けられた各デバイス5b等の各々について温度センサが設けられていない状況で、各デバイス5b等の温度状況を推定してファン1の回転数を求める場合を例に説明を行った。図10は、それらの例と異なり、複数のデバイス5a、5fについても下流側に配置されたデバイス5fの温度状況を推定し、推定した温度状況に応じたファン制御が可能なことを説明するための図である。

0046

図10の実装の場合、記憶部15には、デバイス5aの吸気温度4aとデバイス5aの使用率に対応付けてデバイス5aの排気温度(デバイス5fの吸気温度4f)が設定された温度推定テーブル151aが格納されている。また、記憶部15には、デバイス5aの吸気温度とデバイス5aの使用率に対応付けてファン1の回転数が設定されたファン制御テーブル152aと、デバイス5fの吸気温度とデバイス5fの使用率に対応付けてファン1の回転数が設定されたファン制御テーブル152fが格納されている。

0047

図10の実装例におけるファン制御装置10の処理について説明する。デバイス5aに対するファン1の回転数決定については図7で説明したとおりである。デバイス5fについて図7を用いて説明する。ステップS11〜ステップS13までは、図7と同様である。次にファン回転数決定部132は、デバイス5fの吸気温度4fおよび使用率とファン制御テーブル152fとに基づいてデバイス5fの温度状況に適したファン1の回転数を求める(ステップS14)。次に、ファン回転数決定部132は、デバイス5a、5fに対して求めたファン1の回転数の中から最も大きな値を選択してファン1の回転数を決定する(ステップS15)。

0048

このように本実施形態におけるファン制御装置10によれば、デバイス5aがアドインカード等のモジュールに設けられている場合に限らず、ファン回転数の最適化が可能である。

0049

なお、上述のファン制御装置10は内部にコンピュータを有している。そして、上述したファン制御装置10の各処理の過程は、プログラムの形式コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク光磁気ディスクCD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラム通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル差分プログラム)であってもよい。

0050

また、上述したファン制御装置10の各機能の全て又は一部は、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit)やPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field-Programmable Gate Array)やPLC(Programmable Logic Controller)等のハードウェアを用いて実現されてもよい。

0051

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

0052

1・・・ファン
2・・・CPU
3・・・温度センサ
5a、5b、5c、5d、5e、5f・・・デバイス
6・・・デバイス・モジュール
10・・・ファン制御装置
11・・・温度取得部
12・・・デバイス使用率取得部
13・・・制御部
131・・・温度推定部
132・・・ファン回転数決定部
14・・・ファン回転数制御部
15・・・記憶部
151a、151b、151c・・・温度推定テーブル
152a、152b、152c、152d、152e、152f・・・ファン制御テーブル
100、100a、100b、100c・・・コンピュータ装置

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