JP4384182B2 - ファン回転速度制御方法 - Google Patents

Description

本発明はファン回転速度制御に関するもので、特に、コンピュータのファン回転速度方法に関するものである。

コンピュータ内部に設置された電源、マザーボード及びＣＰＵなどの電子装置は熱を発生し、それぞれ個々の負荷―温度曲線を有する。図１で示されるように、三つのＣＰＵ、ＣＰＵ１、ＣＰＵ２及びＣＰＵ３は、それぞれの特性により、負荷―温度曲線Ｃ１、Ｃ２及びＣ３を有する。

高温により効率が低下するので、公知のコンピュータは通常冷却ファンを設置し、熱源である装置の熱を放熱する。図２〜図４に示すように、冷却ファンは、所定のファン回転速度−温度曲線に従って制御され、ファン回転速度−温度曲線は固定である。図２では、ファン回転速度は温度変化に関係なく一定である。また、ファン回転速度−温度曲線は、図3、図４に示すように、多段勾配を有している。公知の冷却ファンは起動後、所定の回転速度を維持するだけか（図２）、多段式の回転速度設計を採用したファン（図３、図４）では、主に、温度によりファンの回転速度を調整する。しかし、固定の回転速度、或いは、多段式の回転速度等の設計を採用しても、公知のファンの回転速度―温度曲線は皆固定パラメータであり、任意に調整できない。

本発明は、コンピュータシステム中の電子装置の熱を放熱するファン回転速度制御方法を提供することを目的とする。

ファン回転速度制御方法では、電子装置の負荷―温度曲線は、操作期間中、負荷と温度を検出することにより決定される。ファン回転速度−温度曲線は、負荷―温度曲線によって決定され、ファン回転速度はファン回転速度―温度曲線に従って制御される。

本発明により、ＣＰＵ、ＩＣ、マザーボード、電源等の電子装置に対応する複数のファンの回転速度を制御し、ファンはファン回転速度―温度曲線により個々に制御されて、冷却効果を改善し、節電する。

図５は、ファン回転速度制御方法の実施例を示し、電子装置からの熱を放熱させる。電子装置はＣＰＵ、ＩＣ、マザーボードや電源である。

図５に示されるように、ＢＩＯＳ（Basic Input Output System）セットメニューから、ファン回転制御モードが定義されて、ファン回転速度制御機能を起動し（工程１１０）、操作システムを初期化する（工程１２０）か、或いは、ファン回転速度を制御しないで、直接、操作システムを初期化する（工程１２０’）。
ファン回転速度制御機能が一旦BIOSセットアップメニューで起動されると、工程１３０で、負荷―温度曲線が操作システム中に存在する電子装置に対応するかどうか判断する。負荷―温度曲線の実施例が図６に示され、Lmax と Lminは、作業期間中の電子装置の最大負荷及び最小負荷を示し、Tmax と Tminは、作業期間中の最高温度及び最低温度を示す。

工程１３０で電子装置の負荷―温度曲線が存在すると判定された場合、工程１６０で、ファン回転速度―温度曲線は負荷―温度曲線に従って生成される。ファン回転速度―温度曲線の実施例が図７に示され、Rmax と Rminは最速ファン回転速度と最低ファン回転速度を示す。本実施例において、図７のファン回転速度―温度曲線は図６と同じ形状であり、電子装置の機能と電気特性に適合する。工程１６０後、ファン回転速度―温度曲線に関するデータが記録され（工程１７０）、ファン回転速度はファン回転速度―温度曲線に従って制御される（工程１８０）。

また、電子装置の負荷―温度曲線が工程１３０で発見されない場合、工程１４０で、操作区間中、負荷と温度を検出することにより、負荷―温度曲線が電子装置に対応して生成される。工程１４０の後、電子装置に対応するファンアドレスが決定され（工程１５０）、ファン回転速度―温度曲線が生成されて、図７に示されるように、負荷―温度曲線に対応する（工程１６０）。図７のファン回転速度―温度曲線は図６と同じ形状であり、電子装置の機能と電気特性に適合する。但し、ファン回転速度−温度曲線の形状は必要に応じて変化し、冷却効果と電力消費とのバランスをとる。図５に示されるように、工程１７０と１８０で、ファン回転速度―温度曲線に関するデータがメモリに保存され、ファン回転速度はファン回転速度―温度曲線に従って制御される。

図８は温度制御回路（ＴＣＣ）を有するＣＰＵ等、もう一つの電子装置の負荷―温度曲線を示す図である。図８の負荷―温度曲線は、図１０の工程１４０のように、操作期間中、電子装置の負荷と温度を検出することにより生成される。特に、電子装置が閾値温度T１に達する時、温度制御回路は、図８の矢印Ａで示されるように、自動的に電子装置の動作周波数を低い負荷と温度に低減させる。しかし、動作周波数の低減は電子装置のパフォーマンスに悪影響を及ぼす。

電子装置のパフォーマンスを維持し、動作周波数の低減を防止するため、図８の負荷―温度曲線に対応する図９の修正されたファン回転速度―温度曲線が提供される。図１０は、図９のファン回転速度−温度曲線を生成する工程を含むファン回転速度制御方法を示す。図１０と図５の差異は、図１０の工程１６０が工程１６０１と１６０２を含むことである。図５に対応する図１０の工程は同一の符号を使用し、説明は簡易化するため省略する。

図１０に示されるように、電子装置に対応する負荷―温度曲線が決定される時、後続の工程１６０１において、臨界温度Ｔ２は、操作期間中、閾値温度Ｔ１より低く設定する。工程１６０２において、ファン回転速度―温度曲線は、第一セクションＳ１（最低温度Tminから臨界温度Ｔ２）を含む負荷―温度曲線と第二セクションＳ２（臨界温度T２から閾値温度Ｔ１）に従って生成され、図９に示される。ここで、臨界温度T２により、ファン回転速度―温度曲線は第一セクションＳ１と第二セクションＳ２に分割される。

本実施例において、図９の第一セクションＳ１は図８の負荷―温度曲線と同様の形状を有する。しかし、第二セクションＳ２は迅速に最速ファン回転速度Rmax に上昇して、電子装置からの熱の放熱が増加し、第二セクションＳ２の最大勾配は第一セクションS１より大きい。臨界温度T２でファン回転速度がRmaxに増加する時、電子装置は直ちに冷却され、温度制御回路（TCC）からの電子装置の動作周波数の低減を改善する。実施例において、図９の第二セクションS２’のように、ファン回転速度は突然Rmaxに上昇して臨界温度T２で電子装置を冷却する。しかし、第一セクションＳ１と第二セクションS２は、必要に応じて変化させることができ、冷却効果と消費電力とのバランスをとることが可能である。

ファン回転速度制御方法を実施例により示す。ファン回転速度はファン回転速度−温度曲線により制御されて、冷却効果を改善し、節電する。特に、ファン回転速度―温度曲線は電子装置の負荷―温度曲線に対応し、特定の機能と電子特性に適合する。実施例において、複数の異なる負荷―温度曲線とファン回転速度―温度曲線が生成されて、ＣＰＵ、ＩＣ、マザーボード、電源等の電子装置に対応する複数のファンの回転速度を制御する。ファンはファン回転速度―温度曲線により個々に制御されて、冷却効果を改善し、節電する。

本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や類似設定を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

三つの異なるＣＰＵの負荷―温度を示す図である。 公知のファン回転速度―温度曲線図である。 公知のファン回転速度―温度曲線図である。 公知のファン回転速度―温度曲線図である。 本発明の実施例のファン回転速度制御方法のフローチャートである。 図５の負荷―温度を示す図である。 図６の負荷―温度の図に対応するファン回転速度−温度の図である。 温度制御回路（TCC）を有する電子装置の負荷―温度の図である。 図８の負荷―温度の図に対応するファン回転速度−温度の図である。 他の実施例のファン回転速度制御方法のフローチャートである。

符号の説明

Ｃ１、Ｃ２、Ｃ２ 負荷―温度曲線
Ｓ１ 第一セクション
Ｓ２、Ｓ２’ 第二セクション
Ｔ１ 閾値温度
Ｔ２ 臨界温度

Claims (15)

1. 少なくとも一つの電子装置と熱を放熱するファンとを備えるコンピュータのファン回転速度の制御方法であって、
   操作期間中に負荷と温度を検出することにより前記電子装置の負荷―温度曲線を生成する第１の工程と、
   前記負荷―温度曲線に従って、ファン回転速度―温度曲線を生成する第２の工程と、
   前記ファン回転速度―温度曲線に従って、前記ファン回転速度を制御する第３の工程と、
   を備えることを特徴とするコンピュータのファン回転速度の制御方法。
2. 前記第１の工程の前に、前記コンピュータの操作システム中、前記負荷―温度曲線が存在するかを決定する工程を有し、
   前記操作システム中に前記負荷―温度曲線が存在する場合に、前記第２の工程と前記第３の工程を行い、
   前記操作システム中に前記負荷―温度曲線が存在しない場合に、前記第１の工程と前記第２の工程と前記第３の工程とを行うことを特徴とする請求項１記載のコンピュータのファン回転速度の制御方法。
3. 前記第１の工程の後で且つ前記第２の工程の前に、前記ファンと前記電子装置に対応するファンアドレスを決定する工程を更に含むことを特徴とする請求項１記載のコンピュータのファン回転速度の制御方法。
4. 前記第２の工程の後に、前記ファン回転速度―温度曲線に関するデータを保存する工程を更に含むことを特徴とする請求項１記載のコンピュータのファン回転速度の制御方法。
5. 前記方法は、前記コンピュータのBIOSセットアップメニューで起動されることを特徴とする請求項１記載のコンピュータのファン回転速度の制御方法。
6. 前記コンピュータは、複数の電子装置とそれらに対応するファンとからなることを特徴とする請求項１記載のコンピュータのファン回転速度の制御方法。
7. 前記電子装置はＩＣを備えることを特徴とする請求項１記載のコンピュータのファン回転速度の制御方法。
8. 前記電子装置はマザーボードを備えることを特徴とする請求項１記載のコンピュータのファン回転速度の制御方法。
9. 前記電子装置は電源を備えることを特徴とする請求項１記載のコンピュータのファン回転速度の制御方法。
10. 前記電子装置はＣＰＵを備えることを特徴とする請求項１記載のコンピュータのファン回転速度の制御方法。
11. 前記ファン回転速度―温度曲線は、操作期間中、臨界温度を前記電子装置の閾値温度以下に設定することを特徴とする請求項１記載のコンピュータのファン回転速度の制御方法。
12. 前記ファン回転速度―温度曲線は、前記臨界温度により第一セクションと第二セクションに分割され、前記第一セクションの形状は、前記負荷―温度曲線に対応し、前記第二セクションの最大勾配は前記第一セクションより大きいことを特徴とする請求項１１記載のコンピュータのファン回転速度の制御方法。
13. 前記ファン回転速度―温度曲線の前記第二セクションは前記操作期間中、最大速度まで上昇することを特徴とする請求項１２記載のコンピュータのファン回転速度の制御方法。
14. 前記電子装置が前記閾値温度を超過した時、前記電子装置の動作周波数を低減させる温度制御回路を有することを特徴とする請求項１１記載のコンピュータのファン回転速度の制御方法。
15. 前記電子装置が前記臨界温度に達する時、前記ファン回転速度―温度は、操作期間中に最大ファン回転速度に上昇することを特徴とする請求項１１記載のコンピュータのファン回転速度の制御方法。
    

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