CN101039574A

CN101039574A - 装置、冷却功能监视装置和风扇劣化监视程序存储介质

Info

Publication number: CN101039574A
Application number: CNA2006101017414A
Authority: CN
Inventors: 瓜田健司
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-07-07
Publication date: 2007-09-19
Also published as: EP1835377A2; KR20070094427A; US20070215341A1; EP1835377A3; JP2007249719A; KR100888271B1

Abstract

提供了一种装置、冷却功能监视装置和风扇劣化监视程序存储介质。预先存储当风扇处于正常状态时金属部件的运行率与温度之间的关系，在运行时实际测量发热部件的温度和基准点的温度以指定发热部件的温度，当发热部件的实际测量温度比估计温度高出预定阈值或更高时，确定设置冷却能力劣化状态。

Description

装置、冷却功能监视装置和风扇劣化监视程序存储介质

技术领域

本发明涉及一种具有运行时发热的发热部件以及产生气流以对发热部件进行气冷的风扇的装置、监视风扇的冷却功能的冷却功能监视装置、以及其中存储有用于向装置提供风扇劣化监视功能的风扇劣化监视程序的风扇劣化监视程序存储介质。

背景技术

在常规技术中，当必须在装置中安装运行时发热的发热部件时，设计发热部件在装置中的设置位置，或者，如果通过对设置位置进行设计不能满足冷却，则通过在该发热部件周围产生的气流来冷却发热部件。

例如，在个人计算机中，来自构成CPU电路的LSI的发热很大。保证LSI运行的上限温度不是很高，例如大约95℃。因为这个原因，将用于冷却的散热片固定于LSI，风扇产生气流以对LSI进行气冷。

图1是表示CPU温度与风扇转动速度之间的关系的曲线图。

在此情况下，作为示例，当CPU的温度是45℃或更低时风扇停止，当其为85℃或更高时风扇以全力充分转动(100％)。CPU的运行保证温度设置为95℃。

由于风扇也消耗电力，因此风扇由于其转动而接近其寿命的结束。尽可能地抑制转动，根据气冷的必要度使风扇按必要的转动速度转动，以产生必要的气流。

这里摆出的问题是以下现象。即，虽然在新装置中可以获得足够的气冷，但是当装置老化时，不能通过风扇的转动而获得足够的气冷。作为该现象的原因之一，提出了以下观点。即，当使用装置时，灰尘或污垢逐渐附着在风扇周围，尽管风扇以预定转动速度转动，也不能产生足够的气流，并且不能获得足够的气冷。

在CPU中，为了避免温度升高超过运行保证温度，当温度几乎超过运行保证温度时，进行按短周期定期停止CPU的节流(throttling)。

图2是表示CPU节流的图。

当温度过高时，按短周期向CPU输出停止信号，CPU在接收到停止信号的OFF时间段停止，并且CPU在设置于OFF时间段之间的ON时间段运行。当进行节流时，虽然可以抑制CPU温度升高，但是CPU的处理速度降低。

灰尘或污垢附着在风扇周围而不能获得足够的气冷。结果，当进行节流时，由于风扇转动，因此CPU以低处理速度运行装置，而没有检测到低处理速度是由灰尘或污垢而导致的。当温度进一步升高并且CPU停止时，用户认为装置严重故障而不知道风扇有毛病，于是，用户可能被迫用新装置来更换装置或者请服务人员对装置进行维修。

已经提出了确定风扇劣化的常规的各种过程。

例如，日本特开平3-203395号公报提出了测量周围温度以根据周围温度来确定风扇的劣化。

日本特开2004-27987号公报提出了将风扇转动速度的下降看作风扇的劣化。

此外，日本特开2002-58280号公报提出了存储电机的运行情况以使得容易分析故障。

当诸如CPU的发热部件运行时的温度升高不仅是由于风扇的劣化而引起的，而且是由于安装发热部件的装置那时的环境温度的影响而引起的。例如，当将40℃的周围温度看作风扇的劣化时，当环境温度是25℃时装置具有15℃的裕量。尽管周围温度由于附近发热部件的影响而升高到35℃，也不会检测到风扇的劣化。当环境温度是35℃时，周围温度升高到大约45℃，虽然风扇没有问题，但是判断出风扇劣化。

因此，在其中测量周围温度以检测风扇劣化的日本特开平3-203395号公报的提案中，不能正确地检测风扇的劣化。

日本特开2004-27987号公报提出了通过风扇的转动速度来检测风扇的劣化。只有当风扇的转动速度总是不变时才可以使用该提案来检测风扇的劣化。即使灰尘或污垢附着在风扇周围从而劣化冷却能力，当风扇的转动速度正常时也不能检测到风扇的劣化(气流产生能力的劣化)。

日本特开2002-58280号公报当在装置中出现故障时检查风扇的转动历史，以使得容易分析故障，其并不涉及风扇的劣化。

发明内容

考虑以上情况作出本发明，本发明提供了一种具有正确检测风扇气流产生能力(气冷能力)的劣化的能力的装置、具有正确检测风扇的冷却功能的劣化的能力的冷却功能监视装置、以及其中存储有用于向所述装置提供所述功能的风扇劣化监视程序的风扇劣化监视程序存储介质。

根据本发明，提供了一种具有运行时发热的发热部件的装置以及产生气流以对发热部件进行气冷的风扇的装置，包括：

存储部，用于存储当风扇处于正常状态时发热部件的运行率与发热部件的温度之间的关系；

温度传感器，用于测量发热部件的温度和与发热部件间隔开的基准点的温度；

温度估计部，用于根据存储在存储部中的关系和基准点的实际测量温度，计算与发热部件的当前运行率对应的发热部件的估计温度；

确定部，用于根据温度传感器测量到的发热部件实际测量温度以及温度估计部计算的估计温度，确定是否设置冷却能力劣化状态；以及

警告部，用于响应于确定部确定了设置冷却能力劣化状态而向用户给出警告。

在根据本发明的装置中，存储当风扇处于正常状态时发热部件的运行率与发热部件的温度之间的关系，实际测量发热部件的温度和基准点的温度以估计发热部件的温度，根据发热部件的实际测量温度和估计温度来确定是否设置冷却能力劣化状态。在该确定中，当发热部件的实际测量温度比估计温度高出预定阈值或更高时，确定设置冷却能力劣化状态，正确地进行确定。

在此情况下，在根据本发明的装置中，存储部存储在预定的环境温度下发热部件的运行率与发热部件的温度之间的关系，温度估计部优选地根据基准点实际测量温度来修正存储部中存储的关系，并优选地计算与发热部件的当前运行率对应的发热部件的估计温度。

根据该配置，由于可以只存储在预定的环境温度下发热部件的运行率与发热部件的温度之间的关系，所以节省了存储容量。

然而，当存储部的存储容量有裕量时，存储在多种环境温度下发热部件的运行率与发热部件的温度之间的关系，无需参照与基准点的测量温度对应的关系来进行修正即可计算发热部件的估计温度。

本发明是其中内置有执行程序的CPU的计算机，可以将CPU看作发热部件。

根据本发明的装置包括显示图像的显示屏幕，警告部可以在显示屏幕上显示表示警告的图像。

可以使用具有本发明的特征配置的冷却功能监视装置。

根据本发明，提供了一种风扇劣化监视程序存储介质，其存储有在包括运行时发热的发热部件以及产生气流以对发热部件进行气冷的风扇并且执行程序的装置中执行的风扇劣化监视程序，其中，风扇劣化监视程序使所述装置运行为包括以下部件的装置：

温度估计部，其使用存储在存储部中的在风扇正常状态下的发热部件运行率与发热部件温度之间的关系，根据存储在存储部中的该关系以及与发热部件间隔开的基准点的实际测量温度，计算与发热部件的当前运行率对应的发热部件的估计温度；

确定部，其根据发热部件的实际测量温度以及温度估计部计算出的估计温度来确定是否设置冷却能力劣化状态；以及

警告部，其响应于确定部作出的设置冷却能力劣化状态的确定而向用户给出警告。在此情况下，在确定时，当发热部件的实际测量温度比估计温度高预定阈值温度或者更高时，确定设置冷却能力劣化状态，并正确地进行确定。

在根据本发明的风扇劣化监视程序存储介质中，

存储部存储在预定的环境温度下发热部件运行率与发热部件温度之间的关系，并且

估计部优选地根据温度传感器测量的基准点的实际测量温度来修正存储在存储部中的关系，并计算与发热部件的当前运行率对应的发热部件的估计温度。

另选地，如在根据本发明的装置中一样，当存储容量具有裕量时，存储在多种环境温度下发热部件运行率与发热部件温度之间的关系，无需参照与基准点的测量温度对应的关系来进行修正即可计算发热部件的估计温度。

可以使用存储有如下的风扇劣化监视程序的程序存储介质：该风扇劣化监视程序用作具有本发明特征配置的冷却功能监视装置。

根据本发明，可以正确地检测到风扇的气冷能力的劣化。特别地，对于使用运行率依赖于温度而变化的发热部件的装置，劣化检测是正确的。

附图说明

图1是表示CPU温度与风扇转动速度之间的关系的曲线图；

图2是表示CPU的节流的图；

图3是根据按照本发明的装置的实施例的笔记本个人计算机的外部立体图；

图4是图3中示出了其外观的笔记本个人计算机的硬件框图；

图5是主体单元的示意性配置图；

图6是表示CPU的运行率与温度之间的关系的曲线图；以及

图7是表示风扇劣化监视程序的流程图。

具体实施方式

下面说明本发明的实施例。

图3是充当根据本发明的装置的实施例的笔记本个人计算机(此后称为“笔记本PC”)的外部立体图。

笔记本PC 10包括主体单元20以及显示单元30。主体单元20和显示单元30通过连接单元40而按使得显示单元30沿箭头A-A方向相对于主体单元20可打开/可闭合的方式相连接。在图1中示出了处于显示单元30相对于主体单元20打开的状态下的笔记本PC。

在主体单元20中，在上表面上，具有键盘21、跟踪板22、左击按钮23、右击按钮24、以及当显示单元30闭合时扣合显示单元30的扣合单元25。在主体单元20的侧面上，诸如CD或DVD的光盘加载于其上以访问光盘的光盘驱动器的侧面26以及MO加载于其上以访问MO的MO驱动器的开/关盖27暴露于主体20的外表面。

在笔记本PC 10的显示单元30中，在前表面伸展有大显示屏幕31。在显示屏幕31的上方设置有当显示单元30闭合时与主体单元20的扣合单元25扣合的扣紧单元32。

图4是图1中示出了其外观的笔记本PC的硬件框图。

在图4所示的硬件框图中，示出了硬盘控制器111、MO驱动器112、光盘驱动器113、跟踪板控制器114、键盘控制器115、显示控制器116、通信板117、CPU 118、存储器119、温度检测单元120和风扇控制单元121。这些部件通过总线110彼此连接。

硬盘控制器111是用于访问内置在笔记本PC 10中的硬盘51的组成部件。在硬盘51中，存储有在笔记本PC 10中执行的OS(操作系统)和各种应用程序。在硬盘51中还存储有作为这些程序之一的风扇劣化监视程序(稍后参照图7进行说明)。

MO驱动器112用于访问从图1所示的开/关盖27载入的MO 52。光盘驱动器113用于访问载入的光盘53。

跟踪板控制器114、键盘控制器115以及显示控制器116用于检测跟踪板22(包括左击按钮23和右击按钮24)的操作、检测键盘21的操作、以及控制显示屏幕31上的屏幕显示。

此外，CPU 118用于读取存储在硬盘51中的程序，在存储器119上展开该程序，并执行在存储器119上展开的程序。CPU 118是运行时非常大地发热的电路部分。

在主存储器119中，如上所述地展开程序，并存储在CPU 118中执行程序时的各种数据。

温度检测单元120用于通过内置在主体单元中的温度传感器41来检测温度，风扇控制单元121用于控制设置在主体单元中的风扇42的转动。

图5是主体单元20中的部件的示意性配置图。在以下说明中仅仅示出了必要的部件。

在内置在主体单元中的部件中，图5示出了CPU 118、存储器119、芯片组130、风扇42以及温度传感器41。芯片组130是其中集合了跟踪板控制器114、键盘控制器115和显示控制器116等的电路部分。

认为CPU 118、存储器119和芯片组130是主体单元20中的主要发热部件。在此情况下，CPU 118的发热量最大，最需要与运行保证温度相关地冷却CPU 118。因为这个原因，将风扇40设置在集中地冷却CPU 118的位置。

将温度传感器41设置在与CPU 118间隔开的位置。温度传感器41具有测量其设置位置(根据本发明的基准点的一个示例)的温度并远程测量CPU 118的温度的功能。

在图4中所示的硬盘51中，预先存储当风扇42处于正常状态时CPU118的运行率与CPU 118的温度之间的关系。在执行后面说明的图7所示的风扇劣化监视程序时，在存储器119上读取该关系并参照该关系。笔记本PC 10用作风扇劣化监视程序监视其冷却功能的控制部。

图6是表示CPU 118的运行率与温度之间的关系的曲线图。

图6所示的线形曲线f(α)表示当环境温度(笔记本PC 10的外部空气温度)是25℃时相对于CPU运行率α的CPU温度t25。

对典型的笔记本PC或者若干台笔记本PC测量线形曲线f(α)，但逐一地对笔记本PC进行测量。在所有相同类型笔记本PC中存储作为平均测量结果而获得的曲线。图6所示的大量点表示测量数据，仅将曲线f(α)存储在笔记本PC中。

图7是表示风扇劣化监视程序的流程图。

在此情况下，首先，温度传感器41进行温度测量(步骤S1)。在此情况下，测量温度传感器41的设置位置的温度L以及CPU 118的温度tremote。

估计CPU 118的温度(S2)。在温度估计步骤S2中，通过以下公式(1)来计算CPU的估计温度F(α)：

F(α)＝f(α)+(L-C₂₅) (1)

在此公式中，f(α)表示图6所示的曲线中的与CPU当前运行率α对应的值，标号L表示温度传感器41的设置位置的温度。图6所示的线形曲线f(α)表示当笔记本PC 10外面的环境温度是25℃时CPU 118的温度。因为由于温度传感器41设置在笔记本PC 10内部而使得温度传感器41的设置位置的温度不同于环境温度25℃，所以，为了修正环境温度25℃与温度传感器41的设置位置的温度之间的差而导致的CPU的估计温度的误差，将修正值C₂₅引入公式(1)。

在图7的步骤S3中，计算CPU实际测量温度tremote与CPU估计温度F(α)之间的差：

tremote-F(α)，

并且确定该差是否超过阈值温度T₀。当该差不超过阈值温度T₀时，确定不设置冷却能力劣化状态，操作返回步骤S1以再次进行温度测量。同时，根据CPU的新运行率进行温度估计。

作为CPU的运行率α，不使用各个瞬间的运行率，而使用与当温度改变的时间水平相等的时间的运行平均值。

另一方面，在步骤S3中，当差(tremote-F(α))超过阈值温度T₀从而确定出设置冷却能力劣化状态时，操作转移到步骤S4，在图1所示的笔记本PC 10的显示屏幕31上显示表示风扇的冷却能力劣化的警告。

确认警告显示的用户对风扇进行清洁以除去附着在风扇周围的灰尘或污垢，从而有望消除冷却能力的劣化。

根据本实施例，准确地确定出风扇的冷却能力的劣化，可以向用户给出恰当的信息。

在本实施例中，仅仅存储当环境温度是25℃时CPU运行率α与CPU温度之间的关系，通过使用该关系来估计温度。然而，在通过修正值C₂₅对与不同环境温度对应的CPU运行率和CPU温度之间的关系进行修正之后，存储这些关系，并且，可以根据温度传感器41的设置位置的实际测量温度以及CPU的运行率α来直接计算估计温度，而无需对公式(1)的算术运算。

在本实施例中，将CPU用作根据本发明的发热部件。然而，根据设置位置、使用方法等，当必须强烈冷却存储器119或芯片组130而不是CPU 118时，可以通过将存储器119或芯片组130用作根据本发明的发热部件，进行如上所述的相同处理。

此外，本发明不仅可以广泛应用于笔记本PC，而且可以广泛应用于诸如台式个人计算机的其他通用装置。

Claims

1、一种具有运行时发热的发热部件以及产生气流以对发热部件进行气冷的风扇的装置，包括：

存储部，其中存储有当风扇处于正常状态时发热部件的运行率与发热部件的温度之间的关系；

温度传感器，用于测量发热部件的温度以及与发热部件间隔开的基准点的温度；

温度估计部，用于根据存储在存储部中的关系以及基准点的实际测量温度，计算与发热部件的当前运行率对应的发热部件的估计温度；

确定部，用于根据温度传感器测量到的发热部件的实际测量温度以及温度估计部计算出的估计温度，确定是否设置冷却能力劣化状态；以及

警告部，用于响应于确定了设置冷却能力劣化状态而向用户给出警告，该确定是确定部作出的。

2、根据权利要求1所述的装置，其中

当温度传感器测量到的发热部件的实际测量温度比温度估计部计算出的估计温度高出预定阈值温度或更高时，确定部确定冷却能力劣化状态。

3、根据权利要求1所述的装置，其中

存储部存储在预定环境温度下发热部件的运行率与发热部件的温度之间的关系，并且

温度估计部根据温度传感器测量到的基准点的实际测量温度来修正存储在存储部中的关系，并根据经修正的关系来计算与发热部件的当前运行率对应的发热部件的估计温度。

4、根据权利要求1所述的装置，其中

所述装置是其中内置有执行程序的中央处理单元的计算机，该中央处理单元用作发热部件。

5、根据权利要求1所述的装置，包括：

显示图像的显示屏幕，其中，警告部在该显示屏幕上显示表示警告的图像。

6、一种冷却功能监视装置，其在具有运行时发热的发热部件以及产生气流以对发热部件进行气冷的风扇的装置中使用，所述冷却功能监视装置包括：

温度估计部，用于使用存储在存储部中的在风扇正常状态下的发热部件运行率与发热部件温度之间的关系，根据存储在存储部中的该关系以及与发热部件间隔开的基准点的实际测量温度，计算与发热部件的当前运行率对应的发热部件的估计温度；

确定部，用于根据发热部件的实际测量温度以及温度估计部计算出的估计温度来确定是否设置冷却能力劣化状态；以及

输出部，用于输出确定部获得的确定结果。

7、一种风扇劣化监视程序存储介质，其存储有在包括运行时发热的发热部件以及产生气流以对发热部件进行气冷的风扇并且执行程序的装置中执行的风扇劣化监视程序，所述风扇劣化监视程序使所述装置运行为包括以下部件的装置：

8、根据权利要求7所述的风扇劣化监视程序存储介质，存储有风扇劣化监视程序使得：

当温度传感器测量到的实际测量温度比温度估计部计算出的估计温度高出预定阈值或更高时，确定部确定设置冷却能力劣化状态。

9、根据权利要求7所述的风扇劣化监视程序存储介质，存储有风扇劣化监视程序使得：

存储部存储在预定环境温度下发热部件的运行率与发热部件的温度之间的关系；并且

10、一种风扇劣化监视程序存储介质，其存储有在包括运行时发热的发热部件以及产生气流以对发热部件进行气冷的风扇并且执行程序的装置中执行的风扇劣化监视程序，所述风扇劣化监视程序使所述装置运行为包括以下部件的冷却功能监视装置：

输出部，用于输出确定部获得的确定结果。