JP2006022686A - ファン故障検知装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 ファン回転数検知装置および電子機器において、電子機器に取り付けられた複数のファンの中から、一つ以上のファンの故障を、ほぼ瞬時に検知することができる。
【解決手段】 ファン回転数検知回路に、ファン回転数に対応したファンパルス信号を入力し、ファン回転数検知回路からファンパルス信号に対応したファンステータスを出力し、かつ、このファンステータスからファンの故障を検知するファン故障検知装置であって、複数のファンステータスを同時に入力し、一以上のファンステータスが変化したときに、出力ステータスを変化させるステータス回路と、変化した出力ステータスから一以上のファンの故障を検知する故障検出回路３１と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、パーソナルコンピュータなどの電子機器に設けられる冷却用ファンの故障検知装置及び電子機器に関する。

パーソナルコンピュータなどの電子機器には、冷却用ファン（以下、「ファン」という。）が設けられている。しかし、ファンは、温度変化、径年変化を原因として回転数が低下する異常が発生することがある。この異常を自動に検出する方法として、従来から種々の提案がされている。

例えば、ファン回転数に対応した繰返し数のファン回転パルスを出力するファン回転数検出器を設けたデジタル回路によって、ファン回転数の異常を検出するファン回転数異常検出装置または、ファン回転数異常検出回路が提案されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。

しかし、近年の電子機器は、ＣＰＵの高速化により、消費電力が増加し、それにともない電子機器の発熱量も増大している。このため、電子機器には、複数のファンを設ける必要があり、その結果、ファン回転数の異常検知回路等も、ファン数と同数設ける必要が生じている。そのため、マザーボード上にファン数と同数のファン回転数の異常検知回路等を設ける必要が生じ、マザーボードの回路スペースや電子機器の内部スペースを圧迫していた。

そこで、複数のファンの正常、異常を検知できるファン制御装置が提供されている（例えば、特許文献４参照）。
これにより、ファン数と同数の異常検知装置を設ける必要がなくなり、また、マザーボードの回路スペースを圧迫することもなくなった。

特開平５−０９５６５０号公報 特開平５−２３５５６８号公報 特開２００３−３０７１９４号公報 特開平１１−０９４４１８号公報

しかし、上記複数のファンの正常、異常を検出できるファン制御装置は、複数のファンを順次、正常か異常かを検知しなければならない。一般的に、一つのファンの正常、異常を検知するためには、数秒から数十秒程度かかるため、ファンの数が多い場合には、全てのファンの正常、異常を一回調べるだけでも、かなりの時間がかかることになる。
また、上記ファン制御装置は、カウンタ、比較器等を回路上に新たに設ける必要があり、マザーボードのスペースを狭めることにもなる。

本発明は、以上のような従来の技術が有する問題を解決するために提案されたものであり、電子機器に取り付けられた複数のファンの中から、一つ以上のファンの故障を、ほぼ瞬時に検知することができるファン故障検知装置及びそれを使用した電子機器の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のファン故障検知装置は、ファン回転数検知回路に、ファン回転数に対応したファンパルス信号を入力し、前記ファン回転数検知回路から前記ファンパルス信号に対応したファンステータスを出力し、かつ、このファンステータスからファンの故障を検知するファン故障検知装置であって、複数の前記ファンステータスを同時に入力し、一以上のファンステータスが変化ときに、出力ステータスを変化させるステータス回路と、変化した出力ステータスから一以上のファンの故障を検知する故障検出回路と、を有する構成としてある。
このような構成からなるファン故障装置によれば、一つ以上のファンが故障して、ファンステータスが変化したときには、故障したファンの存在を、ほぼ瞬時に検知することができる。また、ファンステータスの変化と故障検出回路だけで、故障したファンを検知できるため、従来、必要とされていたカウンタ、比較器等を設ける必要がなくなる。

本発明のファン故障検知装置は、前記ステータス回路が論理積回路であり、入力されるロジカル１のファンステータスのうち、少なくとも一以上のファンステータスがロジカル０であるとき、ロジカル０の論理積ステータスが出力される構成としてある。また、前記ステータス回路が論理和回路であり、入力されるロジカル０のファンステータスのうち、少なくとも一以上のファンステータスがロジカル１であるとき、ロジカル１の論理和ステータスが出力される構成としてある。
このような構成からなるファン故障検知装置によれば、論理積回路または論理和回路を使用することにより、ステータス回路を構成することができる。

本発明のファン故障検知装置は、前記論理積回路から出力された論理積ステータスを入力し、かつ、パルス発生回路から一定間隔で出力されるパルス発生信号を入力し、論理積を求める論理積回路を有する構成としてある。また、前記論理和回路から出力された論理和ステータスを入力し、かつ、パルス発生回路から一定間隔で出力されるパルス発生信号を入力し、論理積を求める論理積回路を有する構成としてある。
このような構成からなるファン故障検知装置によれば、論理積回路から出力される信号から、一般的に用いられている故障検出回路を使用して、複数のファンの中から故障したファンが存在することを、ほぼ瞬時に発見することができる。

本発明のファン故障検知装置は、前記故障検出回路が、複数の前記ファンステータスを入力するとともに、前記ステータスによって故障を検知したとき、前記入力したファンステータスにもとづいて、故障を発生したファンを特定する構成としてある。
このような構成からなるファン故障検知装置によれば、複数のファンの中から、故障したファンをほぼ瞬時に特定することができる。

本発明の電子機器は、上記ファン故障検知装置を使用して、ファンの回転数の異常を検知する構成としてある。
このような構成からなる電子機器は、複数のファンを有していても、故障したファンが存在することを、ほぼ瞬時に発見することができる。

以上のように、本発明のファン故障検知装置及び電子機器によれば、一つ以上のファンが故障して、ファンステータスが変化したときには、ほぼ瞬時に故障したファンの存在を検知することができる。また、複数のファンの異常を検知するためのカウンタ、比較器等を回路上に新たに設ける必要がなくなる。

以下、本発明にかかるファン故障検知回路の好ましい実施形態について、図１〜図４を参照しつつ説明する。
［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態にかかるファン故障検知装置の概略構成を示すブロック図である。
ファン故障検知装置１は、各ファンから出力されるファンパルス信号にもとづいて故障したファンの有無を発見するための装置であり、図１に示すように、ファン回転数検知部１０、擬似パルス発生部２０及びマザーボード３０を有している。

ファン１０１〜ファン（１００+ｎ）には、それぞれ公知のファン回転パルス発生装置（図示せず）が備えられている。これにより、ファンが回転することにより、回転数に対応したファン回転パルスが出力される。
ファン回転数検知部１０は、電子機器に備えられているファン１０１〜ファン（１００＋ｎ）と対応した同数のファン回転数検知回路１０１ａ〜（１００＋ｎ）ａを有している。これらファン回転数検知回路１０１ａ〜（１００+ｎ）ａは、ファン１０１〜ファン（１００＋ｎ）から、ファンパルス信号を入力し、ファンが正常に回転するときには、ハイレベルのファンステータスを出力し、ファンが故障したときには、ローレベルのファンステータスを出力する。

擬似パルス発生部２０は、第一論理積回路２１、第二論理積回路２２およびパルス発生回路２３を有している。
第一論理回路２１は、ファン回転数検知回路１０１ａ〜（１００＋ｎ）ａから出力された複数のファンステータスを同時に入力して論理積を求める回路である。
また、第二論理積回路２２は、第一論理積回路２１から出力された論理積ステータスと、パルス発生回路２３から出力されたパルス信号にもとづいて、論理積を求める回路である。
さらに、パルス発生回路２３は、第一論理積回路２１からのステータス信号を、パルス信号として故障検出回路３１へ送るため、一定間隔でパルス波を発生させる回路である。

マザーボード３０は、電子部品や電子回路を有し、それらの中に、故障検出回路３１を有している。
故障検出回路３１は、擬似パルス信号を入力し、この信号が停止したとき、ファンに故障が発生したと判断する。
なお、ファン回転数検知回路１０１ａ〜（１００＋ｎ）ａからのファンステータス信号を入力することにより、擬似パルスの入力が停止したときに、前記ファンステータスにもとづいて、どのファンが故障したかを判断する。

次に、故障したファンの検知方法について説明する。
図２は、ファン回転パルス、ファンステータス、論理積ステータス、パルス信号、擬似パルス信号および故障検出回路におけるファンの正常、異常の判断を示すタイムチャートである。
ファン１０１〜（１００+ｎ）が回転することにより、各ファンからファンパルス信号が出力される。出力されたファンパルス信号は、ファン回転数検知回路１０１ａ〜（１００+ｎ）ａに入力される。

時間当り一定回転数のファンの回転数があり、ファンの作動が正常であるとき、ファン回転数検知回路１０１ａ〜（１００+ｎ）ａからハイレベルのファンステータスが第一論理積回路２１に出力される。
また、時間当り一定回転以下または一定回転数以上のファンが回転し、ファンの作動が異常であるときには、ファン回転数検知回路１０１ａ〜（１００+ｎ）ａからは、ローレベルのファンステータスが第一論理積回路２１に出力される。
第一論理積回路２１では、ファンが故障していないときに出力されるハイレベルのファンステータスをロジカル１、また、ファンが故障しているときに出力されるローレベルのファンステータスをロジカル０として、論理積を求める。

全てのファンが正常に回転している場合には、ファン回転数検知回路１０１ａ〜（１００+ｎ）ａからロジカル１のファンステータスが第一論理積回路２１に入力され、ロジカル１の論理積ステータスが出力される。
一方、一個以上の故障したファンが存在するとき、ファン回転数検知回路１０１ａ〜（１００+ｎ）ａから少なくとも一以上のロジカル０のファンステータスが第一論理積回路２１に入力され、ロジカル０の論理積ステータスが出力される。

例えば、ファン１０２が故障して、ファン回転パルスが出力されない場合には、図２に示すように、（ファン１０２のパルス波の立ち上りの停止した時ｔ_１から）ファン回転数検知回路１０２ａから出力されるファンステータスがローレベルとなる。したがって、第一論理積回路２１からは、ファン１０２のファンステータスがローレベルになったときからロジカル０の論理積ステータスが出力される。

パルス発生回路２３からは、一定間隔でパルス波が出力されている。また、全てのファンが正常に作動しているときには、第一論理積回路２１からは、ロジカル１の論理積ステータスが出力されている。したがって、第二論理積回路２２からは、パルス発生回路２３から出力されているパルス波と同じ波形の擬似パルス信号がファン故障回路へ出力される。

一方、一つでも故障したファンが存在するときには、第一論理積回路２１からは、ロジカル０の論理積ステータスが出力される。このとき、パルス発生回路２３からは、一定間隔でパルス波が出力されているが、第二論理積回路２２によって、ロジカル０、すなわち、擬似パルス信号の出力が停止される。
例えば、ファン１０２のファン回転数検知回路１０２ａが、途中（ｔ_１）からローレベルのファンステータスを出力したときには、第二論理積回路２２は、ロジカル０の論理積ステータスを入力した時点から、擬似パルス信号の出力を停止する。

故障検出回路３１は、擬似パルス信号を入力したときは、ファンは全て正常に作動していると判断する。
一方、一つでも故障したファンが存在する場合には、擬似パルス信号が故障検出回路３１に入力されないため、故障検出回路３１は、ｔ_１から複数のファンのうち少なくとも一つ以上のファンが故障していると判断する。
その後、ファン回転数検知回路１０１ａ〜（１００＋ｎ）ａから出力されているファンステータスＳ_１〜Ｓ_ｎをサーチし、ローベレルとなっているファンステータスを探すことによって、どのファンステータスが故障しているか特定する。

［第二実施形態］
図３は、論理和回路と論理積回路により故障ファンを検知するブロック図であり、図４は、ファン回転パルス、ファンステータス、論理積ステータス、パルス信号、擬似パルス信号および故障検出回路におけるファンの正常、異常の判断を示すタイムチャートである。

第二実施形態では、第一論理積回路２１の代わりに、論理和回路２４が使用される。第二論理積回路２２は、第二実施形態でも論理積回路としての役割を有するが、第一論理積回路がないため、単に論理積回路２２と呼ぶ。
また、その他の構成部分は、第一実施形態と同様となっており、同様の構成部分については、図中で第一実施形態と同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

時間当り一定回転数のファンの回転数があり、ファンの作動が正常であるとき、ファン回転数検知回路１０１ａ〜（１００+ｎ）ａからローレベルのファンステータスが論理和回路２４に出力される。
また、ファンの回転が異常であるときには、ファン回転数検知回路１０１ａ〜（１００+ｎ）ａからは、ハイレベルのファンステータスが論理和回路２４に出力される。

論理和回路２４において、ファンが故障していないとき出力されるローレベルのファンステータスをロジカル０、また、ファンが故障しているときに出力されるときのハイレベルのファンステータスをロジカル１として、論理和が求められる。
全てのファンが正常に回転する場合には、ファン回転数検知回路１０１ａ〜（１００＋ｎ）ａからロジカル０のファンステータスが入力され、論理和回路２４からロジカル０の論理和ステータスが出力される。
一方、一個以上の故障したファンが存在する場合、ファン回転数検知回路１０１ａ〜（１００＋ｎ）ａから少なくとも一以上のロジカル１のファンステータスが入力される。
例えば、ファン１０２が、図４に示すように、途中から故障して、ファン回転パルスが出力されない場合には、（ファン１０２のパルス波の立ち上りの停止した時ｔ_２から）ファン回転数検知回路１０２ａから出力されるファンステータスがハイレベルとなる。したがって、論理和回路２４からは、ファン１０２のファンステータスがハイレベルになったときからロジカル１の論理和ステータスが出力される。

論理和ステータスを求めたあとの、具体的な故障したファンの存在の有無の検知方法は、第一実施形態の場合と同様である。
ただし、論理和ステータスのロジカルが１のときに、故障したファンが発生しているため、故障検出回路３１での故障の判断は、第一実施形態の場合とは、逆になる。
具体的には、擬似パルス信号が出力されていないときは、全てのファンは、正常に稼動していると判断する。一方、擬似パルス信号が出力されているときは、少なくとも一つ以上のファンが故障していると判断する。したがって、図４に示すように、ｔ_２から故障と判断する。

以上説明したように、本実施形態にかかるファン故障検知装置によれば、擬似パルス発生部２０に入力した各ファンの回転数にもとづくファンステータスから、擬似パルス信号を出力し、故障検出回路３１において、ファンの回転数の異常を検知することができる。
これにより、電子機器に取り付けられた複数のファンの中から、一つ以上の故障したファンを、ほぼ瞬時に発見することが可能となる。また、複数のファンの異常を検知するためのカウンタ、比較器等を回路上に新たに設ける必要がなくなる。

以上、本発明のファン故障検知装置および電子機器について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係るファン故障検知装置及び電子機器は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、故障したファンのファンステータスを変化させる時や、故障検知回路で故障したファンの存在の有無の判断時は、上記の場合に限られず、例えば、ファンステータスを変化させる時を、一定時間の経過した後としてもよい。
また、故障検出回路３１は、マザーボード３０に備えるのが一般的であるが、マザーボード３０に備えずに、擬似パルス発生部２０に備えてもよいし、逆に、ファン回転検知部１０や擬似パルス発生部２０をマザーボード３０に備えてもよい。

本発明の第一実施形態にかかるファン故障検知装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第一実施形態にかかるパルス信号などのタイムチャートである。 本発明の第二実施形態にかかるファン故障検知装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第二実施形態にかかるパルス信号などのタイムチャートである。

符号の説明

１ ファン故障検知装置
１０ ファン回転数検知部
２０ 擬似パルス発生部
２１ 第一論理積回路
２２ 第二論理積回路（論理積回路）
２３ パルス発生回路
２４ 論理和回路
３０ マザーボード
３１ 故障検出回路
１０１〜１００＋ｎ ファン
１００〜（１００＋ｎ）ａ ファン回転数検知回路

Claims (7)

1. ファン回転数検知回路に、ファン回転数に対応したファンパルス信号を入力し、前記ファン回転数検知回路から前記ファンパルス信号に対応したファンステータスを出力し、かつ、このファンステータスからファンの故障を検知するファン故障検知装置であって、
   複数の前記ファンステータスを同時に入力し、一以上のファンステータスが変化したときに、出力ステータスを変化させるステータス回路と、
   変化した出力ステータスから一以上のファンの故障を検知する故障検出回路と、
   を有することを特徴とするファン故障検知装置。
2. 前記ステータス回路が論理積回路であり、入力されるロジカル１のファンステータスのうち、少なくとも一以上のファンステータスがロジカル０であるとき、ロジカル０の論理積ステータスが出力される請求項１記載のファン故障検知装置。
3. 前記ステータス回路が論理和回路であり、入力されるロジカル０のファンステータスのうち、少なくとも一以上のファンステータスがロジカル１であるとき、ロジカル１の論理和ステータスが出力される請求項１記載のファン故障検知装置。
4. 前記論理積回路から出力された論理積ステータスを入力し、かつ、パルス発生回路から一定間隔で出力されるパルス発生信号を入力し、論理積を求める論理積回路を有する請求項２記載のファン故障検知装置。
5. 前記論理和回路から出力された論理和ステータスを入力し、かつ、パルス発生回路から一定間隔で出力されるパルス発生信号を入力し、論理積を求める論理積回路を有する請求項３記載のファン故障検知装置。
6. 前記故障検出回路が、複数の前記ファンステータスを入力するとともに、前記ステータスによって故障を検知したとき、前記入力したファンステータスにもとづいて、故障を発生したファンを特定する請求項１〜５のいずれかに記載のファン故障検知装置。
7. 請求項１〜６記載のファン故障検知装置を使用して、ファンの回転数の異常を検知することを特徴とした電子機器。

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