JP2007041739A - ファン駆動制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ファンの寿命低下や騒音の発生を抑制することができるとともに、急峻なＣＰＵの負荷率上昇時にファンをタイミングよく駆動することができるファン駆動制御装置を提供する。
【解決手段】 ＣＰＵ１１を搭載した電子機器の内部を冷却するファン１２の駆動制御装置であって、ファン１２に対する駆動電力をＯＮ−ＯＦＦするスイッチ手段１４と、電子機器の内部温度を検出するとともに、該検出値に基づいてスイッチ手段１４をＯＮ−ＯＦＦ制御する温度検出ＩＣ１５と、ＣＰＵ１１の負荷率をソフトウェアにより算出する負荷率算出手段１６とを備え、ＣＰＵ１１は、負荷率算出手段１６による算出値に基づいてスイッチ手段１４をＯＮ−ＯＦＦ制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、パーソナルコンピュータ等のシステム又はＣＰＵを冷却するためのファンの駆動制御方法及び装置に関する。

電子機器に搭載されるＣＰＵは、その温度が上昇すると熱暴走を引き起こし、機器に障害が発生するおそれがある。
そこで、従来から、ＣＰＵが実装されたプリント基板のヒートシンクにファン（冷風機）を取り付け、このファンを常時駆動させるか、或いはＣＰＵの温度に基づいてファンの駆動を制御することにより、ＣＰＵの温度上昇を抑制している。

しかし、ファンを常時駆動させる場合は、ファンの寿命低下や騒音の原因となる。一方、ＣＰＵの温度に応じてファンの駆動を制御する場合は、ファンを常時回転させる必要がないため、ファンの寿命低下や騒音の発生は抑制することができるが、急峻なＣＰＵの負荷率上昇時にＣＰＵの温度に基づくファンの駆動制御が追従できないことがある。このため、急峻なＣＰＵの負荷率上昇時に、ファンを駆動するタイミングが遅れてしまうことがある。

このような事情から、従来においては、ＣＰＵの温度に基づくファンの駆動制御と、ＣＰＵの負荷率に基づくファンの駆動制御とを併用したファン駆動制御装置が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
特開昭６２−０３４２１１号公報 特開平０７−２４８８５２号公報 特開平１１−３３０７５６号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３に記載のファン駆動制御装置においては、いずれの場合も、ＣＰＵの負荷率をＣＰＵの消費電流の増減により判断している。このため、ＣＰＵ負荷率の検出の即応性に劣り、急峻なＣＰＵの負荷率上昇時にファンを駆動するタイミングを遅らせる原因になる。

本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、ファンの寿命低下や騒音の発生を抑制することができるのは勿論のこと、急峻なＣＰＵの負荷率上昇時にファンをタイミングよく駆動することができるファン駆動制御方法及び装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のファン駆動制御方法は、ＣＰＵを搭載した電子機器の内部を冷却するファンの駆動制御方法であって、
ソフトウェアにより算出された前記ＣＰＵの負荷率に基づいて、前記ファンの駆動を制御するとともに、前記電子機器の内部温度に基づいて、前記ファンの駆動を制御する構成としてある。
上記構成によれば、電子機器の内部温度及びＣＰＵの負荷率に基づいて、ファンの駆動を制御しているので、ファンの駆動時間を短くすることでき、これにより、ファンの寿命延長を図ることができる。また、ファンの駆動時間を短くできるため、ファンが回転することによる騒音の発生時間も短くすることができる。
さらに、電子機器の内部温度に基づくファンの駆動制御と、ＣＰＵの負荷率に基づくファンの駆動制御とを併用し、かつ、ＣＰＵの負荷率をソフトウェアにより算出して、ＣＰＵ負荷率の検出の即応性を高めているので、急峻なＣＰＵの負荷率上昇時にファンをタイミングよく駆動することができる。
さらに、ＣＰＵの負荷率をソフトウェアにより算出しているため、ファンを駆動させるときのＣＰＵ負荷率の規定値を任意に変更することができる。

また、本発明のファン駆動制御方法は、前記ソフトウェアにより算出されたＣＰＵ負荷率に応じて、前記ファンに対する駆動電圧を制御する構成としてある。
上記構成によれば、駆動中のファンの回転速度をＣＰＵの負荷率に応じて制御することができるので、ファンの寿命低下及び騒音の発生をより効果的に抑制することができる。

さらに、本発明のファン駆動制御方法は、前記ＣＰＵの負荷率を、システム経過時間に占める、最低プライオリティに設定されたアイドルタスクの実行時間の割合により算出する構成としてある。

本発明のファン駆動制御装置は、ＣＰＵを搭載した電子機器の内部を冷却するファンの駆動制御装置であって、
前記ファンに対する駆動電力をＯＮ−ＯＦＦするスイッチ手段と、
前記電子機器の内部温度を検出するとともに、該検出値に基づいて前記スイッチ手段をＯＮ−ＯＦＦ制御する温度検出制御手段と、
前記ＣＰＵの負荷率をソフトウェアにより算出する負荷率算出手段と、
を備え、
前記ＣＰＵは、前記負荷率算出手段による算出値に基づいて前記スイッチ手段をＯＮ−ＯＦＦ制御する構成としてある。
上記構成によれば、電子機器の内部温度及びＣＰＵの負荷率に基づいて、ファンに対する駆動電力をＯＮ−ＯＦＦするスイッチ手段を制御しているので、ファンの駆動時間を短くすることでき、これにより、ファンの寿命延長を図ることができる。また、ファンの駆動時間を短くできるため、ファンが回転することによる騒音の発生時間も短くすることができる。
さらに、電子機器の内部温度に基づくファンの駆動制御と、ＣＰＵの負荷率に基づくファンの駆動制御とを併用し、かつ、ＣＰＵの負荷率をソフトウェアにより算出して、ＣＰＵ負荷率の検出の即応性を高めているので、急峻なＣＰＵの負荷率上昇時にファンをタイミングよく駆動することができる。
さらに、ＣＰＵの負荷率をソフトウェアにより算出しているため、スイッチ手段をＯＮ制御して、ファンを駆動させるときのＣＰＵ負荷率の規定値を任意に変更することができる。

また、本発明のファン駆動制御装置は、前記温度検出制御手段が、前記ＣＰＵの近傍位置の温度を検出する構成としてある。

さらに、本発明のファン駆動制御装置は、前記負荷率算出手段は、システム経過時間に占める、最低プライオリティに設定されたアイドルタスクの実行時間の割合により、前記ＣＰＵの負荷率を算出する構成としてある。

さらに、本発明のファン駆動制御装置は、前記ファンに電力を供給する駆動用電源を電圧可変型とし、前記ＣＰＵは、前記負荷率算出手段による算出値に応じて前記駆動用電源の出力電圧を制御する構成としてある。
上記構成によれば、駆動中のファンの回転速度をＣＰＵの負荷率に応じて制御することができるので、ファンの寿命低下及び騒音の発生をより効果的に抑制することができる。

さらに、本発明のファン駆動制御装置は、前記電子機器が、パーソナルコンピュータとしてある。

本発明によれば、電子機器の内部温度に基づくファンの駆動制御と、ＣＰＵの負荷率に基づくファンの駆動制御とを併用し、かつ、ＣＰＵの負荷率をソフトウェアにより算出しているので、ファンの寿命低下や騒音の発生を抑制することができるとともに、急峻なＣＰＵの負荷率上昇時にファンをタイミングよく駆動することができる。

以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の一例であるファン駆動制御装置を説明するためのブロック図である。

本発明の実施の形態の一例であるファン駆動制御装置１０は、図１に示すように、例えば、パーソナルコンピュータ内のシステム又はＣＰＵ１１を冷却するファン１２と、該ファン１２に駆動電力を供給する駆動用電源１３と、該駆動用電源１３からファン１２に供給される駆動電力をＯＮ−ＯＦＦするスイッチ手段１４と、ＣＰＵ１１近傍の温度を検出するとともに、該検出値に基づいてスイッチ手段１４をＯＮ−ＯＦＦ制御する温度検出ＩＣ（温度検出制御手段）１５と、ＣＰＵ１１の負荷率をソフトウェアにより算出する負荷率算出手段１６とを備えている。

スイッチ手段１４は、トランジスタ１７と、該トランジスタ１７に並列接続された抵抗１８とを有している。このトランジスタ１７をＣＰＵ１１及び温度検出ＩＣ１５によって制御することにより、ファン１２に対する駆動用電源１３からの駆動電力をＯＮ−ＯＦＦ制御する。

温度検出ＩＣ１５は、ＣＰＵ１１の近傍位置に配置されており、検出温度が予め設定された規定値以上となると、スイッチ手段１４のトランジスタ１７を制御して、ファン１２に対する駆動用電源１３からの駆動電力をＯＮにする。これにより、ファン１２が回転して、パーソナルコンピュータ内の冷却が行われる。

負荷率算出手段１６は、パーソナルコンピュータ等の記憶手段（ＲＯＭやハードディスク等）に記憶された負荷率算出プログラムをＲＡＭにロードして、ＣＰＵ１１によりＣＰＵ負荷率を算出するものであり、例えば、次式（１）を用いてＣＰＵ負荷率を算出する。
ＣＰＵ負荷率（％）＝１００（Ａ−Ｂ）／Ａ …（１）
但し、Ａ：システム経過時間
Ｂ：アイドル合計時間

ここで、システム経過時間とは、ＣＰＵ負荷率の測定終了時間から測定開始時間を引いた時間差分情報をいう。
また、アイドル合計時間とは、システム経過時間内におけるＣＰＵが処理する命令のない状態（アイドル）の合計時間をいう。

そして、負荷率算出手段１６によって算出されたＣＰＵ負荷率の算出値が、予め設定された規定値以上になると、ＣＰＵ１１の端子機能を利用して、スイッチ手段１４のトランジスタ１７を制御し、ファン１２に対する駆動用電源１３からの駆動電力をＯＮにする。これにより、ファン１２が回転して、パーソナルコンピュータ内の冷却が行われる。

上記の説明から明らかなように、この実施の形態では、温度制御ＩＣ１５が、ＣＰＵ１１の近傍位置の温度に基づいて、スイッチ手段１４のトランジスタ１７を制御して、ファン１２に対する駆動電力をＯＮ−ＯＦＦするとともに、ＣＰＵ１１が、ＣＰＵ負荷率に基づいて、スイッチ手段１４のトランジスタ１７を制御して、ファン１２に対する駆動電力をＯＮ−ＯＦＦしている。
このため、ファン１２を常時回転させる場合に比べて、ファン１２の駆動時間を短くすることでき、これにより、ファン１２の寿命延長を図ることができる。また、ファン１２の駆動時間を短くできるため、ファン１２が回転することによる騒音の発生時間も短くすることができ、これにより、騒音の発生を抑制することができる。

また、温度制御ＩＣ１５によるＣＰＵ１１の温度に基づくファン１２の駆動制御と、ＣＰＵ１１によるＣＰＵ負荷率に基づくファン１２の駆動制御とを併用し、かつ、負荷率算出手段１６によってＣＰＵ負荷率をソフトウェアにより算出して、ＣＰＵ負荷率の検出の即応性を高めている。
このため、急峻なＣＰＵ１１の負荷率上昇時に、温度制御ＩＣ１５によるＣＰＵ１１の温度に基づくファン１２の駆動制御が追従できない場合であっても、ＣＰＵ１１によるＣＰＵ負荷率に基づくファン１２の駆動制御によって、ファン１２をタイミングよく駆動することができる。

さらに、ＣＰＵ負荷率をソフトウェアにより算出しているため、スイッチ手段１５をＯＮ制御して、ファン１２を駆動させるときのＣＰＵ負荷率の規定値を任意に変更することができる。

次に、図２を参照して、本発明の他の実施の形態であるファン駆動制御装置を説明する。なお、上記実施の形態と重複する部分については、図に同一符号を付して、その説明を省略する。

本発明の他の実施の形態であるファン駆動制御装置２０は、ファン１２に駆動電力を供給する駆動用電源として、電圧可変型駆動用電源２１を用いている。
そして、ＣＰＵ１１によるＣＰＵ負荷率に基づくファン１２の駆動制御が行われている際に、負荷率算出手段１６によって算出されたＣＰＵ負荷率の算出値に応じて、ＣＰＵ１１の端子機能を利用して、可変電圧型駆動用電源２の出力電圧を変更する。

この実施の形態では、駆動中のファン１２の回転速度をＣＰＵ１１の負荷率に応じて制御することができるので、ＣＰＵ負荷率が比較的低いときに、不必要にファン１２を高速回転させないようにすることができる。これにより、ファン１２の寿命低下及び騒音の発生をより効果的に抑制することができる。その他の構成及び作用効果は、上記実施の形態と同様である。

なお、本発明のＣＰＵ、電子機器、ファン、スイッチ手段、温度検出制御手段、負荷率算出手段、駆動用電源、電圧可変型駆動用電源等の構成は、上記実施の形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

本発明のファン駆動制御方法及び装置は、パーソナルコンピュータや、ＣＰＵを搭載したその他の電子機器に好適に用いることができる。

本発明の実施の形態の一例であるファン駆動制御装置を説明するためのブロック図である。 本発明の他の実施の形態であるファン駆動制御装置を説明するためのブロック図である。

符号の説明

１０，２０ ファン駆動制御装置
１１ ＣＰＵ
１２ ファン
１３ 駆動用電源
１４ スイッチ手段
１５ 温度検出ＩＣ（温度検出制御手段）
１６ 負荷率算出手段
２１ 電圧可変型駆動用電源

Claims (8)

1. ＣＰＵを搭載した電子機器の内部を冷却するファンの駆動制御方法であって、
   ソフトウェアにより算出された前記ＣＰＵの負荷率に基づいて、前記ファンの駆動を制御するとともに、前記電子機器の内部温度に基づいて、前記ファンの駆動を制御することを特徴とするファン駆動制御方法。
2. 前記ソフトウェアにより算出されたＣＰＵ負荷率に応じて、前記ファンに対する駆動電圧を制御することを特徴とする請求項１に記載したファン駆動制御方法。
3. 前記ＣＰＵの負荷率を、システム経過時間に占める、最低プライオリティに設定されたアイドルタスクの実行時間の割合により算出することを特徴とする請求項１又は２に記載したファン駆動制御方法。
4. ＣＰＵを搭載した電子機器の内部を冷却するファンの駆動制御装置であって、
   前記ファンに対する駆動電力をＯＮ−ＯＦＦするスイッチ手段と、
   前記電子機器の内部温度を検出するとともに、該検出値に基づいて前記スイッチ手段をＯＮ−ＯＦＦ制御する温度検出制御手段と、
   前記ＣＰＵの負荷率をソフトウェアにより算出する負荷率算出手段と、
   を備え、
   前記ＣＰＵは、前記負荷率算出手段による算出値に基づいて前記スイッチ手段をＯＮ−ＯＦＦ制御することを特徴とするファン駆動制御装置。
5. 前記温度検出制御手段は、前記ＣＰＵの近傍位置の温度を検出することを特徴とする請求項４に記載したファン駆動制御装置。
6. 前記負荷率算出手段は、システム経過時間に占める、最低プライオリティに設定されたアイドルタスクの実行時間の割合により、前記ＣＰＵの負荷率を算出することを特徴とする請求項４又は５に記載したファン駆動制御装置。
7. 前記ファンに電力を供給する駆動用電源を電圧可変型とし、前記ＣＰＵは、前記負荷率算出手段による算出値に応じて前記駆動用電源の出力電圧を制御することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載したファン駆動制御装置。
8. 前記電子機器が、パーソナルコンピュータであることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載したファン駆動制御装置。

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