JP2009060758A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源ユニットが故障しても、機能ユニットの動作モードを変更して、システムの安定運用を提供する電子装置を提供する。
【解決手段】供給可能な電力値を電源属性として持つ複数の電源ユニット１２０と、消費電力の最大値また最低消費電力動作での消費電力値をユニット属性として持つ複数の機能ユニット１５０と、電源制御装置１３０からなる電子装置１００を構成する。電源制御装置１３０は、搭載された電源ユニット１２０の電力値の総和と機能ユニット１５０の消費電力（最大値）の総和を監視し、電源ユニット１２０、機能ユニット１５０の増減設、故障があった場合にこれらの値比較から電子装置１００が電力的に安定稼動が可能かどうかを確認し、問題がある場合には自動的に装置停止を行い、電力的問題が予測できる場合には、予め定めた装置稼動状態へ移行する。
【選択図】図７

Description

本発明は、電子装置に係り、特に電源ユニット、機能ユニットを複数搭載することにより機能の拡張および動作の安定性向上を図った電子装置に関する。

電源ユニット、機能ユニットを複数搭載することにより機能の拡張や装置の安定性向上を行うことが可能な電子装置は、一般に電源ユニットを複数搭載することにより機能拡張に必要な電力供給量を増やすことができる。しかし、機能ユニットの増設および電源ユニットの故障等により装置内での電力消費量に変化が生じた場合、装置運用者の意図どおり装置を安定稼動させる一般的な方法がない。

例えば、特許文献１には、電子装置において機能ユニットの増設により電力供給不足が発生する場合、増設した機能ユニットの稼動を電源ユニットの増設まで稼動させない手順について記載されている。しかし、装置稼動中に電源ユニットの故障が発生した場合の装置安定動作については考慮されていない。

特許文献２では、電源障害発生時において、装置運用者が事前に規定した優先度に従って障害回避処理を行う手順が記載されている。しかし、通信トラヒック処理に関する周辺技術の適用が手順の前提となっている。

また、特許文献３には、ある特定された機能ユニットの増設により発生する電源供給不足の電源増設による解消手段が記載されている。しかし、新たに開発される機能ユニット全てに適用できる一般的な方法ではない。

特許文献４では、機能ユニットが多重化された装置において、電源障害発生時に多重化された機能ユニットの一部のみを停止させて電源障害を回避についての記載がある。しかし、多重化された機能ユニットのみに適用されるものであり、多重化されていない機能ユニットについては言及がなされていない。

特開２００２−０６４６２７号公報 特開２００７−０１９８５１号公報 特願２００３−１４３０２８号公報 特願平０７−２３２２３６号公報

電子装置の機能ユニットの消費電力は、一般に機能ユニット毎に異なる。また、将来の機能ユニットの増設を考慮すると、装置を安定稼動させるために予め電源供給能力に余裕のある電源ユニットを搭載しての運用が行われてきた。この場合、将来的に装置で消費する電力の最大値に合わせて電源容量を決定すると、大容量の電源を準備する必要があった。
逆に、装置が動作可能な最低限の消費電力値に合わせて電源ユニットを搭載すると、電源ユニットの故障により電子装置全体が停止し装置運用に支障をきたす。

本発明は、機能ユニットの増設または電源ユニットの故障時に電力不足による装置障害の発生について安定運用を行う電子装置を提供する。

上述した課題は、供給可能な電力値を電源属性として持つ複数の電源ユニットと、消費電力の最大値をユニット属性として持つ複数の機能ユニットと、前記電源ユニットと前記機能ユニットとの電源を管理する電源制御部とからなり、前記電源制御部は、前記電源ユニットの電力値の総和と前記機能ユニットの消費電力の最大値の総和とを監視し、前記電源ユニットまたは前記機能ユニットの増減設または故障を検出したとき、監視結果に基づいて電力的に安定稼動が可能かどうかを判定する電子装置により、達成できる。

本発明によれば、機能ユニットの増設または電源ユニットの故障時に電力不足による装置障害の発生について安定運用を行う電子装置を提供できた。

以下、本発明の実施の形態について、実施例を用い図面を参照しながら説明する。なお、実質同一部位には同じ参照番号を振り、説明は繰り返さない。ここで、図１は電子装置のハードウェアブロック図である。図２は機能ユニットごとの各モードの消費電力を説明する図である。図３は各機能ユニットの動作モード定義書を説明する図である。図４は電子装置の電源ＯＮ時の動作を説明するフローチャートである。図５は電子装置の機能ユニット増設時の動作を説明するフローチャートである。図６は電子装置の電源ユニット障害時の動作を説明するフローチャートである。図７は機能ユニットの停止動作を説明するフローチャートである。図８は電源ユニットの供給電力と、優先度ごとの消費電力とを対比する図である。

図１を参照して、電子装置のハードウェア構成を説明する。図１において、電子装置１００は、そのシャーシ１１０に実装された４台の電源ユニット１２０と、電源制御装置１３０と、電源ユニット１２０と電源制御装置１３０とを接続する制御バス１４０と、電源制御装置１３０の４式の制御バスで接続された４台の機能ユニット１５０とから構成されている。

電源ユニット１２０は、各々の供給する電力値を電力属性として、保持している。これらの電力属性データは、シャーシ１１０の制御バス１４０を経由して、電源制御装置１３０から読み取りが可能である。

機能ユニット１５０は、動作モードとして通常の動作モードであるＡＣＴＩＶＥモードと、省電力で限定した機能のみの動作を行うＥＣＯＮＯＭＹモードと、ユニット属性データ読み出しのみの動作を行うことが可能なＩＮＡＣＴＩＶＥモードの３つのモードがあり、電源投入後はいずれかのモードにある。機能ユニット１５０の各モードは、電源制御装置からの命令により切り替えられる。また機能ユニット１５０の電源ＯＮ時の初期起動、電源ＯＦＦのシャットダウン時には、ＩＮＡＣＴＩＶＥモードで立ち上がる。

機能ユニット１５０−１〜１５０−４は、この順にユニット属性データとして、ＡＣＴＩＶＥモード時の消費電力の最大値（Ｌ１_ｍａｘ、Ｌ２_ｍａｘ、Ｌ３_ｍａｘ、Ｌ４_ｍａｘ）、ＥＣＯＮＯＭＹモード時の消費電力の最大値（Ｌ１_ｅｃｏ、Ｌ２_ｅｃｏ、Ｌ３_ｅｃｏ、Ｌ４_ｅｃｏ）、またＩＮＡＣＴＩＶＥモードでの消費電力値（Ｌ１_ｍｉｎ、Ｌ２_ｍｉｎ、Ｌ３_ｍｉｎ、Ｌ４_ｍｉｎ）を持つ。これらの、ユニット属性データは、シャーシ１１０の制御バス１４０経由により電源制御装置１３０からの読み取りが可能である。

なお、上述した説明から明らかなように機能ユニット１５０は、電力消費ユニットとして同じ参照番号を振っている。したがって、機能ユニット１５０は、すべて同じ動作をするものではない。

図２を参照して、各機能ユニットのＡＣＴＩＶＥモード時の消費電力の最大値とＥＣＯＮＯＭＹモード時の消費電力の最大値とＩＮＡＣＴＩＶＥモード時の消費電力の関係を説明する。図２において、縦軸は消費電力量（Ｗ）、横軸は機能ユニット１５０のいずれかである。また、縦軸原点からの差が、各モードの消費電力である。図２からいずれの機能ユニット１５０もＬｘ_ｍａｘ≧Ｌｘ_ｅｃｏ≧Ｌｘ_ｍｉｎ（ｘ＝１、２、３、４）が成立することは明らかである。

装置運用者は、あらかじめ機能ユニットの動作モード定義書に各機能ユニットの動作モードの組み合わせを優先度順に記述しておく。図３において、機能ユニットの動作モード定義書１６０は、優先度１６１と、機能ユニットの動作モード１６２とからなる。なお、機能ユニットの動作モード１６２欄には、図１に記載した機能ユニット記号で示している。ここで、優先度は、優先度１が最も高く、通常優先度１に記載のモードで各機能ユニット１５０を動作させる。優先度２では、機能ユニット１５０−４（Ｆ４）をＥＣＯＮＯＭＹとする。優先度３では、機能ユニット１５０−３（Ｆ３）をＥＣＯＮＯＭＹとする。優先度４では、機能ユニット１５０−４（Ｆ４）をＩＮＡＣＴＩＶＥとする。優先度５では、機能ユニット１５０−３（Ｆ３）をＩＮＡＣＴＩＶＥとする。

即ち、機能ユニットとしての優先度は、機能ユニット１５０−１（Ｆ１）＝機能ユニット１５０−２（Ｆ２）＞機能ユニット１５０−３（Ｆ３）＞機能ユニット１５０−４（Ｆ４）である。

図４において、電子装置１００の主電源をＯＮとすると、シャーシ１１０に搭載されている電源ユニット１２０（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）の供給電力値データを電源制御装置１３０が読み取り、その総和を電子装置１００の供給可能電力値（ΣＰ）として記憶する（Ｓ４０１）。電源制御装置１３０は、このΣＰが装置全体で供給可能な電力の最大値（Ｓ_ｍａｘ）を超えないか判定する（Ｓ４０２）。超えているとき（ＮＯ）、安全のため電源制御装置１３０は、電源容量オーバのアラーム表示し（Ｓ４０３）、装置全体の電源をシャットダウンし（Ｓ４０４）、装置を起動させない。

ステップ４０２で、ΣＰがＳ_ｍａｘを超えないとき（ＹＥＳ）、電源制御装置１３０は電子装置１００を起動させる。このとき、電源制御装置１３０は、シャーシに搭載された各機能ユニット１５０をＩＮＡＣＴＩＶＥモードで初期起動させる（Ｓ４０６）。電源制御装置１３０は、各機能ユニット１５０の電力属性（Ｌｘ_ｍａｘ、Ｌｘ_ｅｃｏ、Ｌｘ_ｍｉｎ）（ｘ＝１、２、３、４）を読み取りデータを保持する（Ｓ４０７）。また電源制御装置１３０は、各機能ユニット１５０ＡＣＴＩＶＥモード時の消費電力の最大値の総和（ΣＬ_ｍａｘ）が、ΣＰを超えないことを判定する（Ｓ４０８）。ＮＯのとき、電源制御装置１３０は、各機能ユニット１５０のモードをＩＮＡＣＴＩＶＥのままとし、電源制御装置１３０がアラームを表示し（Ｓ４０９）、装置運用者に電源運用上の問題があることを通知する。

ステップ４０８で、ΣＬ_ｍａｘが前記ΣＰを超えないとき（ＹＥＳ）、電源制御装置１３０は、各機能ユニット１５０のモードをＡＣＴＩＶＥに移行させ（Ｓ４１１）、電子装置１００の運用を開始する。

なお、電源制御装置１３０は、各機能ユニット１５０の消費電力属性値（Ｌｘ_ｍａｘ、Ｌｘ_ｅｃｏ、Ｌｘ_ｍｉｎ）（ｘ＝１、２、３、４）と各機能ユニット１５０のＡＣＴＩＶＥモード時の最大消費電力の総和（ΣＬ_ｍａｘ）とＩＮＡＣＴＩＶＥモード時の消費電力の総和（ΣＬ_ｍｉｎ）を装置運用状態に変化がない間は直近の値を保持しつづける。

図５を参照して、機能ユニットを追加する処理を説明する。図５において、運用中の電子装置１００に機能ユニット１５０を増設する場合、シャーシ１１０に機能ユニット１５０が新たに搭載されたとき、電源制御装置１３０は、機能ユニット１５０をＩＮＡＣＴＩＶＥモードで起動させる（Ｓ５０１）。電源制御装置１３０は、電源ユニットの供給可能電力値（ΣＰ）を確認する（Ｓ５０２）。電源制御装置１３０は、追加した機能ユニット１５０の電力属性を読み取り、各機能ユニット１５０の消費電力属性の総和（ΣＬ_ｍａｘ、ΣＬ_ｅｃｏ、ΣＬ_ｍｉｎ）を再計算する（Ｓ５０３）。

電源制御装置１３０は、再計算結果の各機能ユニット１５０の最大消費電力の総和ΣＬ_ｍａｘがΣＰが越えないことを、判定する（Ｓ５０４）。ＮＯのとき、新たに追加した機能ユニット１５０のモードはＩＮＡＣＴＩＶＥのままとし、電源制御装置１３０は、アラームを表示し（Ｓ５０６）、装置運用者に問題があることを通知する。他の機能ユニット１５０は動作モードはＡＣＴＩＶＥを継続する。

ステップ５０４で、各機能ユニット１５０の最大消費電力の総和ΣＬ_ｍａｘがΣＰを超えない場合（ＹＥＳ）、電源制御装置１３０は、新たに追加した機能ユニット１５０のモードをＡＣＴＩＶＥに移行させる（Ｓ５０７）。

ステップ５０６の結果、新たに電源ユニット１２０が追加されたとき、追加された電源ユニット１２０の供給する電力値属性ＰによりΣＰを再計算するため、ステップ５０２に戻る。

運用中の電子装置１００から機能ユニット１５０を減設する場合、運用者は電源制御装置１３０に減設する機能ユニット１５０を指示する。電源制御装置１３０は減設する機能ユニット１５０のモードをＩＮＡＣＴＩＶＥへ移行させる。運用者がＩＮＡＣＴＩＶＥとなった機能ユニット１５０を減設したとき、電源制御装置１３０は、ステップ５０３に戻って、減設する機能ユニット１５０の消費電力属性の値を減算し、消費電力属性の総和（ΣＬ_ｍａｘ、ΣＬ_ａｖｅ、ΣＬ_ｍｉｎ）を再計算する。

図６を参照して、運用中の電源ユニットが障害となったときの処理を説明する。図６において、運用中の装置で電源ユニット１２０−１（Ｐ１）が障害となったとき、電源制御装置１３０は、まず電源ユニット１２０−１（Ｐ１）の故障をアラーム表示する（Ｓ６０１）。電源制御装置１３０は、電源ユニット１２０−１（Ｐ１）が供給可能な電力値Ｐを減算することにより、装置が供給可能な最大電力値ΣＰを再計算する（Ｓ６０２）。

電源制御装置１３０は、記憶している各機能ユニット１５０の最大電力の総和ΣＬ_ｍａｘを確認し（Ｓ６０３）、最大消費電力がΣＰを超えないか判定する（Ｓ６０４）。超えないとき（ＹＥＳ）、電源制御装置１３０は、機能ユニット１５０の動作モードは変更させない。

ステップ６０４で、ΣＰが機能ユニット１５０の最大消費電力値の総和ΣＬ_ｍａｘを下回るとき（ＮＯ）、電源制御装置１３０は、機能ユニット１５０の停止動作（Ｓ６０５）に入る。

図７を参照して、機能ユニット１５０の停止動作を説明する。図７のステップ６０５において、電源制御装置１３０は、電源ユニット１２０の供給電力値の総和ΣＰを確認し（Ｓ６５１）、各機能ユニット１５０の消費電力の最大値Ｌ_ｍａｘ、ＥＣＯＮＯＭＹモードでの機能ユニット１５０の消費電力の最大値Ｌ_ｅｃｏ、ＩＮＡＣＴＩＶＥモードでの消費電力Ｌ＿ｍｉｎを確認する（Ｓ６５２）。電源制御装置１３０は、機能ユニット１５０の動作モード定義書１６０を参照して、消費電力値と供給電力値との関係を確認する（Ｓ６５３）。電源制御装置１３０は、優先度の高い順に電力値の不足をチェックする（Ｓ６５４）。ステップ６５４で現在の電力条件で動作するモードの組み合わせがないとき、電源制御装置１３０は、全機能ユニットをＩＮＡＣＴＩＶＥモードとする（Ｓ６５５）。ステップ６５４で現在の電力条件で動作するモードの組み合わせがあるとき、電源制御装置１３０は、その優先度のモードで全機能ユニット１５０を制御する（Ｓ６５６）。

図８を参照して、供給可能電力と各優先度での合計消費電力の関係を説明する。図８において、縦軸は電力（Ｗ）横軸は供給可能電力および各モードでの合計消費電力である。機能ユニット１５０−１〜１５０−４の消費電力の最大値の総和ΣＬ_ｍａｘが電源ユニット１２０の供給電力の総和ΣＰを超えていなければ電源制御装置は電子装置１００の稼動を継続する。

電源ユニット１２０の供給電力の総和ΣＰを超えていれば、電源制御装置１３０は、停止動作の機能優先度に従って機能ユニット１５０の動作が供給電力の総和ΣＰを超えなくなるまで、順次優先度の低い機能ユニット１５０の動作のモードをＩＮＡＣＴＩＶＥに移行させる。

ここでは、電源ユニット１２０の供給可能電力値（Ｐとする）は、差がなく、全て等しいものとしている。また電源ユニット１２０は並列に接続している。このため、電源ユニット１２０の供給電力の総和ΣＰは、正常に稼動している電源ユニット１２０の個数のみにより定められる。

電源ユニット１２０の１台に故障が発生したとき、優先度１の機能ユニット１５０（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）の消費電力の最大値の総和（ΣＬ_ｍａｘ＝ΣＬ１_ｍａｘ＋ΣＬ２_ｍａｘ＋ΣＬ３_ｍａｘ＋ΣＬ４_ｍａｘ）は、電源ユニット１２０が３台の供給電力の総和（３Ｐ）を超える。このため、電源制御装置１３０は、優先度３に遷移し、機能ユニット１５０−４（Ｆ４）、１５０−３（Ｆ３）の動作モードをＥＣＯＮＯＭＹとして稼動を継続させる。

電源ユニット１２０の２台に故障が発生したとき、電源制御装置１３０は、優先度５に遷移し、機能ユニット１５０−４（Ｆ４）、１５０−３（Ｆ３）の動作モードをＩＮＡＶＴＩＶＥにして稼動を継続させる。
電源ユニット１２０の３台に故障が発生したとき、電源制御装置１３０は、全機能ユニット１５０（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）をすべて、ＩＮＡＣＴＩＶＥモードとする。

なお、本実施例では優先度１、３、５の状態しか取りえなかったが、供給電力量Ｐ／２の８台の電源ユニットを用いるとき、優先度１〜５のいずれの優先度を採りうることは、明らかである。

本実施例に拠れば、電源制御装置１３０は、供給電力値と消費電力値の組み合わせを比較し、運用者の定めた動作モード定義書の優先度に従い、装置運用者があらかじめ許容した動作モードのパターンに電源条件の合致する組み合わせがあれば、機能ユニット１５０のモードを変更することにより、最も優先度の高い状態での装置運転を継続させることができる。

電子装置のハードウェアブロック図である。 機能ユニットごとの各モードの消費電力を説明する図である。 各機能ユニットの動作モード定義書を説明する図である。 電子装置の電源ＯＮ時の動作を説明するフローチャートである。 電子装置の機能ユニット増設時の動作を説明するフローチャートである。 電子装置の電源ユニット障害時の動作を説明するフローチャートである。 機能ユニットの停止動作を説明するフローチャートである。 電源ユニットの供給電力と、優先度ごとの消費電力とを対比する図である。

符号の説明

１００…電子装置、１１０…シャーシ、１２０…電源ユニット、１３０…電源制御装置、１４０…制御バス、１５０…機能ユニット、１６０…動作モード定義書。

Claims (4)

1. 供給可能な電力値を電源属性として持つ複数の電源ユニットと、消費電力の最大値をユニット属性として持つ複数の機能ユニットと、前記電源ユニットと前記機能ユニットとの電源を管理する電源制御部とからなる電子装置であって、
   前記電源制御部は、前記電源ユニットの電力値の総和と前記機能ユニットの消費電力の最大値の総和とを監視し、前記電源ユニットまたは前記機能ユニットの増減設または故障を検出したとき、監視結果に基づいて電力的に安定稼動が可能かどうかを判定することを特徴とする電子装置。
2. 請求項１に記載の電子装置であって、
   前記電源制御部は、判定結果に基づいて装置停止することを特徴とする電子装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の電子装置であって、
   前記機能ユニットは、少なくとも第１の消費電力の第１の動作モードと前記第１消費電力より低い第２の消費電力の第２の動作モードとを有し、
   前記電源制御部は、判定結果に基づいて前記第１の動作モードから前記第２の動作モードに遷移することを特徴とする電子装置。
4. 請求項３に記載の電子装置であって、
   前記機能ユニットは、さらに前記第２消費電力より低い第３の消費電力の第３の動作モードとを有し、
   前記電源制御部は、判定結果に基づいて前記第２の動作モードから前記第３の動作モードに遷移することを特徴とする電子装置。

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