JP2009187347A - 情報処理装置およびそのｃｐｕ用冷却ファンの故障診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転数のフィードバック機能のない冷却ファンを用いても、特別の回路を追加することなしに冷却システムの異常あるいは故障の検出することが可能な情報処理装置およびそのＣＰＵ用冷却ファンの故障診断方法を提供する。
【解決手段】ＣＰＵ冷却システムを備えた情報処理装置において、情報処理装置の電源起動後でＯＳ起動前のＢＩＯＳ画面等のＣＰＵの負荷が一定に維持されているときにＣＰＵを冷却する冷却ファンを所定の回転数で回転させながら所定の期間ＣＰＵの温度上昇データを温度センサで測定する。冷却ファンが正常な場合のＣＰＵの温度上昇基準データを記憶手段から読み出して温度上昇測定データと比較することにより冷却ファンの故障または異常を診断する。
【選択図】図３

Description

本発明は、パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」と略記する）などの電子機器に代表される情報処理装置およびそのＣＰＵ用冷却ファンの故障診断方法に関する。

近年、情報処理装置であるＰＣの分野においてはオペレーティングシステム（以下、「ＯＳ」と略記する）を始めとして、各種ＰＣ用アプリケーションソフトの高機能化が進んでおり、これに対応するためにＣＰＵ等の各種構成部品の高性能化が促進されている。これにともなって、構成部品であるＣＰＵ、チップセットといった半導体ＩＣ素子では、発熱量増大の問題が大きくなり、これらの半導体素子の放熱や冷却といった発熱対策が装置設計において重要になってきている。一般に、ＣＰＵやチップセットの発熱による温度上昇は周囲温度およびＣＰＵやチップセットの動作負荷によって決まる。

特に、ノート型ＰＣでは、各種構成部品を筐体内に高密度で配置せざるを得ず、放熱や冷却といった発熱対策の重要性が増してきている。発熱対策として、ＣＰＵ、チップセットといった半導体素子のパッケージ表面には、多数のフィンが形成されたヒートシンクと称する銅やアルミニウム等の熱導伝性に優れる金属製ブロック部材が接触配置され、このフィンを空冷するためのファンが実装されている。ヒートシンクはＣＰＵ単独で用いるほか、大型化してＣＰＵおよびチップセットを共通に冷却できるタイプが利用されることもある。

そして、冷却ファンを制御をするために、ＣＰＵ等の発熱部材の温度を検知する温度センサが用いられる。ＣＰＵの温度センサは、ＣＰＵのパッケージ表面に直接接触させるかまたはＣＰＵの直近に配置されている。この温度センサを用いて検知された温度データ情報に基づいて冷却ファンの制御が行われている。

ＰＣは通常電源が投入されるとＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉ／Ｏ Ｓｙｓｔｅｍ）によるＰＯＳＴ（Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ Ｓｅｌｆ Ｔｅｓｔ）処理と呼ばれる自己診断モードを経てＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が起動される。このＰＯＳＴ処理では、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏ機器用バスの作動電圧、駆動パルスの周波数等のＰＣの動作チェックが行われる。また、ＰＯＳＴ後にユーザが特定キーを押すことによりＢＩＯＳ設定を行うことができる。このＢＩＯＳ設定で、ＣＰＵの温度を検知し、この検知温度に応じて冷却ファンの回転数を変更したり、ＣＰＵの動作スピードを変えて負荷を変更したりすることも可能である。

しかし、ＰＯＳＴ処理における自己診断モードや、上記ＢＩＯＳの設定だけでＣＰＵの冷却システムの異常あるいは故障を判断することは、ＣＰＵの負荷を特定しづらかったり、故障検知は比較的容易であってもＧＵＩに慣れた普通のユーザには操作が難しい等の理由から使い勝手の悪いものとなっていた。このため、ＰＯＳＴ処理における自己診断モードとは別に、ＰＣの冷却システムの異常あるいは故障を判断するための種々の診断方法や診断手段が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような冷却システムの異常あるいは故障の診断手段を備える情報処理装置の例を、従来の情報処理装置のＣＰＵ等の冷却システムの構成および処理手順を概略的に示す図７を用いて以下に簡単に説明する。図７のブロック図（ａ）および流れ図（ｂ）から理解できるように、ＰＣ等に代表される従来の情報処理装置のＣＰＵ８０１のための冷却システムにおいては、ＣＰＵ８０１の発熱部の温度を検知してＣＰＵ ＦＡＮ８０４等により発熱部を冷却するための冷却システムの機能診断プログラムが準備されている。この診断プログラムは、発熱部温度を検出する第１の温度センス工程（ステップＳ８０３）と、発熱部に一定の冷却を行わせる工程（ステップＳ８０６）と、発熱部温度を検出する第２の温度センス工程（ステップＳ８１０）と、第１の温度センス工程（ステップＳ８０３）で検出した発熱部温度と第２の温度センス工程（ステップＳ８１０）で検出した発熱部温度が等しくないことを判定する工程（ステップＳ８０４）と、第２の温度センス工程（ステップＳ８１０）で検出した発熱部温度が、所定の範囲内にあるか否かを判定する工程（ステップＳ８１１）とを含んでいる。そして、診断プログラムがＣＰＵ ＦＡＮコントローラ８０３にアクセスしてＣＰＵ ＦＡＮ８０４の回転数等の状態情報を読み取り、ステップＳ８０６で与えた制御条件通りに動作しているか判断する（ステップＳ２０７）。すなわち、第１の温度センス工程（ステップＳ８０３）で検出した発熱部温度と第２の温度センス工程（ステップＳ８１０）で検出した発熱部温度が等しいか、または、第２の温度センス工程（ステップＳ８１０）で検出した発熱部温度が、所定の範囲内にないときに、冷却システムの異常と判定するようにしたものである。この構成の、ＣＰＵ温度制御機能の診断プログラムにより、まず第１に、温度センサの検出値が誤差を含んで出力される故障の検知を、１つの温度センサのみで実施することが可能となり、従来の温度センサを２つ使用する方法と比較してコスト的に優位となるとし、これに加えて第２に、冷却機能の故障検出を行うことができるようになり、製品の稼働信頼性を向上させることができるとしている。
特開２００６−２１４８４０号公報

しかしながら、上述した従来の情報処理装置における冷却システムの異常あるいは故障の診断方法、診断手段では、診断プログラムがＣＰＵ ＦＡＮコントローラ８０３にアクセスしてＣＰＵ ＦＡＮ８０４の回転数等の状態情報を読み取り、制御条件通りに動作しているかどうかについて判断することを前提としており、冷却システムの異常あるいは故障を検出するには回転数のフィードバック機能を持ったＣＰＵ ＦＡＮ８０４が必要となる。このため、ＰＣ等の情報処理装置には回転数のフィードバック機能を持った冷却ファンおよび、これに対応するように特別の回路を追加した冷却ファン制御手段とともに、冷却ファン制御用のプログラムが必要になり、ＰＣ等の情報処理装置の価格を上昇させる要因となっていた。

また、上述した従来の情報処理装置における冷却システムの異常あるいは故障の診断方法、診断手段では、実際の診断にあたって、周囲温度を温度センサにより検知して、その影響を考慮するようにはなっているが、ＰＣ等の情報処理装置で利用するアプリケーションプログラム等の動作条件の差によるＣＰＵの負荷変動に基づく温度上昇までは考慮していない。このため、実際の情報処理装置の動作条件とは異なる状態で、冷却システムの異常あるいは故障の診断が行われることがあり、診断の精度および信頼性の点で課題を残していた。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、回転数のフィードバック機能のない冷却ファンを用いても、特別の回路を追加することなしに冷却システムの異常あるいは故障の検出することが可能な情報処理装置およびそのＣＰＵ用冷却ファンの故障診断方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の情報処理装置は、ＣＰＵとＣＰＵを冷却するＣＰＵ用冷却ファンとを有し、ＣＰＵ用冷却ファンの故障診断機能を備えた情報処理装置であって、電源投入後でＯＳ起動前においてＣＰＵに一定の負荷がかかる所定期間にＣＰＵ用冷却ファンを所定の回転数で回転させたときのＣＰＵの温度上昇データを測定する温度センサと、ＣＰＵ用冷却ファンが正常な場合のＣＰＵの所定期間における温度上昇基準データを記憶する記憶手段とを備え、記憶手段から読み出された温度上昇基準データと温度センサで測定された温度上昇測定データとを比較して、その差が所定値以上の場合、ＣＰＵ用冷却ファンが故障であると診断することを特徴とする。

これにより、ＯＳ起動前の負荷が一定の期間で故障診断を実行し、回転数のフィードバック機能のない冷却ファンを用いても、効率的に冷却システムの異常あるいは故障の検出することが可能である。

本発明の情報処理装置は、ＣＰＵとＣＰＵを冷却するＣＰＵ用冷却ファンとを有し、ＣＰＵ用冷却ファンの故障診断機能を備えた情報処理装置であって、ＯＳ起動後に診断を開始し、診断を開始した時点でのＣＰＵの温度を測定する温度センサと、診断を開始した時点でのＣＰＵの温度に応じてＣＰＵの動作モードを選択する手段と、動作モードでＣＰＵを所定時間動作させてＣＰＵの温度上昇データを温度センサにより測定する手段と、ＣＰＵ用冷却ファンが正常な場合の動作モードにおけるＣＰＵの温度上昇基準データを記憶する記憶手段とを備え、記憶手段から読み出された温度上昇基準データと温度センサで測定された温度上昇測定データとを比較して、その差が所定値以上の場合、ＣＰＵ用冷却ファンが故障であると診断することを特徴とする。

これにより、ＯＳ起動後にユーザが種々のアプリケーションを利用して作業を開始後であっても、負荷が一定となる期間にそのときのＣＰＵ温度に最適な動作モードで故障診断を実行し、回転数のフィードバック機能のない冷却ファンを用いても、効率的に冷却システムの異常あるいは故障の検出することが可能である。

また本発明の情報処理装置は、動作モードは、ＣＰＵ用冷却ファンの回転数、ＣＰＵの負荷および動作時間のうち少なくとも１つをそのパラメータとして持ってもよい。

これにより、動作モードのパラメータを適切に選択することにより、より高速で精度のよい故障診断が可能となる。

また本発明の情報処理装置は、動作モードは、ＣＰＵ用冷却ファンの回転数およびＣＰＵの負荷が所定よりも小さい低負荷動作モードと、ＣＰＵ用冷却ファンの回転数およびＣＰＵの負荷が所定よりも大きい高負荷動作モードとを少なくとも備え、診断を開始した時点でのＣＰＵの温度が所定よりも低い場合は高負荷動作モードを、診断を開始した時点でのＣＰＵの温度が所定よりも高い場合は低負荷動作モードを選択するようにしてもよい。

これにより、診断開始時のＣＰＵの温度の異常な上昇を防止することができるとともに、診断時間の短縮および診断結果の精度向上が可能となる。

また本発明の情報処理装置は、ＯＳ起動後の診断は、アイドリング期間またはスクリーンセーバ動作期間に開始することが望ましい。

これにより、ＣＰＵ負荷が一定の状態で安定に故障診断を実行することができるとともに、故障診断によってユーザの利便性を損なうことがない。

本発明の情報処理装置のＣＰＵ用冷却ファンの故障診断方法は、情報処理装置に搭載されたＣＰＵを冷却するＣＰＵ用冷却ファンの故障診断方法であって、情報処理装置の電源投入後でＯＳ起動前においてＣＰＵに一定の負荷がかかる所定期間にＣＰＵ用冷却ファンを所定の回転数で回転させてＣＰＵの温度上昇データを温度センサにより測定するステップと、ＣＰＵ用冷却ファンが正常な場合のＣＰＵの所定期間における温度上昇基準データを記憶手段から読み出すステップと、記憶手段から読み出された温度上昇基準データと温度センサで測定された温度上昇測定データとを比較して、その差が所定値以上の場合、ＣＰＵ用冷却ファンが故障であると診断するステップとを有することを特徴とする。

本発明の情報処理装置のＣＰＵ用冷却ファンの故障診断方法は、情報処理装置に搭載されたＣＰＵを冷却するＣＰＵ用冷却ファンの故障診断方法であって、情報処理装置のＯＳ起動後においてＣＰＵに一定の負荷がかかる所定期間に診断を開始するステップと、診断を開始した時点でのＣＰＵの温度を温度センサにより測定するステップと、診断を開始した時点でのＣＰＵの温度に応じてＣＰＵの動作モードを選択するステップと、動作モードでＣＰＵを所定時間動作させてＣＰＵの温度上昇データを温度センサにより測定するステップと、ＣＰＵ用冷却ファンが正常な場合の動作モードにおけるＣＰＵの温度上昇基準データを記憶手段から読み出すステップと、記憶手段から読み出された温度上昇基準データと温度センサで測定された温度上昇測定データとを比較して、その差が所定値以上の場合、ＣＰＵ用冷却ファンが故障であると診断するステップとを有することを特徴とする。

本発明によれば、回転数のフィードバック機能のない冷却ファンを用いても、特別の回路を追加することなしに冷却システムの異常あるいは故障の検出することが可能な情報処理装置およびそのＣＰＵ用冷却ファンの故障診断方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。

図１は本発明の実施の形態における情報処理装置１００の構成を概略的に示すブロック図、図２は図１に示した情報処理装置１００のＣＰＵ１１２のためのＣＰＵ冷却システム２００の構成を概略的に示すブロック図、図３は本発明の実施の形態における情報処理装置１００に備わるＣＰＵ冷却システム２００の診断プログラム動作時のＣＰＵ温度の時間変化を簡易的に示したグラフである。

（実施の形態１）
最初に、図１、図２を参照しながら、本発明の実施の形態１における情報処理装置１００およびＣＰＵ冷却システム２００の構成について説明する。

まず、図１において、本発明の実施の形態１における情報処理装置１００は、ディスプレイ１１６およびキーボード等の入出力装置１２８が筐体と一体に備わるノート型ＰＣ、またはディスプレイ１１６や入出力装置１２８が個別部材としてケーブル等で接続されて備わるデスクトップ型ＰＣが代表例であるが、本実施の形態の情報処理装置１００はこれらに限定されることはない。情報処理装置１００は、システムバス１１８に接続された半導体マイクロプロセッサ素子であるＣＰＵ１１２、ディスプレイ１１６のための表示処理情報を受け取るグラフィックスコントローラ１１４、システムメモリ１２０および入出力バスブリッジ１２２を含んでいる。そして、入出力バスブリッジ１２２は、入出力バス１２４をシステムバス１１８に結合して、あるバスから別のバスにデータ信号の中継または転送あるいはその両方を行う。ハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」と略記する）等の不揮発性記憶手段１２６、キーボード、マウス、タッチパッドなどを含む入出力装置１２８などの周辺装置が、入出力バス１２４に接続されている。入出力バス１２４には、ＰＣ起動時のＰＯＳＴプログラムを含む、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１２１が接続されている。ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１２１の内容は、ＣＰＵ１１２のメモリアクセス制御の特別な領域に位置付けられており、そのため、ＣＰＵ１１２は、スタートアップ時に自動的にアクセスできるようになっている。

また、図２に示すように、本発明の実施の形態１における情報処理装置１００に備わるＣＰＵ冷却システム２００は、ＣＰＵ１１２を基幹部材として構成されている。既に背景技術において説明したように、本発明の実施の形態１における情報処理装置１００に備わるＣＰＵ冷却システム２００においても、半導体素子であるＣＰＵ１１２のパッケージ表面には、放熱面積を広げるための多数のフィンが形成されたヒートシンク２０１となる銅やアルミニウム等の熱導伝性に優れる金属製ブロック部材が接触配置され、このフィンを強制的に空冷するための冷却ファン２０３がヒートシンク２０１の上方に実装支持されている。そして、冷却ファン２０３の制御をするために、ＣＰＵ１１２等の発熱部材の温度を検知する温度センサが用いられ、制御部２０２に温度センサで検知された温度データ情報が伝えられる。ＣＰＵ１１２の温度センサには、ＣＰＵ１１２に接触させるかまたは、ＣＰＵ１１２の直近に配置される主センサとなる外部温度センサ２０４と、ＣＰＵ１１２に内蔵形成されている副センサである内部温度センサ２０５の２種類が用いられている（以下、外部温度センサ、内部温度センサをまとめて温度センサ２０４、２０５とも記す）。この両温度センサで検知された温度データ情報に基づいて冷却ファン２０３の制御を制御部２０２が行っている。以下、説明の簡略化のために温度センサとしては外部温度センサ２０４を使用した場合について述べる。すなわち、温度センサ２０４は、ＣＰＵ１１２の表面直近の温度データ情報を表す信号を制御部２０２に送り、制御部２０２は冷却ファン２０３を駆動し、必要とされるレベルでＣＰＵ１１２の冷却を行う。すなわち、制御部２０２は温度センサ２０４が検出したＣＰＵ１１２の表面温度が、上限温度を表す閾値レベルに達すると、冷却ファン２０３のスイッチをオンにするかまたは冷却ファン２０３の回転速度を上げるように冷却ファン２０３を制御しＣＰＵ冷却システム２００を作動させる。ＰＣ等の情報処理装置１００では、ＣＰＵ１１２の温度を定期的に監視し、冷却ファン２０３の回転数とＣＰＵ負荷を細かく制御している。

一方、上述したようにＢＩＯＳ−ＲＯＭ１２１に保存されているＰＯＳＴ処理の自己診断プログラムだけでＣＰＵ１１２の温度やＰＣのＣＰＵ冷却システムの異常あるいは故障を判断することはユーザにとって使い勝手が悪い。そのため、本発明の実施の形態１における情報処理装置１００には、ＰＯＳＴ処理の自己診断プログラムとは別にＣＰＵ冷却システム２００の異常や故障の有無を判定するための診断プログラムを備えている。この診断プログラムはＢＩＯＳ−ＲＯＭ１２１に追記保存して用いることも可能であるし、携帯型の半導体フラッシュメモリのほか、ＨＤＤやフレキシブルディスクドライブ（以下、「ＦＤＤ」と略記する）を始めとする不揮発性記憶手段１２６に保存して必要に応じて呼び出して用いることもできる。

本発明の実施の形態１における情報処理装置１００に備わるＣＰＵ冷却システム２００の異常や故障の有無を判定するための診断プログラムは基本診断処理プログラムおよび拡張診断処理プログラムからなっている。以下に、これらの診断プログラムの基礎となる構成および原理について、図３を用いて説明する。図３に示したグラフではＣＰＵ１１２に負荷をかけたときの発熱による温度変化を温度センサ２０４で検出して時間軸に対してプロットしている。

本発明の実施の形態１におけるＰＣ等の情報処理装置１００においては、電源投入直後のＢＩＯＳ処理中に、ユーザが特定キーを押すことによりＢＩＯＳ設定処理に入るが、上記特定キーとは別のキーを押すことによりＣＰＵ冷却システム２００の基本診断処理プログラムを立ち上げることができる。図３において、周囲環境温度がＴ_０で、時刻ｔ_０にユーザがＣＰＵ冷却システム２００の基本診断処理プログラムを立ち上げて開始させると、ＣＰＵ１１２は一定の負荷状態で所定の時間ｔ_ｄｉａｇの間駆動される。このとき、ＣＰＵ冷却システム２００の冷却ファン２０３は所定の回転数で動作するので、温度センサ２０４で検出されるＣＰＵ１１２の温度は、図３に曲線Ａで示したように変化して上昇し、温度Ｔ_１に到達する。時刻ｔ_１まで一定の負荷状態のＣＰＵ１１２の駆動状態が継続して、診断結果をディスプレイ１１６に表示し、ユーザに対処を促して基本診断処理プログラムは終了する。この後、ユーザがＢＩＯＳ設定処理を終了させて、ＢＩＯＳ処理を経てシステムを初期化し、ＯＳのプログラムを呼び出して起動させるために情報処理装置１００をリブートする。しかし、冷却ファンが故障して回転していなかったり、所定の回転数で動作していなかったりした場合には、図３に曲線Ｂで示したように変化して異常な高温値Ｔ_２まで上昇することが起こる。

したがって、ＣＰＵ冷却システム２００の基本診断処理プログラムは、ＣＰＵ１１２に一定の負荷がかかる状態における冷却ファン正常動作時の温度上昇データ（図３の曲線Ａ）を温度上昇基準データとしてあらかじめ不揮発性記憶手段１２６に記録保存しておき、実際の温度上昇データと比較することで、異常な温度上昇による冷却ファン２０３の故障を検出し、診断結果としてディスプレイ１１６に表示してユーザに知らせることができる。このとき、診断結果をディスプレイ１１６に表示するだけでなく、情報処理装置１００が内蔵するスピーカ（図示せず）を用いて、警報音を出力して、ユーザに対処を促したり、情報処理装置１００を強制的に停止処理するプログラムを動作させたりしてもよい。なお、上記温度上昇基準データはＢＩＯＳ−ＲＯＭ１２１にあらかじめ書き込んでおくようにしてもよい。また、温度上昇データはＣＰＵ１１２の周囲温度によって変化するので、周囲温度で補正するのが望ましい。温度上昇データを複数用意しておき、診断開始時の周囲環境温度Ｔ_０によって、上記複数の温度上昇データから１つを選択するようにしてもよい。

図４は本発明の実施の形態１における情報処理装置１００のＣＰＵ冷却システムの基本診断処理のプログラム動作手順の例を示すフローチャートである。図４を参照しながら、基本診断プログラムの処理手順を説明する。

まず、情報処理装置１００の電源をＯＮにすると（ステップＳ５０１）、情報処理装置１００がＢＩＯＳ−ＲＯＭ１２１に格納されたＰＯＳＴ処理を開始しＰＯＳＴ処理中に、ユーザは特定キーを押すことにより基本診断処理プログラムを立ち上げて開始させる（ステップＳ５０２）。ＣＰＵ冷却システム２００の基本診断処理プログラムにより、ＣＰＵ１１２は一定の負荷状態で所定の時間ｔ_ｄｉａｇの間駆動されるが、このとき、ＣＰＵ冷却システム２００の冷却ファン２０３は所定の回転数で動作するので、温度センサ２０４で検出されるＣＰＵ１１２の温度は、図３に曲線Ａで示したように変化して上昇し、温度Ｔ_１に到達する。時刻ｔ_１まで一定の負荷状態でＣＰＵ１１２の駆動が継続して、温度上昇データが測定され（ステップＳ５０３）、ディスプレイ１１６に表示される。次に、冷却ファン２０３が正常な場合の温度上昇基準データを不揮発性記憶手段１２６から読み出して（ステップＳ５０４）、ステップＳ５０３で測定された実際の温度上昇データと比較することでＣＰＵ１１２の温度の上昇が正常化どうかを判定する（ステップＳ５０５）。ＣＰＵ１１２の温度の上昇が正常と判定されると（Ｙｅｓの場合）、ここで、本発明の実施の形態１における情報処理装置１００に備わるＣＰＵ冷却システム２００の基本診断処理プログラムは終了する。この後、情報処理装置１００をリブートして、ＢＩＯＳ処理を開始し（ステップＳ５０７）、ＢＩＯＳ処理終了後にＯＳを起動する（ステップＳ５０８）。以後のステップＳ５０９〜ステップＳ５１１までの処理は、通常のＰＣ等の情報処理装置１００を稼動させるための処理手順であり、本発明の内容とは直接の関係がないので省略する。

一方、ステップＳ５０５においてＣＰＵ１１２の温度の上昇が正常ではないと判定されると（Ｎｏの場合）、ステップＳ５０６に移行し冷却ファン２０３の動作が異常である旨をディスプレイ等に表示後に、ステップＳ５１１の情報処理装置１００の電源を切断処理を行う。この電源を切断処理は手動で行ってもよいし、基本診断プログラムに自動的に行わせることも可能である。

なお、温度上昇基準データは、出荷時にあらかじめ記憶させておいてもよいし、初期設定時など、冷却ファン２０３が正常動作している間にユーザが登録するとしてもよい。例えば起動時の基本診断処理プログラムの一つの機能として、「温度上昇基準データの登録」メニューを用意しておく。ユーザがこのメニューを選択すると、所定の時間ＣＰＵに負荷をかける。そして負荷開始時の温度と所定時間経過までの温度変化が不揮発性記憶手段１２６に追記する。これにより実際の使用環境における正常動作時の温度上昇の基準データが登録できるので、より正確な故障診断を行うことができる。

（実施の形態２）
次に、図３に戻り、本発明の実施の形態２における情報処理装置１００に備わるＣＰＵ冷却システム２００の異常や故障の有無を判定するための拡張診断処理プログラムについて説明する。前述したように実施の形態１における基本診断処理プログラムはＯＳ起動前のＢＩＯＳ設定画面表示中のようなＣＰＵ１１２の負荷や温度がほぼ一定の条件での診断である。一方、実施の形態２における拡張診断処理プログラムはＯＳ起動後にユーザが種々のアプリケーションを利用して作業を開始後に行う診断である。ＰＣの場合は通常の家電機器等と異なり、ユーザの利用状況、すなわち利用するアプリケーションソフトによってＣＰＵ１１２の負荷が大きく変動する。したがって、ＯＳ起動後はＣＰＵ１１２の負荷と温度が時々刻々変化している。このような状況の中でも、冷却ファン２０３の異常を効率的にかつ精度よく診断するのが実施の形態２の拡張診断処理プログラムである。

ＣＰＵ冷却システム２００の拡張診断処理プログラムは、上述した基本診断処理プログラムと同様に、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１２１に追記保存して用いることも可能であるが、携帯型の半導体フラッシュメモリのほか、ＨＤＤやＦＤＤを始めとする不揮発性記憶手段１２６に保存して必要に応じて呼び出して用いることが基本である。ここでは、ＯＳ起動後に不揮発性記憶手段１２６に保存した拡張診断処理プログラムを呼び出して立ち上げ、ＣＰＵ冷却システム２００の拡張診断処理を行う場合の例を説明する。

拡張診断処理プログラムの起動は、ユーザの作業を極力妨げず、かつＣＰＵ１１２の負荷が安定している状態で行う必要がある。したがって情報処理装置１００のアイドル動作時、スクリーンセーバ開始時等のタイミングでＣＰＵ１１２の温度が一定温度Ｔ_３に保持され、負荷が一定の状態が望ましい。あるいは、定期的なタイミングを設定したり、前回のチェック日時に基づいて設定したりして実施することができる。また、緊急時等にはユーザが特定のキーを操作することにより、アプリケーションを強制終了し、拡張診断処理プログラムを起動することも可能である。

ＣＰＵ１１２の温度が一定温度Ｔ_３に保持されている状態で、時刻ｔ_３にユーザがＣＰＵ冷却システム２００の拡張診断処理プログラムを立ち上げて開始させると、ＣＰＵ１１２は所定の負荷をかけた状態で所定の時間ｔ_{ｅｘ−ｄｉａｇ}の間駆動される。このとき、温度センサ２０４で検出されるＣＰＵ１１２の温度は、ほぼリニアな関係からなる固有の負荷曲線に基づいて温度上昇するが、冷却ファン２０３に異常や故障がない場合には、温度上昇が飽和して、図３の曲線Ｃのような変化を示して上昇し、飽和温度Ｔ_４に到達する。一方、冷却ファン２０３が故障して停止していたり、所定の回転数で動作していなかったりした場合には、図３に曲線Ｄで示したように、飽和温度Ｔ_４を越えて上昇し続けて時刻ｔ_４で異常な高温値Ｔ_５まで到達することになる。このような動作原理に基づいて、拡張診断処理プログラムは、冷却ファン２０３を所定の回転数で回転させておいてＣＰＵ１１２に所定の負荷をかけてその温度上昇を測定し、ＣＰＵ冷却システム２００の故障や異常の有無を判定する。最後に、診断結果をディスプレイ１１６に表示し、ユーザに注意喚起するとともに対処を促して拡張診断処理プログラムが終了する。

したがって、ＣＰＵ冷却システム２００の拡張診断処理プログラムにおいても、ＣＰＵ１１２に所定の負荷がかかる状態における冷却ファン正常動作時の温度上昇データ（図３の曲線Ｃ）をあらかじめ記録保存しておき、実際の温度上昇データの状態と比較することで、異常な温度上昇による冷却ファンの故障を検出し、診断結果をディスプレイ１１６に表示してユーザに知らせることができる。このとき、診断結果をディスプレイ１１６に表示するだけでなく、情報処理装置１００が内蔵するスピーカ（図示せず）を用いて、警報音を出力して、ユーザに注意喚起するとともに対処を促したり、情報処理装置１００を自動的に停止処理するプログラムを動作させたりしてもよい。

また、本発明の実施の形態２におけるＰＣ等の情報処理装置１００に備わるＣＰＵ冷却システム２００の拡張診断処理プログラムにおいては、複数の動作モードを用意しておき、診断に最適な動作モードを選択するのが望ましい。拡張診断の場合は、実施の形態１の基本診断時と同様に周囲環境温度の影響もあるがＰＣの利用状況（利用するアプリケーション）によりＣＰＵ１１２の負荷が大きく変動するために拡張診断開始時のＣＰＵ１１２の温度に大きな差がある。そこで拡張診断開始時のＣＰＵ１１２の温度に基づいてこの動作モードを選択するようにしている。拡張診断時のＣＰＵ１１２の温度が高温のときはＣＰＵ１１２にかける負荷を低くし、ＣＰＵ１１２の温度が低温のときはＣＰＵ１１２にかける負荷を高くすることが基本である。なお、ＣＰＵ１１２にかける負荷を高くする場合は、それに応じて冷却ファンを高回転にしてもよい。このようにすることにより、拡張診断時にＣＰＵ１１２の過剰な温度上昇を防止するとともに、診断時間の短縮または診断結果の精度向上をはかり効率のよい診断を可能としている。

そして拡張診断の診断方法そのものは、基本診断の診断方法と同じであり、各動作モードに対応する冷却ファン２０３が正常に動作した場合のＣＰＵ１１２の温度上昇データをあらかじめ記憶しておき、この温度上昇データと拡張診断時に取得した温度上昇データとを比較することによって冷却ファン２０３の動作異常を診断する。

図５に本発明の実施の形態２における情報処理装置１００に備わるＣＰＵ冷却システム２００の拡張診断処理プログラム用データテーブルの例を示す。図５に示すように、拡張診断では低負荷動作モード、通常負荷動作モードおよび高負荷動作モードの３つの動作モードを備えている。図５には、上記３つの動作モードそれぞれに対するファン回転数、ＣＰＵ負荷、ＣＰＵ動作時間という３種類のパラメータのデータの例を示している。

まず図５において、例えば、低負荷動作モードでは、ファン回転数１２００ＲＰＭ、ＣＰＵ負荷１０％、ＣＰＵ動作時間１５０秒という一定の負荷状態でＣＰＵ１１２を駆動させて拡張診断処理プログラムを実施する。通常負荷動作モードでは、ファン回転数１２００ＲＰＭ、ＣＰＵ負荷２５％、ＣＰＵ動作時間１００秒という一定の負荷状態でＣＰＵ１１２を駆動させて拡張診断処理プログラムを実施する。さらに、高負荷動作モードでは、ファン回転数１８００ＲＰＭ、ＣＰＵ負荷５０％、ＣＰＵ動作時間５０秒という一定の負荷状態でＣＰＵ１１２を駆動させて拡張診断処理プログラムを実施する。

拡張診断開始時のＣＰＵ１１２の温度と上記３つの動作モードとの関係は下記の通りである。すなわち、ＣＰＵ１１２の温度が高温（例えば７０℃以上）の場合は、冷却ファン２０３が異常状態の場合に、ＣＰＵに急激に高負荷をかけ過ぎると温度破壊する可能性があるので、ＣＰＵ負荷を低く抑えた低負荷動作モードを選択する。一方、ＣＰＵ１１２の温度が低温（例えば３０℃以下）の場合は、診断時間を速めるために高負荷をかけて、それに応じて冷却ファン２０３の回転数も高回転に設定する。これにより、動作時間を短縮できる。ＣＰＵ１１２の温度が通常（例えば３０℃〜７０℃）の場合は、上記２つのケースの間の値を設定する。これらの拡張診断処理プログラム用データテーブルを診断処理プログラムのメモリ領域に記録保存して拡張診断処理実行中に呼び出し、ＣＰＵ１１２に所定の負荷がかかるように動作設定する。

なお、上述した一定の負荷の量とは、冷却ファン２０３が正常に回転していればＣＰＵ１１２の発熱による温度上昇が停止、若しくは温度が下降する程度に設定することが好ましい。また、図５に示した各パラメータの値は一つの例であって、ＣＰＵ１１２や冷却ファンの能力、ＣＰＵ冷却システム等によって最適な値を選定すればよい。

さらに、図５のようなデータテーブルではなく、ファン回転数、ＣＰＵ負荷、ＣＰＵ動作時間を考慮して図３における曲線Ｃを表すような論理式を求め、これを拡張診断処理プログラムに記憶させておけば、より詳しく診断処理を行うことが可能になる。また診断開始時の温度の影響を補正する方法については実施の形態１と同様な方法を用いればよい。

図６は本発明の実施の形態２における情報処理装置１００のＣＰＵ冷却システム２００の拡張診断処理プログラムの動作手順の例を示すフローチャートである。図６を参照しながら、拡張診断処理プログラムの処理手順を説明する。ここでは、上述した拡張診断処理プログラムの内容の説明の場合と同様に、ＯＳ起動後に不揮発性記憶手段１２６に保存した拡張診断処理プログラムを呼び出して立ち上げ、ＣＰＵ冷却システム２００の拡張診断処理を行う場合の処理手順の例を説明する。

まず、アイドル時やスクリーンセーバ動作時のようなＣＰＵ１１２の負荷が一定に保持されている状態で、ユーザはＣＰＵ冷却システム２００の拡張診断処理プログラムを立ち上げ、開始させる（ステップＳ７００）。次に、その時点でのＣＰＵ１１２の温度Ｔ_３を読み取り記録する（ステップＳ７０１）。続いて、例えば、図５に例示した中から診断におけるＣＰＵ動作モードを診断開始時のＣＰＵ１１２の温度Ｔ_３に基づいて適宜選択し、診断処理を開始する（ステップＳ７０２）。ＣＰＵ冷却システム２００の拡張診断処理プログラムにより、ＣＰＵ１１２は所定の負荷をかけた状態で所定の時間ｔ_{ｅｘ−ｄｉａｇ}の間駆動される。そして、ステップＳ７０３において選択された動作モードでのＣＰＵ１１２の実際の温度上昇データが測定され、ディスプレイ１１６に表示される。次に、実施の形態１と同様に冷却ファン２０３が正常な場合の温度上昇基準データを不揮発性記憶手段１２６から読み出し（ステップＳ７０４）、ステップＳ７０３で測定された実際の温度上昇データと比較することで、ＣＰＵ１１２の温度の上昇が正常化どうかを判定する（ステップＳ７０５）。これら一連の手順は、実施の形態１とほぼ同様であるが、異なる点は不揮発性記憶手段１２６にはあらかじめ設定した複数の動作モードごとに異なる温度上昇基準データが記憶されている点である。ＣＰＵ１１２の温度の上昇が正常と判定されると（Ｙｅｓの場合）、拡張診断処理プログラムは終了する（ステップＳ７０７）。なお、図６には示していないが、さらに診断精度を上げるために図５に例示したような診断におけるＣＰＵ動作モードのほかの例を選択して、拡張診断処理（ステップＳ７０２〜ステップＳ７０６）を繰り返すこともできる。

以後のステップＳ７０８〜ステップＳ７１０までの処理は、通常のＰＣ等の情報処理装置１００を稼動させるための処理手順であり、本発明の内容とは直接の関係がなく、説明を省略する。一方、ステップＳ７０５においてＣＰＵ１１２の温度の上昇が正常ではないと判定されると（Ｎｏの場合）、ステップＳ７０６に移行し冷却ファン２０３の動作が異常である旨をディスプレイ等に表示後に、ステップＳ７１０の情報処理装置１００の電源切断処理を行う。この電源切断処理は手動で行ってもよいし、拡張診断プログラムに強制切断を実行させることも可能である。

以上説明したように、本発明の実施の形態における情報処理装置１００では、回転数のフィードバック機能のない冷却ファンを用いても、特別の回路を追加することなしにＣＰＵ冷却システムの異常あるいは故障の検出することが可能であり、情報処理装置の製品価格の上昇を抑えることができる。

なお、上記実施の形態では冷却ファン２０３が異常あるいは故障状態にあると判定された場合に、情報処理装置１００の電源を切断する処理の例を説明したが、「スロットリング」といわれる、ＣＰＵの駆動周波数を下げた状態で使用する処理を行うことも可能である。「スロットリング」は冷却ファンが異常であったり故障したりしているときでも、冷却ファンを修理するまでのしばらくの間、情報処理装置１００を安全に使用するのに有効である。なお、「スロットリング」処理には、ＣＰＵ１１２の負荷にブレーキをかける機能であって、例えば、ＣＰＵ１１２の温度が４０℃になると冷却ファンの回転を開始したり、ＣＰＵ１１２の温度が使用上限である１０５℃まで上昇したときに強制シャットダウン処理をしたりする等の機能が含まれる。

また、上記実施の形態では冷却ファン２０３の異常または故障を検出し、診断結果としてディスプレイ１１６にメッセージ表示たり、情報処理装置１００が内蔵するスピーカを用いて警報音を出力したりしてユーザ修理を促したり、また、メッセージ表示に加えて情報処理装置１００を自動的に強制停止処理するプログラムを動作させたりするユーザへの注意を促す手段を発動する例を説明したが、これらのほかに、不揮発性メモリに故障検知フラグを立てて、情報処理装置１００を次回起動するときにメッセージを表示するようにしてもよい。

なお、実施の形態１で述べたように、温度上昇基準データはユーザが登録するとしてもよい。例えばＯＳ起動後、ユーザが所定のキーを操作した場合、所定の時間ＣＰＵ１１２に負荷をかける。そして負荷開始時の温度と所定時間経過までの温度変化を不揮発性記憶手段１２６に追記する。これにより実際の使用環境における正常動作時の温度上昇の基準データが登録できるので、より正確な故障診断を行うことができる。

本発明は、ノート型ＰＣのみならず情報処理装置一般に幅広く適用可能である。

本発明の実施の形態における情報処理装置の構成を概略的に示すブロック図 図１に示した情報処理装置のＣＰＵのためのＣＰＵ冷却システムの構成を概略的に示すブロック図 本発明の実施の形態における情報処理装置に備わるＣＰＵ冷却システムの診断プログラム動作時のＣＰＵ温度の時間変化を簡易的に示した図 本発明の実施の形態１における情報処理装置のＣＰＵ冷却システムの基本診断処理プログラムの動作手順の例を示すフローチャート 本発明の実施の形態２における情報処理装置に備わるＣＰＵ冷却システムの拡張診断処理用データテーブルの例を示す図 本発明の実施の形態２におけるＰＣ等の情報処理装置のＣＰＵ冷却システムの拡張診断処理プログラムの動作手順の例を示すフローチャート 従来の情報処理装置のＣＰＵ等の冷却システムの構成および処理手順を概略的に示す図

符号の説明

１００ 情報処理装置
１１２，８０１ ＣＰＵ
１１４ グラフィックスコントローラ
１１６ ディスプレイ
１１８ システムバス
１２０ システムメモリ
１２１ ＢＩＯＳ−ＲＯＭ
１２２ 入出力バスブリッジ
１２４ 入出力バス
１２６ 不揮発性記憶手段
１２８ 入出力装置
２００ ＣＰＵ冷却システム
２０１ ヒートシンク
２０２ 制御部
２０３ 冷却ファン
２０４ 外部温度センサ
２０５ 内部温度センサ
８０３ ＣＰＵ ＦＡＮコントローラ
８０４ ＣＰＵ ＦＡＮ

Claims (7)

1. ＣＰＵと前記ＣＰＵを冷却するＣＰＵ用冷却ファンとを有し、前記ＣＰＵ用冷却ファンの故障診断機能を備えた情報処理装置であって、
   電源投入後でＯＳ起動前において前記ＣＰＵに一定の負荷がかかる所定期間に前記ＣＰＵ用冷却ファンを所定の回転数で回転させたときの前記ＣＰＵの温度上昇データを測定する温度センサと、
   前記ＣＰＵ用冷却ファンが正常な場合の前記ＣＰＵの前記所定期間における温度上昇基準データを記憶する記憶手段とを備え、
   前記記憶手段から読み出された前記温度上昇基準データと前記温度センサで測定された温度上昇測定データとを比較して、その差が所定値以上の場合、前記ＣＰＵ用冷却ファンが故障であると診断する情報処理装置。
2. ＣＰＵと前記ＣＰＵを冷却するＣＰＵ用冷却ファンとを有し、前記ＣＰＵ用冷却ファンの故障診断機能を備えた情報処理装置であって、
   ＯＳ起動後に診断を開始し、前記診断を開始した時点での前記ＣＰＵの温度を測定する温度センサと、
   前記診断を開始した時点での前記ＣＰＵの温度に応じて前記ＣＰＵの動作モードを選択する手段と、
   前記動作モードで前記ＣＰＵを所定時間動作させて前記ＣＰＵの温度上昇データを前記温度センサにより測定する手段と、
   前記ＣＰＵ用冷却ファンが正常な場合の前記動作モードにおける前記ＣＰＵの温度上昇基準データを記憶する記憶手段とを備え、
   前記記憶手段から読み出された前記温度上昇基準データと前記温度センサで測定された温度上昇測定データとを比較して、その差が所定値以上の場合、前記ＣＰＵ用冷却ファンが故障であると診断する情報処理装置。
3. 前記動作モードは、前記ＣＰＵ用冷却ファンの回転数、前記ＣＰＵの負荷および動作時間のうち少なくとも１つをそのパラメータとして持つ請求項２記載の情報処理装置。
4. 前記動作モードは、前記ＣＰＵ用冷却ファンの回転数および前記ＣＰＵの負荷が所定よりも小さい低負荷動作モードと、前記ＣＰＵ用冷却ファンの回転数および前記ＣＰＵの負荷が所定よりも大きい高負荷動作モードとを少なくとも備え、前記診断を開始した時点での前記ＣＰＵの温度が所定よりも低い場合は前記高負荷動作モードを、前記診断を開始した時点での前記ＣＰＵの温度が所定よりも高い場合は前記低負荷動作モードを選択する請求項２記載の情報処理装置。
5. ＯＳ起動後の診断は、アイドリング期間またはスクリーンセーバ動作期間に開始する請求項２記載の情報処理装置。
6. 情報処理装置に搭載されたＣＰＵを冷却するＣＰＵ用冷却ファンの故障診断方法であって、
   前記情報処理装置の電源投入後でＯＳ起動前において前記ＣＰＵに一定の負荷がかかる所定期間に前記ＣＰＵ用冷却ファンを所定の回転数で回転させて前記ＣＰＵの温度上昇データを温度センサにより測定するステップと、
   前記ＣＰＵ用冷却ファンが正常な場合の前記ＣＰＵの前記所定期間における温度上昇基準データを記憶手段から読み出すステップと、
   前記記憶手段から読み出された前記温度上昇基準データと前記温度センサで測定された温度上昇測定データとを比較して、その差が所定値以上の場合、前記ＣＰＵ用冷却ファンが故障であると診断するステップとを有する情報処理装置のＣＰＵ用冷却ファンの故障診断方法。
7. 情報処理装置に搭載されたＣＰＵを冷却するＣＰＵ用冷却ファンの故障診断方法であって、
   前記情報処理装置のＯＳ起動後において前記ＣＰＵに一定の負荷がかかる所定期間に診断を開始するステップと、
   前記診断を開始した時点での前記ＣＰＵの温度を温度センサにより測定するステップと、
   前記診断を開始した時点での前記ＣＰＵの温度に応じて前記ＣＰＵの動作モードを選択するステップと、
   前記動作モードで前記ＣＰＵを所定時間動作させて前記ＣＰＵの温度上昇データを前記温度センサにより測定するステップと、
   前記ＣＰＵ用冷却ファンが正常な場合の前記動作モードにおける前記ＣＰＵの温度上昇基準データを記憶手段から読み出すステップと、
   前記記憶手段から読み出された前記温度上昇基準データと前記温度センサで測定された温度上昇測定データとを比較して、その差が所定値以上の場合、前記ＣＰＵ用冷却ファンが故障であると診断するステップとを有する情報処理装置のＣＰＵ用冷却ファンの故障診断方法。

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