JP6073613B2 - 電子装置、ならびに電子装置の温度制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、装置内部を空冷する電子装置、ならびに電子装置の温度制御方法に関する。
一般に、電子装置は、薄型化、軽量化、小型化が要求されるため、電子部品は、装置内部に高密度に配置されて使用される。このため、電子部品の使用温度の上限を超えないように送風ファンの冷却能力(回転数)、数量、位置などが設計され、図7に示すように、電子装置内部の温度は、電子部品の使用温度の上限を超えない所定の温度で安定する。また、電子部品の温度上昇を緩やかにするなどの目的で、図5に示すように、装置内部などの温度に応じて段階的に送風ファンの回転数を変化させて、温度制御している。
図8は、電子装置内部の温度が安定している部分(図7のA)の詳細な温度推移である。
実線は温度センサが読み取った温度である測定温度の温度推移であり、破線Bは通常使用状態において測定温度が超えると、送風ファンの回転数が最大となるように設定された温度の閾値である(以下、閾値温度Bと記述)。
電子装置内部の測定温度が、閾値温度Bを超えると、送風ファンの回転数が増加し温度が下降する(D1)。閾値温度Bを下回ると、送風ファンの回転数が減少し温度が上昇する(D2)。再び、閾値温度Bを超えると、送風ファンの回転数が増加し温度が下降する(D3)。これを繰り返すことで、電子部品の使用温度の上限が超えないように、電子装置内部の使用時の上限温度を安定させている。
一般的な温度制御方法は、装置内に温度センサを取り付け、温度センサからの、常時もしくは一定周期での温度情報によりファンの回転数を制御する方法であり、その一例が特許文献1に開示されている。
特許文献1は、温度センサからの温度情報に基づいて、制御電圧を生成し、その制御電圧により冷却用ファンの回転数を制御する装置、および冷却方法を開示している。
しかし、特許文献1の装置は、常時または一定周期で動作しているため、温度が安定した場合でも、回転数制御部が動作するため、不要な電力を消費したり、動作により回転数制御部が発熱したり、などの課題があった。
この課題の改善策の1つとして、特許文献2は、温度センサからの温度情報により測定間隔を可変させる方法を記載している。
特許文献2は、温度センサによって測定された温度が所定の温度範囲にある場合に、測定された温度と、その1つ前に測定された温度と、を比較し、その温度上昇幅が小さい場合に、測定時間の間隔を長く、温度上昇幅が大きい場合に、測定時間の間隔を短く、設定し、測定された温度が所定の温度範囲より大きい場合に、ファンの回転数を最大にするプロジェクタを開示している。
特開2008−042597 特開2009−069459
しかしながら、前述の特許文献1の課題を改善した特許文献2では、測定された温度と、その1つ前に測定された温度と、を比較し、その温度上昇幅が小さい場合に、測定時間の間隔を長くしているため、電子装置内部の測定温度が安定した状態において、測定間隔(図8のt2)が長くなり、送風ファンの回転数が最大となるように動作させる測定温度(図8のD3)が高くなる課題があった。
そのため、本発明の目的は、送風ファンによる温度制御が、より効率的に、より安定的にできる電子装置、ならびに電子装置の温度制御方法を提供することにある。
本発明の電子装置は、送風ファンと、少なくとも、1つの温度測定部と、前記温度測定部が測定した測定温度に基づいて、前記送風ファンの回転数を制御し、装置内部の温度を制御する温度制御部と、を備える電子装置において、前記温度制御部は、少なくとも、所定の時間間隔で測定された複数の測定温度であって、最新の測定温度から時系列順に過去複数の測定温度を記憶し、また、温度測定部毎の正常温度範囲を記憶し、記憶している前記複数の測定温度および前記最新の測定温度に基づき、温度上昇傾向の有無を判断し、温度上昇傾向ありと判断した場合には、温度測定の時間間隔を現在の温度測定時間間隔より短くし、温度上昇傾向なしと判断した場合には、前記複数の測定温度および前記最新の測定温度が、前記正常温度範囲内であるか否かを判定し、前記測定温度が全て正常温度範囲内の場合には、温度測定時間間隔を現在の温度測定時間間隔より長くし、それ以外の場合には、前記温度測定時間間隔を変更しないことを特徴とする。
また、本発明の電子装置の温度制御方法は、送風ファンと、少なくとも、1つの温度測定部と、前記温度測定部が測定した測定温度に基づいて、前記送風ファンの回転数を制御し、装置内部の温度を制御する、電子装置の温度制御方法において、少なくとも、所定の時間間隔で測定された複数の測定温度であって、最新の測定温度から時系列順に過去複数の測定温度を記憶し、温度測定部毎の正常温度範囲を記憶し、記憶している前記複数の測定温度および前記最新の測定温度に基づき、温度上昇傾向の有無を判断し、温度上昇傾向ありと判断した場合には、温度測定の時間間隔を現在の温度測定時間間隔より短くし、温度上昇傾向なしと判断した場合には、前記複数の測定温度および前記最新の測定温度が、前記正常温度範囲内であるか否かを判定し、前記測定温度が全て正常温度範囲内の場合には、温度測定時間間隔を現在の温度測定時間間隔より長くし、それ以外の場合には、前記温度測定時間間隔を変更しないことを特徴とする。
本発明によれば、電子装置における送風ファンによる温度制御が、より効率的に、より安定的にできる。
本発明の実施形態である電子装置100の構成を示すブロック図である。 BMC200内の温度制御部210の構成を示すブロック図である。 温度制御部210の測定間隔の制御処理を示すフローチャートである。 温度制御部210の送風ファンの回転数の制御処理を示すフローチャートである。 温度範囲と回転数の関係の一例を示す図である。 レベルと測定間隔の関係を示す図である。 電子装置内部の温度推移を示す図である。 電子装置内部の温度推移の詳細を示す図である。
本発明の第1の実施形態について、図を参照して説明する。
図1は本発明の実施形態である電子装置100の構成を示すブロック図である。
電子装置100は、装置内の温度制御のための構成要素として送風ファンの回転数により装置内の温度を制御するBMC(Baseboard Management Controller)200と、装置内に空気を送り込む送風ファン300(300A〜300D)と、設置場所の温度を読み取る温度センサ600(600A〜600Gおよび600L〜600M)と、を有する。
図1の例では、このほかに、電子装置100を制御するプロセッサ400(400A、400B)と、データや信号などを記憶するメモリ500(500A〜500D)と、信号の伝達経路である信号回路700と、を備える。また、温度センサ600は、温度を監視する必要がある部品やその近傍に設置されたり、BMC200およびプロセッサ400ならびにメモリ500に予め内蔵される。また、温度センサ600は、各温度センサを一意とするセンサコードが割り振られ、BMC200の温度センサ読取部212に記憶されている。
図2は、BMC200内の温度制御部210の構成例を示すブロック図である。
BMC200の温度制御部210は、各センサコードと、センサコード毎の読取時刻と、を記憶する読取時刻記憶部211と、各センサコードに応じた温度センサの温度を読み取る温度センサ読取部212と、センサコード毎のファン回転数と、現在のファン回転数を記憶し、送風ファンのファン回転数を制御する回転数制御部213と、読み取った温度である測定温度を、センサコード毎に最新の測定温度から時系列順に過去複数回の測定温度を記憶する測定温度記憶部214と、温度センサの読取時間間隔である測定間隔をセンサコード毎に記憶し、測定間隔を制御する測定間隔判定部215と、を備える。
温度制御部210における温度センサの測定間隔の制御処理について説明する。
図3は、温度制御部210における温度センサの測定間隔の制御処理例を示すフローチャートである。
読取時刻記憶部211は、センサコード毎に読取時刻を記憶し、記憶している読取時刻となると、当該センサコードに処理中のフラグを付け、当該センサコードを、温度センサ読取部212および測定温度記憶部214に送信する(ステップS101)。
温度センサ読取部212は、温度センサとセンサコードを関連付けて記憶し、センサコードを受信すると、当該センサコードの温度センサの温度を読み取り、少なくとも、読み取った測定温度を、当該センサコードとともに回転数制御部213および測定間隔判定部215に送信する(ステップS102)。
測定温度記憶部214は、センサコード毎の過去5回の測定温度を時系列順に記憶し、センサコードを受信すると、当該センサコードの過去5回の測定温度を、測定間隔判定部215へ送信する(ステップS103)。なお、記憶する測定温度は過去5回に限定しない。
測定間隔判定部215は、センサコード毎の正常温度範囲を記憶し、最新の測定温度と、過去5回の測定温度と、を受信し、温度上昇傾向を判断する(ステップS104)。温度上昇傾向がある場合には、測定間隔判定部215は、当該センサコードの次回の測定間隔を短くする(ステップS105)。一例として、測定間隔を5秒とする。
ここで、温度上昇傾向は、次の3つのいずれかにおいて、判断し、該当する場合に、温度上昇傾向があると判断する。第1に、最新の測定温度が装置内部温度の正常温度範囲の上限(以下、正常値上限と記述)を超えている場合である。第2に、最新の測定温度および過去5回の測定温度において、時間経過とともに単調に温度上昇している場合である。第3に、最新の測定温度および過去5回の測定温度における、時間と、測定温度と、に、時間経過とともに温度が上昇していることを示す正の相関関係がある場合である。
温度上昇傾向がない場合には、測定間隔判定部215は、最新の測定温度および過去5回の測定温度が正常値上限以下であることを判断する(ステップS106)。全ての測定温度が正常値上限以下である場合には、測定間隔判定部215は、当該センサコードの測定間隔を長くする(ステップS107)。一例として、測定間隔を15秒とする。これら以外の場合には、測定間隔判定部215は、当該センサコードの測定間隔を初期値に戻す(ステップS108)。一例として、測定間隔の初期値を10秒とする。
測定間隔判定部215は、当該センサコードおよび測定間隔を読取時刻記憶部211に送信するともに、最新の測定温度および過去直近4回の温度温度からなる、新たな過去5回の測定温度を、当該センサコードとともに測定温度記憶部214に送信する(S109)。
読取時刻記憶部211は、測定間隔を受信すると、測定間隔により、次回の読取時刻を算出し、記憶して、当該センサコードの処理中のフラグを外す(S110)。なお、測定間隔をタイマーの時間とし、次回の読取時間を設定するとしてもよい。
測定温度記憶部214は、過去5回の測定温度を受信すると、当該センサコードの過去5回の測定温度として記憶する(S111)。
次に温度制御部210における送風ファンの回転数の制御処理について説明する。
図4は、温度制御部210の送風ファンの回転数の制御処理例を示すフローチャートである。
回転数制御部213は、現在のファンの回転数と、センサコード毎の送風ファンの回転数を記憶し、測定温度を受信すると、回転数を算出し、当該センサコードの回転数として記憶する(ステップS201)。
記憶している回転数の最大値を抽出し、現在の送風ファンの回転数と比較する(ステップS202)。回転数が異なる場合、回転数制御部213は、当該の回転数を新たな送風ファンの回転数として記憶し、当該回転数に送風ファンの回転数を変更する(ステップS203)。
回転数が同じ場合、回転数制御部213は、処理を終了する。
次に送風ファンの回転数の算出について説明する。
図5は、測定温度と送風ファンの回転数の関係を示す図であり、予め測定温度によりファンの回転数が段階的に設定されていて、測定温度に合った回転数が決定される。
この送風ファンの回転数の算出は、一例であり、この他にも送風ファンの回転数を算出する手段は多様にあるので、説明は省略する。
以上のように、最新の測定温度および過去5回の測定温度などの、過去複数回の温度により温度上昇を判断することで、温度センサの測定精度や突発的な誤測定などによる影響を抑制することができ、電子装置内部の温度が安定した高温状態において、測定間隔が長くならず、電子部品の温度をより安定させることができる。また、全ての測定温度が正常値上限以下の場合は、測定間隔を長くし、不要な温度制御を避けることができる。
したがって、電子装置の送風ファンによる温度制御を、より効率的に、より安定的に行うことができる。
また、測定間隔は、図6に示すように、例えば、測定間隔を時間間隔に応じてレベル1〜5に分け、ステップS105、S107において、1段階ずつ変化させてもよい。
以上のように、測定間隔を更に多段階に分けることで、より安定した温度制御とすることができる。
100 電子装置
200 BMC
300A〜300D 送風ファン
400A、400B プロセッサ
500A〜500D メモリ
600A〜600G、600L〜600N 温度センサ
700 信号回路

Claims (8)

  1. 送風ファンと、
    少なくとも1つの温度測定部と、
    前記温度測定部が測定した測定温度に基づいて、前記送風ファンの回転数を制御し、装置内部の温度を制御する温度制御部と、を備える電子装置において、
    前記温度制御部は、少なくとも、所定の時間間隔で測定された複数の測定温度であって、最新の測定温度から時系列順に過去複数の測定温度を記憶し、また、温度測定部毎の正常温度範囲を記憶し、記憶している前記複数の測定温度および前記最新の測定温度に基づき、温度上昇傾向の有無を判断し、温度上昇傾向ありと判断した場合には、温度測定の時間間隔を現在の温度測定時間間隔より短くし、温度上昇傾向なしと判断した場合には、前記複数の測定温度および前記最新の測定温度が、前記正常温度範囲内であるか否かを判定し、前記測定温度が全て正常温度範囲内の場合には、温度測定時間間隔を現在の温度測定時間間隔より長くし、それ以外の場合には、前記温度測定時間間隔を変更しないことを特徴とする電子装置。
  2. 最新の前記測定温度が正常温度範囲より高い場合に、温度上昇傾向ありと判断する請求項1に記載の電子装置。
  3. 記憶している前記複数の測定温度および前記最新の測定温度が単調に増加している場合に、温度上昇傾向ありと判断する請求項1に記載の電子装置。
  4. 記憶している前記複数の測定温度および前記最新の測定温度が時間に対して正の相関関係がある場合に温度上昇傾向ありと判断する請求項1に記載の電子装置。
  5. 送風ファンと、
    少なくとも1つの温度測定部と、
    前記温度測定部が測定した測定温度に基づいて、前記送風ファンの回転数を制御し、装置内部の温度を制御する、電子装置の温度制御方法において、
    少なくとも、所定の時間間隔で測定された複数の測定温度であって、最新の測定温度から時系列順に過去複数の測定温度を記憶し、
    温度測定部毎の正常温度範囲を記憶し、記憶している前記複数の測定温度および前記最新の測定温度に基づき、温度上昇傾向の有無を判断し、
    温度上昇傾向ありと判断した場合には、温度測定の時間間隔を現在の温度測定時間間隔より短くし、温度上昇傾向なしと判断した場合には、前記複数の測定温度および前記最新の測定温度が、前記正常温度範囲内であるか否かを判定し、前記測定温度が全て正常温度範囲内の場合には、温度測定時間間隔を現在の温度測定時間間隔より長くし、それ以外の場合には、前記温度測定時間間隔を変更しないことを特徴とする電子装置の温度制御方法。
  6. 最新の前記測定温度が正常温度範囲より高い場合に、温度上昇傾向ありと判断する請求項5に記載の電子装置の温度制御方法。
  7. 記憶している前記複数の測定温度および前記最新の測定温度が単調に増加している場合に、温度上昇傾向ありと判断する請求項5に記載の電子装置内部の温度制御方法。
  8. 記憶している前記複数の測定温度および前記最新の測定温度が時間に対して正の相関関係がある場合に温度上昇傾向ありと判断する請求項5に記載の電子装置の温度制御方法。
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