JP6628311B2 - ファン制御装置、冷却ファン・システム、コンピュータ装置、ファン制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ファン制御装置、冷却ファン・システム、コンピュータ装置、ファン制御方法及びプログラムに関する。

コンピュータ装置の筐体には、コンピュータ装置が備えるデバイスの発熱による温度上昇を抑えるために冷却ファンが設けられている。一般的な方法として、例えば、次のような方法で冷却ファンの動作を制御している。（１）コンピュータ装置内のデバイスに温度センサを取り付けて温度を監視し、冷却ファンの回転数を制御にする。（２）デバイスに対する吸気温度を監視し、吸気温度に基づいて冷却ファンの回転数を制御する。（３）吸気温度に加え、デバイスの電流値(電力値)を監視し、デバイスの温度状況を推定し、吸気温度と電流値によって回転数の制御を行う。

例えば、特許文献１には、コンピュータ装置内の温度、装置内に備えられた第１のデバイスの温度、第２のデバイスの温度と、それら３つの温度と冷却ファンの回転数の関係を定めたテーブルから、冷却ファンの回転数を決定し、決定した回転数で冷却ファンを回転させる技術が記載されている。

また、例えば、特許文献２には、バッテリが搭載されたシステムボードの冷却ファンについて、そのバッテリが充電中か否かによって、冷却ファンの稼働状態（回転数）を変更し、充電中におけるバッテリの発熱による筐体内の温度上昇を防止する技術が記載されている。

特開２０１０−２１１２６９号公報 特開２０１１−１８６５１５号公報

しかし、上述した（１）〜（３）に記載の方法には、次のような課題が存在する。例えば、（１）の場合、温度センサの取り付けができないデバイスについては、最適な制御ができない可能性がある。（２）の場合、デバイス内の実際の温度状況は不明のためワーストケース(デバイスが最大電力で動作する状況)を想定した過剰な回転数で回転させる可能性が高くなる。（３）の場合、デバイスが例えばアドインカードであり、アドインカードに複数のデバイスが含まれている場合、各デバイスで温度状況が異なり、各デバイスに対する適切な制御を行うことができないという可能性がある。特許文献１についても同様である。また、特許文献２の方法については、冷却対象がバッテッリに限られており、一般的なデバイスの冷却に対して応用することは難しい。

そこでこの発明は、上述した課題を解決するファン制御装置、冷却ファン・システム、コンピュータ装置、ファン制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。

本発明は、デバイスを冷却する空気の流れにおける前記デバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて前記デバイスを冷却するファンの回転数を決定するファン回転数決定部と、前記空気の流れに沿って配置された２つのデバイスのうち下流側に配置されたデバイスにとっての上流側の温度を、前記２つのデバイスのうち上流側に配置されたデバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて推定する温度推定部と、を備え、前記温度推定部は、装置の筐体内に設けられた温度センサが測定した温度情報と、前記装置の筐体内に設けられた複数のデバイスのうち前記温度センサより下流に配置された第一デバイスの使用率と、を取得して前記第一デバイスの下流側の温度を推定し、
前記ファン回転数決定部は、前記温度推定部が推定した温度と、前記第一デバイスより下流に配置された第二デバイスの使用率と、に基づいて前記第二デバイスの冷却に適した前記ファンの回転数である第二回転数を決定するファン制御装置である。

また本発明は、冷却ファンと、上記のファン制御装置と、を備える冷却ファン・システムである。

また本発明は、複数のデバイスが設けられたアドインカードと、前記アドインカードへの吸気温度を測定する温度センサと、前記アドインカードに設けられた複数のデバイスを冷却するためのファンと、前記吸気温度と前記デバイスの使用率に対応付けて前記アドインカード内に設けられたデバイスの温度を記憶する温度推定テーブルと、前記アドインカード内に設けられたデバイスの温度と前記デバイスの使用率に対応付けて前記ファンの回転数を記憶するファン制御テーブルと、前記温度センサの測定値と温度推定テーブルとに基づいて前記アドインカード内に設けられたデバイスの温度を推定する温度推定部と、前記温度推定部が推定した温度と前記デバイスの使用率と前記ファン制御テーブルとに基づいて前記ファンの回転数を決定するファン回転数制御部と、を備え、前記温度推定部は、前記温度センサが測定した温度情報と、前記複数のデバイスのうち前記温度センサの下流側に配置された第一デバイスの使用率と、を取得して前記第一デバイスの下流側の温度を推定し、前記ファン回転数決定部は、前記温度推定部が推定した温度と、前記第一デバイスの下流側に配置された第二デバイスの使用率と、に基づいて前記第二デバイスの冷却に適した前記ファンの回転数である第二回転数を決定するコンピュータ装置である。

また本発明は、デバイスを冷却する空気の流れにおける前記デバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて前記デバイスを冷却するファンの回転数を決定する工程と、前記空気の流れに沿って配置された２つのデバイスのうち下流側に配置されたデバイスにとっての上流側の温度を、前記２つのデバイスのうち上流側に配置されたデバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて推定する工程と、を備え、前記推定する工程では、装置の筐体内に設けられた温度センサが測定した温度情報と、前記装置の筐体内に設けられた複数のデバイスのうち前記温度センサより下流に配置された第一デバイスの使用率と、を取得して前記第一デバイスの下流側の温度を推定し、前記回転数を決定する工程では、前記推定する工程で推定した温度と、前記第一デバイスより下流に配置された第二デバイスの使用率と、に基づいて前記第二デバイスの冷却に適した前記ファンの回転数である第二回転数を決定するファン制御方法である。

また本発明は、ファン制御装置のコンピュータを、デバイスを冷却する空気の流れにおける前記デバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて前記デバイスを冷却するファンの回転数を決定する手段、前記空気の流れに沿って配置された２つのデバイスのうち下流側に配置されたデバイスにとっての上流側の温度を、前記２つのデバイスのうち上流側に配置されたデバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて推定する手段、として機能させ、前記推定する手段は、装置の筐体内に設けられた温度センサが測定した温度情報と、前記装置の筐体内に設けられた複数のデバイスのうち前記温度センサより下流に配置された第一デバイスの使用率と、を取得して前記第一デバイスの下流側の温度を推定し、前記回転数を決定する手段は、前記推定する手段が推定した温度と、前記第一デバイスより下流に配置された第二デバイスの使用率と、に基づいて前記第二デバイスの冷却に適した前記ファンの回転数である第二回転数を決定するプログラムである。

本発明によれば、コンピュータ装置内に配置されたデバイスに温度センサが取り付けられない場合にも、デバイスの温度状況に応じた適切な回転数でファンを動作させることにより、デバイスを冷却することができるという効果が得られる。

本発明の一実施形態によるファン制御装置の最小構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるファン制御システムの一例を示す第一の図である。 本発明の一実施形態によるファン制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるファン制御に用いるテーブルの一例を示す第一の図である。 本発明の一実施形態によるファン制御に用いるテーブルの一例を示す第二の図である。 本発明の一実施形態によるファン制御に用いるテーブルの一例を示す第三の図である。 本発明の一実施形態によるファンの回転数制御の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態によるファン制御システムの一例を示す第二の図である。 本発明の一実施形態によるファン制御システムの一例を示す第三の図である。 本発明の一実施形態によるファン制御システムの一例を示す第四の図である。

＜実施形態＞
以下、本発明の一実施形態によるファン制御装置を図１〜図１０を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるファン制御装置の最小構成を示すブロック図である。
図１におけるファン制御装置１０は、温度推定部１３１と、ファン回転数決定部１３２とを少なくとも備えている。
温度推定部１３１は、デバイスを冷却する空気の流れにおける当該デバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態とに基づいて、当該デバイスの下流側の温度を推定する。これを冷却空気の流れに沿って配置された２つのデバイスについて適用すると、温度推定部１３１は、２つのデバイスのうち下流側に配置されたデバイスにとっての上流側の温度を、２つのデバイスのうち上流側に配置されたデバイスにとっての上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて推定する。
ファン回転数決定部１３２は、デバイスを冷却する空気の流れにおけるデバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて、当該デバイスを冷却するファンの回転数を決定する。これを、冷却空気の流れに沿って配置された２つのデバイスについて適用すると、ファン回転数決定部１３２は、上流側に配置されたデバイスについて、当該デバイスの上流側の温度と稼働状態とに基づいて、当該デバイスの冷却に適したファンの回転数を決定する。また、下流側に配置されたデバイスについて、ファン回転数決定部１３２は、温度推定部１３１が推定した下流側に配置されたデバイスにとっての上流側の温度と、下流側に配置された他のデバイスの稼働状態とに基づいて、他のデバイスの冷却に適したファンの回転数を決定する。

図２は、本発明の一実施形態によるファン制御システムの一例を示す第一の図である。
図２に示す通り、コンピュータ装置１００の筐体内には、ファン１と、ＣＰＵ２と、温度センサ３と、デバイス・モジュール６と、ファン制御装置１０と、が格納されている。デバイス・モジュール６には、デバイス５ａ、５ｂが装着されている。デバイス・モジュール６は、筐体に着脱可能に装着されている。また、デバイス５ａ、５ｂは、デバイス・モジュール６に着脱可能に装着されている。デバイス・モジュール６は、例えば、アドインカードである。デバイス５ａ、５ｂは、例えば、アドインカードに搭載された集積回路部品である。ファン制御システムは、少なくともファン１と、ファン制御装置１０とを含む。

ファン１は、コンピュータ装置１００の筐体内の温度を冷却する冷却ファンである。矢印Ａ１〜Ａ４は、ファン１によって発生する空気の流れを示している。つまり、ファン１が回転することによって紙面の左側から右側への空気の流れが生じ、この空気の流れによって、ＣＰＵ２、デバイス５ａ、５ｂ、デバイス・モジュール６等が冷却される。温度センサ３は、筐体内の温度状況を把握するために設けられている。ファン制御装置１０は、温度センサ３が測定する温度情報などに基づいてファン１の回転数を制御し、筐体内の温度、例えば、コンピュータ装置１００の稼働と共に発熱するデバイス５ａ、５ｂ、デバイス・モジュール６の周辺の温度が適切な範囲となるように制御する。コンピュータ装置１００の筐体内に格納されたデバイス等の構成およびそれらの配置位置は、図２の例に限定されないが、温度センサ３は、制御対象となる空気の温度に影響するデバイス類が配置されている位置よりも上流側（空気の流れの風上側、紙面の左側）に配置されているとする。温度センサ３とデバイス・モジュール６が図２のような配置となっている場合、温度センサ３が測定する温度によって、デバイス５ａの吸気温度４ａを測定することができる。ここで、吸気温度とは、あるデバイスの上流側に隣接した空気の温度のことである。また、排気温度とは、あるデバイスの下流側に隣接した空気の温度のことである。一般的には、各デバイスの吸気温度などに基づいてファン１の回転数の制御を行う場合が多い。

一方、図２の例のようにデバイス・モジュール６に複数のデバイス５ａ、５ｂが設けられている場合、デバイス・モジュール６の上流側に温度センサ３を設けることはできても、デバイス５ａの下流側かつデバイス５ｂの上流側に温度センサを設けることが難しい場合も多い。このような場合、吸気温度４ｂやデバイス５ｂの稼働状態によらず、デバイス５ｂが最も高温な状態にあると想定して、その温度状況に合わせてファン１の回転数を制御する場合が多い。このような制御方法については、省電力、騒音の観点から改善の余地がある。そこで、本実施形態では、複数のデバイスのそれぞれについて温度センサを設けることができない場合でも、デバイスごとに異なる温度状況を推定し、ファンの回転数を最適に制御する方法を提供する。

図３は、本発明の一実施形態によるファン制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
図３が示すようにファン制御装置１０は、温度取得部１１と、デバイス使用率取得部１２と、制御部１３と、ファン回転数制御部１４と、記憶部１５と、を備える。
温度取得部１１は、温度センサ３が測定した温度情報を取得する。
デバイス使用率取得部１２は、温度センサ３の下流に配置されたデバイス５ａ、５ｂの使用率（稼働状態）をデバイス使用率管理ソフトウェア２０から取得する。デバイス使用率管理ソフトウェア２０とは、コンピュータ装置１００で稼働するＯＳ（operating system）上で実行されるソフトウェアであって、ＯＳやアプリケーションが使用するデバイス（例えば、ビデオチップ）の使用率を監視・管理するソフトウェアである。特に図２の例の場合、デバイス使用率管理ソフトウェア２０は、デバイス・モジュール６内の各デバイス５ａ、５ｂの使用率を監視する機能を持つ。

制御部１３は、温度取得部１１が取得した温度情報、デバイス使用率取得部１２が取得した使用率の情報に基づいてファン１の回転数を制御する。制御部１３は、温度推定部１３１、ファン回転数決定部１３２を備えている。温度推定部１３１、ファン回転数決定部１３２については、図１を用いて説明したが、図２の実装例に当てはめて再度説明を行う。温度推定部１３１は、コンピュータ装置１００の筐体内に設けられた温度センサ３が測定した温度情報と、温度センサ３より下流に配置されたデバイス５ａ（第一デバイス）の使用率と、を取得してデバイス５ａ（第一デバイス）の下流側の空気の温度を推定する。ファン回転数決定部１３２は、温度センサ３が測定した温度情報と、デバイス５ａ（第一デバイス）の使用率と、に基づいて、デバイス５ａ（第一デバイス）の冷却に適したファン１の回転数（第一回転数）を決定する。また、ファン回転数決定部１３２は、温度推定部１３１が推定した温度と、デバイス５ａ（第一デバイス）より下流に配置されたデバイス５ｂ（第二デバイス）の使用率と、に基づいてデバイス５ｂ（第二デバイス）の冷却に適したファン１の回転数（第二回転数）を決定する。そして、ファン回転数決定部１３２は、第一回転数と第二回転数のうち大きな値を選択し、選択した回転数をファン１の回転数として決定する。

ファン回転数制御部１４は、ファン回転数決定部１３２が決定した回転数でファン１を回転させる。
記憶部１５は、ファン１の制御に必要な種々の情報を記憶する。記憶部１５が記憶する情報には、例えば、温度推定部１３１がデバイス５ａ（第一デバイス）下流側の空気温度の推定に用いる温度推定テーブル１５１や、ファン回転数決定部１３２がファンの回転数の決定に用いるファン制御テーブル１５２が含まれる。これらのテーブルについては次に説明を行う。

図４は、本発明の一実施形態によるファン制御に用いるテーブルの一例を示す第一の図である。
図４は、温度推定テーブル１５１ａの一例を示す図である。図示するように、温度推定テーブル１５１ａは、「吸気温度（４ａ）」、「デバイス５ａの使用率」、「吸気温度（４ｂ）」の各項目を有している。「吸気温度（４ａ）」には、図２におけるデバイス・モジュール６の吸気側の温度（吸気温度（４ａ））が設定されている。図２において、温度センサ３とデバイス・モジュール６の間には発熱する部材（デバイス等）が配置されていない。従って、吸気温度（４ａ）には、温度センサ３が測定した温度を用いることができる。また、デバイス・モジュール６において、デバイス５ａの上流側には発熱する部材が配置されていない。従って、吸気温度（４ａ）には、温度センサ３が測定した温度を用いることができる。また、吸気温度（４ａ）は、デバイス５ａの吸気温度である。

「デバイス５ａの使用率」には、デバイス５ａの使用率の範囲が設定されている。デバイス５ａの使用率は、デバイス使用率管理ソフトウェア２０から取得することができる。
「吸気温度４ｂ」には、図２におけるデバイス５ａの排気温度（吸気温度（４ｂ））が設定されている。図２のような実装例の場合、デバイス５ｂの吸気温度４ｂは、デバイス５ａの排気温度と同じであり、デバイス５ａの使用率が高ければデバイス５ａが高温になり、デバイス５ａの排気温度つまりデバイス５ｂの吸気温度４ｂも高温になる。このことからデバイス５ｂの吸気温度４ｂは、デバイス５ａの吸気温度４ａおよびデバイス５ａの使用率と相関関係があるので机上計算または実機確認等により、事前に算出可能である。「吸気温度４ｂ」には、事前に算出した吸気温度４ｂの値が設定されている。

温度推定部１３１は、温度センサ３が測定した温度情報と、デバイス使用率取得部１２が取得したデバイス５ａの使用率とを用いて、図４で例示した温度推定テーブル１５１ａを参照し、デバイス５ａの排気温度（吸気温度４ｂ）を求める。より具体的には、例えば、温度センサ３が測定した温度情報が３０℃で、デバイス使用率取得部１２が取得したデバイス５ａの使用率が３８％であれば、温度推定部１３１は、温度推定テーブル１５１の「吸気温度（４ａ）」項目の値が「３０℃」で、「デバイス５ａの使用率」項目に設定された値の範囲に「３８％」を含むデータ（レコード）を検索し、そのデータの「吸気温度（４ｂ）」項目の値（「３５℃」）を記憶部１５から読み出す。これにより、デバイス５ｂ用に温度センサが設けられていなくてもデバイス５ｂの吸気温度４ｂを得ることができる。

図５は、本発明の一実施形態によるファン制御に用いるテーブルの一例を示す第二の図である。
図５は、ファン制御テーブル１５２ａの一例を示す図である。図５のファン制御テーブル１５２ａは、デバイス５ａの温度状況に合わせたファン１の回転数を求めるためのテーブルである。図示するように、ファン制御テーブル１５２ａは、「吸気温度（４ａ）」、「デバイス５ａの使用率」、「ファン１の回転数」の各項目を有している。「吸気温度（４ａ）」項目には、デバイス・モジュール６の吸気温度４ａの範囲が設定されている。「デバイス５ａの使用率」項目には、デバイス５ａの使用率の範囲が設定されている。「ファン１の回転数」には、デバイス５ａの温度状況に対応するファン１の回転数が設定されている。デバイス５ａの温度状況に対応するファン１の回転数とは、例えば、その回転数でファン１を回転させれば、デバイス５ａの温度を、デバイス５ａの動作や寿命に悪影響が出ないような温度の範囲に保つことができる回転数のうち、最も少ない回転数である。このようなファン１の回転数は、例えば、実機での検証や机上計算によって求められ、ファン制御テーブル１５２ａに設定される。ファン制御テーブル１５２ａが示すように、「ファン１の回転数」は、「吸気温度（４ａ）」と「デバイス５ａの使用率」とに対応付けて設定されている。上述のように、デバイス５ａの温度状況は、デバイス５ａに送風される吸気側の温度（吸気温度４ａ）およびデバイス５ａ自身の使用率に相関すると考えられるからである。デバイス５ａの使用率が高いほどデバイス５ａは高温になるためファン１の回転数を上げて冷却する必要がある。図５で例示するデバイス５ａ用のファン制御テーブル１５２ａには、デバイス５ａの使用率が高いほど、ファン１の回転数が上昇するような値が設定されている。また、図５のファン制御テーブル１５２ａには、デバイス５ａの使用率が同一の範囲にある場合、デバイス５ａの吸気温度が高いほどファン１の回転数が上昇するような値が設定されている。

ファン回転数決定部１３２は、温度センサ３が測定した温度情報と、デバイス使用率取得部１２が取得したデバイス５ａの使用率とを用いて、図５で例示したファン制御テーブル１５２ａを参照し、デバイス５ａの冷却に適したファン１の回転数を求める。より具体的には、例えば、温度センサ３が測定した温度情報が３２℃で、デバイス使用率取得部１２が取得したデバイス５ａの使用率が５５％であれば、ファン回転数決定部１３２は、ファン制御テーブル１５２ａの「吸気温度（４ａ）」項目に設定された値の範囲に「３２℃」を含み、「デバイス５ａの使用率」項目に設定された値の範囲に「５５％」を含むデータ（レコード）を検索し、そのデータの「ファン１の回転数」項目の値（「６５００ｒｐｍ」）を記憶部１５から読み出す。これにより、デバイス５ａの温度を適切な温度帯に保つことができ、かつ、低コスト化、省消費電力化が可能なファン１の回転数（第一回転数）を得ることができる。

図６は、本発明の一実施形態によるファン制御に用いるテーブルの一例を示す第三の図である。
図６は、ファン制御テーブル１５２の一例を示す図である。図６のファン制御テーブル１５２ｂは、デバイス５ｂの温度状況に合わせたファン１の回転数を求めるためのテーブルである。図示するように、ファン制御テーブル１５２ｂは、「吸気温度（４ｂ）」、「デバイス５ｂの使用率」、「ファン１の回転数」の各項目を有している。「吸気温度（４ｂ）」項目には、デバイス５ｂの吸気温度の範囲が設定されている。デバイス５ｂの吸気温度とは、換言すれば、デバイス５ａの排気温度である。「デバイス５ｂの使用率」項目には、デバイス５ｂの使用率の範囲が設定されている。「ファン１の回転数」には、デバイス５ｂの温度状況に対応するファン１の回転数が設定されている。図５の場合と同様、「ファン１の回転数」には、実機での検証や机上計算によって求められた第二デバイスの冷却に適したファン１の回転数のうち最も少ない回転数が設定される。図６のファン制御テーブル１５２ｂが示すように、「ファン１の回転数」は、「吸気温度（４ｂ）」と「デバイス５ｂの使用率」とに対応付けて設定されている。上述のように、デバイス５ｂの温度状況は、デバイス５ａの下流側の温度（排気温度）およびデバイス５ｂ自身の稼働率に相関すると考えられるからである。デバイス５ｂの使用率が高いほどデバイス５ｂは高温になるためファン１の回転数を上げて冷却する必要がある。図５で例示するデバイス５ｂ用のファン制御テーブル１５２ｂには、デバイス５ｂの使用率が高いほど、ファン１の回転数が上昇するような値が設定されている。また、図５のファン制御テーブル１５２ｂには、デバイス５ｂの使用率が同一の範囲にある場合、デバイス５ｂの吸気温度が高いほどファン１の回転数が上昇するような値が設定されている。

ファン回転数決定部１３２は、温度推定部１３１が測定した温度情報と、デバイス使用率取得部１２が取得したデバイス５ｂの使用率とを用いて、図６で例示したファン制御テーブル１５２ｂを参照し、デバイス５ｂの冷却に適したファン１の回転数を求める。より具体的には、例えば、温度推定部１３１が測定したデバイス５ｂの吸気温度（デバイス５ａの排気温度）が３４℃で、デバイス使用率取得部１２が取得したデバイス５ｂの使用率が８０％であれば、ファン回転数決定部１３２は、ファン制御テーブル１５２ｂの「吸気温度（４ｂ）」項目に設定された値の範囲に「３４℃」を含み、「デバイス５ｂの使用率」項目に設定された値の範囲に「８０％」を含むデータ（レコード）を検索し、そのデータの「ファン１の回転数」項目の値（「７０００ｒｐｍ」）を記憶部１５から読み出す。これにより、デバイス５ｂの温度を適切な温度帯に保つことができ、かつ、低コスト化、省消費電力化が可能なファン１の回転数（第二回転数）を得ることができる。

さらに、ファン回転数決定部１３２は、デバイス５ａの冷却に適したファン１の第一回転数と、デバイス５ｂの冷却に適したファン１の第二回転数とのうち、大きな回転数を選択する。大きな回転数を選択すれば、デバイス５ａおよびデバイス５ｂの冷却に十分な量の空気の流れを発生させることができる。

図７は、本発明の一実施形態によるファンの回転数制御の一例を示すフローチャートである。
図７を用いて、これまで説明したファン１の回転数の決定制御の処理の流れについて、図２の実装の場合を例に説明を行う。
前提として、温度センサ３は、所定の時間間隔で温度情報を測定し、測定した温度情報を温度推定部１３１へ出力している。また、デバイス使用率管理ソフトウェア２０は、デバイス使用率取得部１２の指示により、デバイス５ａ、５ｂの使用率を所定の時間間隔で測定し、それらの使用率の情報をデバイス使用率取得部１２へ出力している。
まず、温度推定部１３１は、温度センサ３からデバイス５ａの吸気温度４ａを取得する（ステップＳ１１）。温度推定部１３１は、取得した吸気温度４ａを制御部１３へ出力する。制御部１３では、温度推定部１３１が吸気温度４ａを取得する。
次にデバイス使用率取得部１２は、デバイス使用率管理ソフトウェア２０から複数のデバイス（デバイス５ａ、デバイス５ｂ）の使用率を取得する（ステップＳ１２）。デバイス使用率取得部１２は、取得したデバイス５ａおよびデバイス５ｂそれぞれの使用率を制御部１３へ出力する。制御部１３では、温度推定部１３１がデバイス５ａの使用率を取得する。ファン回転数決定部１３２がデバイス５ａおよびデバイス５ｂの使用率を取得する。

次に、温度推定部１３１は、取得したデバイス５ａの吸気温度４ａと、デバイス５ａの使用率とに基づいて、デバイス５ｂの吸気温度４ｂを推定する（ステップＳ１３）。具体的には、温度推定部１３１は、記憶部１５の温度推定テーブル１５１ａを参照し、デバイス５ａの吸気温度４ａおよび使用率に対応付けられたデバイス５ｂの吸気温度４ｂを読み出す。温度推定部１３１は、読み出した吸気温度４ｂをファン回転数決定部１３２へ出力する。

次に、ファン回転数決定部１３２は、各デバイスの使用率等に応じたファンの回転数を求める（ステップＳ１４）。まず、ファン回転数決定部１３２は、デバイス５ａの回転数（第一回転数）を求める。具体的には、ファン回転数決定部１３２は、記憶部１５に格納された図５で例示したファン制御テーブル１５２ａから、取得したデバイス５ａの吸気温度４ａおよび使用率に対応するファン１の回転数を読み出す。読み出した回転数が第一回転数である。また、ファン回転数決定部１３２は、デバイス５ｂの回転数（第二回転数）を求める。具体的には、ファン回転数決定部１３２は、記憶部１５に格納された図６で例示したファン制御テーブル１５２ｂから、取得したデバイス５ｂの吸気温度４ｂおよび使用率に対応するファン１の回転数を読み出す。読み出した回転数が第二回転数である。

次に、ファン回転数決定部１３２は、最も大きな回転数を選択し、ファンの回転数を決定する（ステップＳ１５）。具体的には、ファン回転数決定部１３２は、第一回転数と第二回転数とを比較し、大きな値を選択する。選択した回転数がファン１の回転数である。ファン回転数決定部１３２は、決定したファン１の回転数をファン回転数制御部１４へ出力する。ファン回転数制御部１４は、ファン１の回転数が、ファン回転数決定部１３２が決定した回転数となるよう制御する。ファン制御装置１０は、この後も、ステップＳ１１〜ステップＳ１５の制御を繰り返し、ファン１の回転数を制御する。

一般的には、図２のような実装の場合、デバイス・モジュール６（アドインカード）内に温度センサが取り付けできない場合、デバイス５ａの温度、デバイス５ｂの温度、吸気温度４ｂの値が不明であり、デバイス５ａおよびデバイス５ｂが最も高温な状態を想定してファン１の回転数制御を行っていた。この場合、必要以上に高い回転数でファン１を回転させている可能性があった。本実施形態によれば、吸気温度４ａとデバイス５ａの使用率から吸気温度４ｂを推測し、吸気温度４ａとデバイス５ａの使用率と吸気温度４ｂとデバイス５ｂの使用率から、温度センサを設けることのできないデバイス類についても、そのデバイスの温度状況に応じた最適なファン１の回転数を決定することができる。これにより、全てのデバイスを冷却するのに十分な回転数でファン１を動作させることができる。また、必要以上に高い回転数でファン１を動作させることがないので、省消費電力化やファンの動作による騒音の低減が可能となる。

なお、デバイス５ａ、５ｂは、デバイス・モジュール６に着脱可能に装着されている。ここで、デバイス５ａまたはデバイス５ｂが装着されていない場合のファン１の回転数制御について説明する。
（デバイス５ａが装着されていない場合）
デバイス５ａがデバイス・モジュール６に装着されていない場合、吸気温度４ａがデバイス５ｂの吸気温度となる。ファン回転数決定部１３２は、吸気温度４ａとデバイス５ｂの使用率を用いて図６のファン制御テーブル１５２ｂからファン１の回転数を求める。なお、この場合、ファン回転数決定部１３２は、ファン制御テーブル１５２ｂを参照する際に、「吸気温度（４ｂ）」項目の値と温度センサ３が測定した吸気温度４ａの値とを比較する。ファン回転数決定部１３２は、求めたデバイス５ｂの冷却に適したファン１の回転数を最終的なファン１の回転数として決定する。
（デバイス５ｂが装着されていない場合）
デバイス５ａがデバイス・モジュール６に装着されていない場合は、図７などで、これまで説明した処理と同様である。

これまでは、図２の実装例を用いてファン１の回転制御を説明した。以下、図８〜図１０を用いて他の実装例におけるファン１の制御方法を説明する。

図８は、本発明の一実施形態によるファン制御システムの一例を示す第二の図である。
図２と同様に、コンピュータ装置１００ａの筐体内には、ファン１と、ＣＰＵ２と、温度センサ３と、デバイス・モジュール６とが空気の流れに沿ってこの順で配置されている。図８においては、デバイス・モジュール６に、デバイス５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが上流側から下流側に向かってこの順に配置されている。矢印Ａ１〜Ａ６は、ファン１によって発生する空気の流れを示している。図８の実装の場合、ファン制御装置１０は、ファン１の回転数を制御し、デバイス５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの温度が適切な範囲となるように制御する。より具体的には、記憶部１５には、デバイス５ａの吸気温度４ａとデバイス５ａの使用率に対応付けてデバイス５ａの排気温度（デバイス５ｂの吸気温度４ｂ）が設定された温度推定テーブル１５１ａと、デバイス５ｂの吸気温度とデバイス５ｂの使用率に対応付けてデバイス５ｂの排気温度（デバイス５ｃの吸気温度４ｃ）が設定された温度推定テーブル１５１ｂと、デバイス５ｃの吸気温度とデバイス５ｃの使用率に対応付けてデバイス５ｃの排気温度（デバイス５ｄの吸気温度４ｄ）が設定された温度推定テーブル１５１ｃが格納されている。また、記憶部１５には、デバイス５ａの吸気温度とデバイス５ａの使用率に対応付けてファン１の回転数が設定されたファン制御テーブル１５２ａと、デバイス５ｂの吸気温度とデバイス５ｂの使用率に対応付けてファン１の回転数が設定されたファン制御テーブル１５２ｂと、デバイス５ｃの吸気温度とデバイス５ｃの使用率に対応付けてファン１の回転数が設定されたファン制御テーブル１５２ｃと、デバイス５ｄの吸気温度とデバイス５ｄの使用率に対応付けてファン１の回転数が設定されたファン制御テーブル１５２ｄが格納されている。

図８の実装例におけるファン制御装置１０の処理について、図７のフローチャートを用いて説明を行う。まず、温度推定部１３１が、吸気温度４ａを取得する（ステップＳ１１）。デバイス使用率取得部１２は、デバイス５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの使用率を取得する（ステップＳ１２）。次に温度推定部１３１は、デバイス５ａの吸気温度４ａ（測定値）および使用率と温度推定テーブル１５１ａとに基づいて吸気温度４ｂを推定する。同様に、温度推定部１３１は、デバイス５ｂの吸気温度４ｂ（推定値）および使用率と温度推定テーブル１５１ｂとに基づいて吸気温度４ｃを推定する。また、温度推定部１３１は、デバイス５ｃの吸気温度４ｃ（推定値）および使用率と温度推定テーブル１５１ｃとに基づいて吸気温度４ｄを推定する（ステップＳ１３）。

次に、ファン回転数決定部１３２は、デバイス５ａの吸気温度４ａおよび使用率とファン制御テーブル１５２ａとに基づいてデバイス５ａの温度状況に適したファン１の回転数を求める。同様に、ファン回転数決定部１３２は、デバイス５ｂの吸気温度４ｂおよび使用率とファン制御テーブル１５２ｂとに基づいてデバイス５ｂの温度状況に適したファン１の回転数を求める。また、ファン回転数決定部１３２は、デバイス５ｃの吸気温度４ｃおよび使用率とファン制御テーブル１５２ｃとに基づいてデバイス５ｃの温度状況に適したファン１の回転数を求める。また、ファン回転数決定部１３２は、デバイス５ｄの吸気温度４ｄおよび使用率とファン制御テーブル１５２ｄとに基づいてデバイス５ｄの温度状況に適したファン１の回転数を求める（ステップＳ１４）。
次に、ファン回転数決定部１３２は、デバイス５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの温度状況に適したファン１の回転数の中から最も大きな値を選択してファン１の回転数を決定する（ステップＳ１５）。

このように、デバイス・モジュール６に３つ以上のデバイスが空気の流れに沿って配置されていても、上流側のデバイスから順に吸気温度と使用率に基づいてそのデバイスの排気温度を推定することで、当該デバイスの下流方向に隣り合って配置された次のデバイスの吸気温度を求めるという処理を繰り返すことで各デバイスの吸気温度を推定することができる。また、各デバイスについて推定した吸気温度と、デバイス使用率管理ソフトウェア２０から取得した使用率とに基づいて、各デバイスの温度状況を推定することができ、ファン制御テーブル１５２を参照することで、各デバイスの温度状況に応じた必要な冷却風を供給することができるファン１の回転数を求めることができる。これにより、図８のような実装においてもファン制御装置１０は、ファン制御の最適化ができる。

図９は、本発明の一実施形態によるファン制御システムの一例を示す第三の図である。
図９の実装例では、デバイス・モジュール６にデバイス５ａ、５ｂ、５ｅが設けられている。図２の実装例との違いは、空気の流れ方向に沿って、デバイス５ｅが、デバイス５ａの下流側にデバイス５ｂと並んで配置されていることである（デバイス５ｂとデバイス５ｅは、空気の流れ方向と直交する方向に並んでいる）。また、ファン１がコンピュータ装置１００ｂの筐体内の下流側に設けられている。空気の流れ方向における温度センサ３とデバイス・モジュール６の位置関係は、図２と同様である。これらの関係が変わらなければ、図９に示すようにファン１の位置は任意である。図９の例ではファン１が、空気を引き込み、矢印Ａ１〜Ａ４が示す方向の空気の流れを生成している。

図９の実装の場合、記憶部１５には、デバイス５ａの吸気温度４ａとデバイス５ａの使用率に対応付けてデバイス５ａの排気温度（デバイス５ｂの吸気温度４ｂ）が設定された温度推定テーブル１５１ａが格納されている。また、記憶部１５には、デバイス５ａの吸気温度とデバイス５ａの使用率に対応付けてファン１の回転数が設定されたファン制御テーブル１５２ａと、デバイス５ｂの吸気温度とデバイス５ｂの使用率に対応付けてファン１の回転数が設定されたファン制御テーブル１５２ｂと、デバイス５ｅの吸気温度とデバイス５ｅの使用率に対応付けてファン１の回転数が設定されたファン制御テーブル１５２ｅが格納されている。図９の場合、デバイス５ｅの吸気温度には、デバイス５ａの排気温度、つまり吸気温度４ｂを用いることができる。

図９の実装例におけるファン制御装置１０の処理について説明する。デバイス５ａ、５ｂの温度状況に応じたファン１の回転数については図７で説明したとおりである。デバイス５ｅについて図７を用いて説明する。ステップＳ１１〜ステップＳ１３までは、図７と同様である。次にファン回転数決定部１３２は、デバイス５ｅの吸気温度４ｂおよび使用率とファン制御テーブル１５２ｅとに基づいてデバイス５ｅの温度状況に適したファン１の回転数を求める（ステップＳ１４）。次に、ファン回転数決定部１３２は、デバイス５ａ、５ｂ、５ｅに対して求めたファン１の回転数の中から最も大きな値を選択してファン１の回転数を決定する（ステップＳ１５）。

このように、デバイス５ａの下流側に隣接するデバイス５ｂと並んでデバイス５ｅが設けられている場合、デバイス５ｅの吸気温度にデバイス５ａの排気温度を適用することで、デバイス５ｅの温度状況に応じたファン１の回転数を求めることができる。

図１０は、本発明の一実施形態によるファン制御システムの一例を示す第四の図である。
図１０の実装例では、コンピュータ装置１００ｃの筐体内に、デバイス５ｅがデバイス５ａの下流側に隣り合って設けられている。これまでは、デバイス・モジュール６内に設けられた各デバイス５ｂ等の各々について温度センサが設けられていない状況で、各デバイス５ｂ等の温度状況を推定してファン１の回転数を求める場合を例に説明を行った。図１０は、それらの例と異なり、複数のデバイス５ａ、５ｆについても下流側に配置されたデバイス５ｆの温度状況を推定し、推定した温度状況に応じたファン制御が可能なことを説明するための図である。

図１０の実装の場合、記憶部１５には、デバイス５ａの吸気温度４ａとデバイス５ａの使用率に対応付けてデバイス５ａの排気温度（デバイス５ｆの吸気温度４ｆ）が設定された温度推定テーブル１５１ａが格納されている。また、記憶部１５には、デバイス５ａの吸気温度とデバイス５ａの使用率に対応付けてファン１の回転数が設定されたファン制御テーブル１５２ａと、デバイス５ｆの吸気温度とデバイス５ｆの使用率に対応付けてファン１の回転数が設定されたファン制御テーブル１５２ｆが格納されている。

図１０の実装例におけるファン制御装置１０の処理について説明する。デバイス５ａに対するファン１の回転数決定については図７で説明したとおりである。デバイス５ｆについて図７を用いて説明する。ステップＳ１１〜ステップＳ１３までは、図７と同様である。次にファン回転数決定部１３２は、デバイス５ｆの吸気温度４ｆおよび使用率とファン制御テーブル１５２ｆとに基づいてデバイス５ｆの温度状況に適したファン１の回転数を求める（ステップＳ１４）。次に、ファン回転数決定部１３２は、デバイス５ａ、５ｆに対して求めたファン１の回転数の中から最も大きな値を選択してファン１の回転数を決定する（ステップＳ１５）。

このように本実施形態におけるファン制御装置１０によれば、デバイス５ａがアドインカード等のモジュールに設けられている場合に限らず、ファン回転数の最適化が可能である。

なお、上述のファン制御装置１０は内部にコンピュータを有している。そして、上述したファン制御装置１０の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

また、上述したファン制御装置１０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）やＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１・・・ファン
２・・・ＣＰＵ
３・・・温度センサ
５ａ、５ｂ、５c、５d、５e、５f・・・デバイス
６・・・デバイス・モジュール
１０・・・ファン制御装置
１１・・・温度取得部
１２・・・デバイス使用率取得部
１３・・・制御部
１３１・・・温度推定部
１３２・・・ファン回転数決定部
１４・・・ファン回転数制御部
１５・・・記憶部
１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃ・・・温度推定テーブル
１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ、１５２ｅ、１５２ｆ・・・ファン制御テーブル
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ・・・コンピュータ装置

Claims (9)

1. デバイスを冷却する空気の流れにおける前記デバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて前記デバイスを冷却するファンの回転数を決定するファン回転数決定部と、
   前記空気の流れに沿って配置された２つのデバイスのうち下流側に配置されたデバイスにとっての上流側の温度を、前記２つのデバイスのうち上流側に配置されたデバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて推定する温度推定部と、
   を備え、
   前記温度推定部は、装置の筐体内に設けられた温度センサが測定した温度情報と、前記装置の筐体内に設けられた複数のデバイスのうち前記温度センサより下流に配置された第一デバイスの使用率と、を取得して前記第一デバイスの下流側の温度を推定し、
   前記ファン回転数決定部は、前記温度推定部が推定した温度と、前記第一デバイスより下流に配置された第二デバイスの使用率と、に基づいて前記第二デバイスの冷却に適した前記ファンの回転数である第二回転数を決定する、
   ファン制御装置。
2. 前記ファン回転数決定部は、前記温度センサが測定した温度情報と、前記第一デバイスの使用率と、に基づいて、前記第一デバイスの冷却に適した前記ファンの回転数である第一回転数を決定し、前記第一回転数と前記第二回転数とに基づいて、前記ファンの回転数を決定する、
   請求項１に記載のファン制御装置。
3. 前記第一デバイスおよび前記第二デバイスの使用率を取得するデバイス使用率取得部と、
   前記第一デバイスの上流側の温度を取得する温度取得部と、
   をさらに備える請求項１または請求項２に記載のファン制御装置。
4. 冷却ファンと、
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載のファン制御装置と、
   を備える冷却ファン・システム。
5. 冷却ファンと、
   前記冷却ファンによって送風し冷却する複数のデバイスと、
   前記複数のデバイスの使用率を取得する請求項１から請求項３の何れか１項に記載のファン制御装置と、
   を備える冷却ファン・システム。
6. 前記複数のデバイスは何れも着脱可能に設けられており、前記複数のデバイスのうち少なくとも１つは筐体内に設けられている、
   請求項５に記載の冷却ファン・システム。
7. 複数のデバイスが設けられたアドインカードと、
   前記アドインカードへの吸気温度を測定する温度センサと、
   前記アドインカードに設けられた複数のデバイスを冷却するためのファンと、
   前記吸気温度と前記デバイスの使用率に対応付けて前記アドインカード内に設けられたデバイスの温度を記憶する温度推定テーブルと、
   前記アドインカード内に設けられたデバイスの温度と前記デバイスの使用率に対応付けて前記ファンの回転数を記憶するファン制御テーブルと、
   前記温度センサの測定値と温度推定テーブルとに基づいて前記アドインカード内に設けられたデバイスの温度を推定する温度推定部と、
   前記温度推定部が推定した温度と前記デバイスの使用率と前記ファン制御テーブルとに基づいて前記ファンの回転数を決定するファン回転数制御部と、
   を備え、
   前記温度推定部は、前記温度センサが測定した温度情報と、前記複数のデバイスのうち前記温度センサの下流側に配置された第一デバイスの使用率と、を取得して前記第一デバイスの下流側の温度を推定し、
   前記ファン回転数制御部は、前記温度推定部が推定した温度と、前記第一デバイスの下流側に配置された第二デバイスの使用率と、に基づいて前記第二デバイスの冷却に適した前記ファンの回転数である第二回転数を決定する、
   コンピュータ装置。
8. デバイスを冷却する空気の流れにおける前記デバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて前記デバイスを冷却するファンの回転数を決定する工程と、
   前記空気の流れに沿って配置された２つのデバイスのうち下流側に配置されたデバイスにとっての上流側の温度を、前記２つのデバイスのうち上流側に配置されたデバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて推定する工程と、
   を備え、
   前記推定する工程では、装置の筐体内に設けられた温度センサが測定した温度情報と、前記装置の筐体内に設けられた複数のデバイスのうち前記温度センサより下流に配置された第一デバイスの使用率と、を取得して前記第一デバイスの下流側の温度を推定し、
   前記回転数を決定する工程では、前記推定する工程で推定した温度と、前記第一デバイスより下流に配置された第二デバイスの使用率と、に基づいて前記第二デバイスの冷却に適した前記ファンの回転数である第二回転数を決定する、
   ファン制御方法。
9. ファン制御装置のコンピュータを、
   デバイスを冷却する空気の流れにおける前記デバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて前記デバイスを冷却するファンの回転数を決定する手段、
   前記空気の流れに沿って配置された２つのデバイスのうち下流側に配置されたデバイスにとっての上流側の温度を、前記２つのデバイスのうち上流側に配置されたデバイスの上流側の温度と当該デバイスの稼働状態に基づいて推定する手段、
   として機能させ、
   前記推定する手段は、装置の筐体内に設けられた温度センサが測定した温度情報と、前記装置の筐体内に設けられた複数のデバイスのうち前記温度センサより下流に配置された第一デバイスの使用率と、を取得して前記第一デバイスの下流側の温度を推定し、
   前記回転数を決定する手段は、前記推定する手段が推定した温度と、前記第一デバイスより下流に配置された第二デバイスの使用率と、に基づいて前記第二デバイスの冷却に適した前記ファンの回転数である第二回転数を決定する、
   プログラム。

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