JPH0619562A - In-housing temperature controller - Google Patents
In-housing temperature controllerInfo
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- JPH0619562A JPH0619562A JP4172366A JP17236692A JPH0619562A JP H0619562 A JPH0619562 A JP H0619562A JP 4172366 A JP4172366 A JP 4172366A JP 17236692 A JP17236692 A JP 17236692A JP H0619562 A JPH0619562 A JP H0619562A
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は発熱体を収納した筐体内
の温度を筐体内のほぼ全域に亘って所定温度に制御する
筐体内温度制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-casing temperature control device for controlling the temperature in a housing accommodating a heating element to a predetermined temperature over almost the entire area of the housing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えばそれぞれ多数の電子部品を搭載し
た多数のＰＣ基板が装着されたシャーシボードが収納さ
れる筐体においては、発熱体としての各ＰＣ基板および
シャーシボードから発熱する熱を何等かの手法によっ
て、筐体外へ排出する必要がある。2. Description of the Related Art For example, in a case in which a chassis board having a large number of PC boards each having a large number of electronic components mounted therein is housed, heat generated from each of the PC boards and the chassis board as a heating element is somehow It is necessary to discharge it to the outside of the housing by the method of.
【０００３】この筐体内の熱を筐体外へ排出する機能を
有する筐体は例えば図７に示すように構成されている。
箱型に形成された筐体１の一方の壁２ａの下部に吸気フ
ァン３が取付けられ、他方の壁２ｂの上部に排気ファン
４が取付けてある。そして、筐体１内に多数のＰＣ基板
５が装着されたシャーシボード６が収納されている。さ
らに、シャーシボード６の一方面には循環用ファン７が
取付けられている。A case having a function of discharging the heat inside the case to the outside of the case is constructed as shown in FIG. 7, for example.
An intake fan 3 is attached to the lower portion of one wall 2a of the box-shaped housing 1, and an exhaust fan 4 is attached to the upper portion of the other wall 2b. A chassis board 6 having a large number of PC boards 5 mounted therein is housed in the housing 1. Further, a circulation fan 7 is attached to one surface of the chassis board 6.
【０００４】このように構成され筐体１において、吸気
ファン３および排気ファン４を駆動すると実線で示す空
気の流路８が形成され、かつ循環用ファン７を駆動する
と点線で示す空気の循環流路９が形成される。発熱体と
しての各ＰＣ基板５から放出される熱は循環流路９によ
って矢印方向、すなわち上方へ運ばれ、上方位置で実線
で示す空気の流路８によって、排気ファン４でもって筐
体１外へ放熱される。In the housing 1 thus constructed, when the intake fan 3 and the exhaust fan 4 are driven, the air flow path 8 shown by the solid line is formed, and when the circulation fan 7 is driven, the air circulation flow shown by the dotted line. The path 9 is formed. The heat released from each PC board 5 as a heating element is carried in the direction of the arrow, that is, upward by the circulation flow path 9, and the air flow path 8 shown by the solid line at the upper position causes the exhaust fan 4 to move outside the housing 1. Is radiated to.
【０００５】また、例えば、図８に示すように、筐体１
ａ内に多数の仕切板１０ａ，１０ｂを配設して、吸入口
１１から排気ファン４で外部へ排出される空気の流路１
２を故意に屈曲させて、発熱体としてのシャーシボード
６のＰＣ基板近傍を通過させることによって、各ＰＣ基
板から放出される熱を筐体１ａ外へ放熱させるようにし
てもよい（実公平３−２２９５４号公報）。Further, for example, as shown in FIG.
A large number of partition plates 10a and 10b are arranged in a, and a flow path 1 for air discharged from the intake port 11 to the outside by the exhaust fan 4 is provided.
2 may be intentionally bent so that the heat emitted from each PC board is radiated to the outside of the housing 1a by passing the vicinity of the PC board of the chassis board 6 as a heating element (actual fairness 3). No. 22954).
【０００６】また、図示しないが、空気の流路を強制的
に発熱体に交差させるために、筐体内に専用のダクトを
取付けたものも提唱されている（実公平３−２２９５２
号公報）。Although not shown in the figure, there is also proposed a device in which a dedicated duct is installed in the housing in order to forcibly cross the air flow path with the heating element (Jpn. Pat. Appln. KOKAI HEI 3-22952).
Issue).
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
各放熱手法においてもまだ解消すべき次のような問題が
あった。However, each of the above-mentioned heat radiation methods still has the following problems to be solved.
【０００８】すなわち、筐体１，１ａ内に収納される各
ＰＣ基板５を装着したシャーシボード６等の位置が変更
になったり、または収納される電子部品を予め指定して
いない汎用の筐体においては、例えば図７の循環用ファ
ン７の取付け位置によっては、発熱体から放出される熱
が図７に示すように、空気の循環流路９に乗って上方へ
運ばれて、排気ファン４によって筐体１外へ放熱されず
に、各空気の流路８，９に乗らずに、ヒートスポットが
発生する懸念がある。That is, the position of the chassis board 6 etc. on which the PC boards 5 housed in the housings 1 and 1a are mounted is changed, or the electronic parts to be housed are not specified in advance. 7, depending on the mounting position of the circulation fan 7 in FIG. 7, the heat emitted from the heating element is carried upward in the air circulation flow path 9 as shown in FIG. Due to this, there is a concern that heat will not be dissipated to the outside of the housing 1 and will not enter the flow paths 8 and 9 of the respective air to generate a heat spot.
【０００９】また、発熱体としてのシャーシボード６に
装着された各ＰＣ基板５はその稼働状態に応じて発熱量
が変化する。しかし、発熱量を直接測定していないの
で、循環用ファン７は常時定格運転されている。このよ
うに、発熱量が変化するの循環用ファン７を一定速度で
駆動すると、前記空気の循環流路９によって運ばれる熱
量がその都度変化する。その結果、筐体１内の温度分布
が微妙に変化して、空気が流れないヒートスポットが生
じる懸念かがある。Further, the heat generation amount of each PC board 5 mounted on the chassis board 6 as a heating element changes according to its operating state. However, since the calorific value is not directly measured, the circulation fan 7 is always in rated operation. As described above, when the circulation fan 7 whose heat generation amount changes is driven at a constant speed, the heat amount carried by the air circulation passage 9 changes each time. As a result, there is a concern that the temperature distribution in the housing 1 may change subtly and a heat spot in which air does not flow may occur.
【００１０】すなわち、このヒートスポットは温度分布
によって生じるのであり、循環用ファン７の回転速度に
直接関係しない。したがって、たとえ最高速の定格運転
を継続したとしても、発熱体の発熱量が変化すると、ヒ
ートスポットが発生する懸念がある。また、当然常時定
格運転すれば消費電力が増大する。That is, this heat spot is generated by the temperature distribution and is not directly related to the rotation speed of the circulation fan 7. Therefore, even if the rated operation at the highest speed is continued, if the amount of heat generated by the heating element changes, a heat spot may occur. In addition, if the rated operation is always performed, the power consumption naturally increases.
【００１１】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、発熱体近傍に設けた温度センサの温度と温
度の時間変化量からファジィ演算を実施して、発熱体の
熱を筐体の壁に伝達させて壁外面から外へ放熱させる熱
伝達用ファンの流量を最適流量に制御することによっ
て、発熱体の熱を効率よく筐体外へ放熱でき、かつ筐体
内にヒートスポットが発生するのを極力抑制でき、筐体
内の温度分布をより均一化でき、かつ消費電力を低減で
きる筐体内温度制御装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and fuzzy calculation is performed from the temperature of a temperature sensor provided in the vicinity of the heating element and the time change amount of the temperature, and the heat of the heating element is stored in the housing. By controlling the flow rate of the heat transfer fan, which transfers the heat to the wall to radiate heat from the outer surface of the wall, to the optimum flow rate, the heat of the heating element can be efficiently radiated to the outside of the housing, and a heat spot is generated inside the housing. It is an object of the present invention to provide an in-casing temperature control device capable of suppressing the above-mentioned problem as much as possible, making the temperature distribution in the casing more uniform, and reducing power consumption.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に本発明の筐体内温度制御装置においては、発熱体近傍
に配設された温度センサと、筐体内に配設され、発熱体
から放出される熱を筐体の壁に伝達させてこの壁の外面
から筐体外へ放熱させるための熱伝達用ファンと、温度
センサにて検出された温度の程度を示す温度メンバシッ
プ関数と、温度センサにて検出された温度の時間変化量
の程度を示す変化量メンバシップ関数と、温度と時間変
化量と熱伝達用ファンの風量との関係を規定する推論ル
ールと、各メンバシップ関数および推論ルールを用いて
熱伝達用ファンの最適風量を推論する推論演算部と、こ
の推論演算部にて得られた最適風量に熱伝達用ファンを
回転駆動するファン駆動部とを備えたものである。In order to solve the above-mentioned problems, in a temperature control device in a housing of the present invention, a temperature sensor arranged in the vicinity of a heating element and a temperature sensor arranged in the housing and discharged from the heating element. Heat transfer fan for transmitting the generated heat to the wall of the housing and radiating the heat from the outer surface of the wall to the outside of the housing, a temperature membership function indicating the degree of temperature detected by the temperature sensor, and a temperature sensor Change membership function that indicates the degree of temperature change over time detected by, and inference rules that define the relationship between temperature, time change, and air volume of the heat transfer fan, and membership functions and inference rules An inference calculation unit that infers the optimum air flow rate of the heat transfer fan by using the above, and a fan drive unit that rotationally drives the heat transfer fan to the optimum air flow amount obtained by this inference calculation unit.
【００１３】[0013]
【作用】先ず、このように構成された筐体内温度制御装
置の動作原理を説明する。First, the operation principle of the temperature control device in the housing thus constructed will be described.
【００１４】この発明における熱伝達用ファンは図７に
示した従来の循環用ファン７とはその使用目的が全く異
なる。循環用ファン７はあくまで空気の循環流路９を形
成するためのものである。しかし、本発明の熱伝達用フ
ァンは、発熱体から放出される熱を筐体の壁に伝達させ
てこの壁の外面から筐体外へ放熱させる機能を有する。The heat transfer fan according to the present invention is completely different in purpose of use from the conventional circulation fan 7 shown in FIG. The circulation fan 7 is only for forming the air circulation passage 9. However, the heat transfer fan of the present invention has a function of transferring the heat emitted from the heating element to the wall of the housing and radiating the heat from the outer surface of the wall to the outside of the housing.
【００１５】すなわち、この発明においては、発熱体か
ら放射される熱は図７に示す排気ファン４を介して筐体
外へ放熱させるのではなく、筐体の壁の外面から放熱さ
せる。なお、筐体の壁の外面から効率的に放熱させるた
めには、筐体内部の温度分布の均一化が重要となる。一
般に、温度Ｔi の発熱体から温度Ｔj の空気中へ運ばれ
る熱量Ｑは次の熱輸送式で示される。 Ｑ＝α・Ａ・ΔＴ ＝α・Ａ・（Ｔi −Ｔj ） …(1) 但し、αは熱伝達率であり、Ａは発熱体の表面積であ
る。That is, in the present invention, the heat radiated from the heating element is not radiated to the outside of the housing via the exhaust fan 4 shown in FIG. 7, but is radiated from the outer surface of the wall of the housing. In order to efficiently dissipate heat from the outer surface of the wall of the housing, it is important to make the temperature distribution inside the housing uniform. In general, the amount of heat Q transferred from a heating element having a temperature Ti to the air having a temperature Tj is represented by the following heat transport equation. Q = αAΔT = αA (Ti-Tj) (1) where α is the heat transfer coefficient and A is the surface area of the heating element.
【００１６】発熱体の表面積Ａと空気の温度Ｔｊとは固
定値である。そして、定常状態においては、筐体内に収
納された発熱体の単位時間当りの発熱量とこの筐体から
外部へ放熱される単位時間当りの放熱量が一致してい
る。したがって、この空気中へ放出される熱量Ｑが一定
と仮定した条件においては、発熱体の温度Ｔi は次式で
示される。 Ｔi ＝［Ｑ／（Ａ・α）］＋Ｔｊ …（２） The surface area A of the heating element and the temperature Tj of the air are fixed values. In the steady state, the heat generation amount per unit time of the heating element housed in the housing and the heat radiation amount per unit time radiated from the housing to the outside are the same. Therefore, under the condition that the amount of heat Q released into the air is constant, the temperature Ti of the heating element is expressed by the following equation. Ti = [Q / (A.alpha.)] + Tj (2)
【００１７】したがって、筐体内に収納された発熱体の
温度Ｔｉ をある規定温度ＴS に制御するためには、熱
伝達率αを変更させる必要がある。この熱伝達率αは、
発熱体から空気中（筐体外）へ移動する熱の移動効率を
示すものであるので、発熱体近傍の風量Ｗを変化させれ
ばよい。例えば、発熱体の温度Ｔi を低下させる場合は
風量Ｗを増加すればよい。Therefore, it is necessary to change the heat transfer coefficient α in order to control the temperature Ti of the heating element housed in the housing to a certain specified temperature T S. This heat transfer coefficient α is
This indicates the efficiency of heat transfer from the heating element into the air (outside the housing), so the air volume W in the vicinity of the heating element may be changed. For example, when lowering the temperature Ti of the heating element, the air volume W may be increased.
【００１８】したがって、この発明においては、熱伝達
用ファンの風量Ｗを、発熱体近傍に配置された温度セン
サにて検出された温度Ｔとこの温度の時間変化量（温度
勾配）Ｄ（＝ｄＴ／ｄｔ）の各程度を示す各メンバシッ
プ関数と、温度と時間変化量と風量との関係を規定する
推論ルールを用いて、ファジィ演算によって求めてい
る。Therefore, according to the present invention, the air flow rate W of the heat transfer fan is set to the temperature T detected by the temperature sensor arranged near the heating element and the time change amount (temperature gradient) D (= dT) of this temperature. / Dt) each membership function indicating each degree, and the inference rule that defines the relationship between the temperature, the time variation, and the air flow, and is obtained by fuzzy calculation.
【００１９】この発明においては、熱伝達用ファンの風
量Ｗを制御することによって、発熱体近傍の空気の澱み
やヒートスポットをなくし、熱伝達率αを操作すること
によって、所要の熱量を筐体外面から放熱させることが
でき、筐体内の温度を所定温度に制御できる。In the present invention, by controlling the air flow rate W of the heat transfer fan, the stagnation and heat spot of the air in the vicinity of the heating element are eliminated, and the heat transfer coefficient α is manipulated to obtain the required heat quantity. The heat can be radiated from the outer surface, and the temperature inside the housing can be controlled to a predetermined temperature.
【００２０】[0020]
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２１】図２は実施例の筐体内温度制御装置が適用
される筐体を示す断面模式図である。箱型に形成された
筐体２１の一方の側壁２１ａの下部に吸気ファン２２が
取付けられており、他方の側壁２１ｂの上部に排気ファ
ン２３が取付けられている。そして、この筐体２１の底
面２１ｃ上に発熱体として複数のＰＣ基板２４が装着さ
れたボードシャーシ２５が取付けられている。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a case to which the temperature control device in the case of the embodiment is applied. An intake fan 22 is attached to the lower portion of one side wall 21a of the box-shaped housing 21, and an exhaust fan 23 is attached to the upper portion of the other side wall 21b. A board chassis 25, on which a plurality of PC boards 24 are mounted as a heating element, is mounted on the bottom surface 21c of the housing 21.
【００２２】そして、発熱体としてのＰＣ基板２４の側
壁２１ｂ側に温度センサ２６が取付けられている。ま
た、ボードシャーシ２５の側壁２１ｂ側に熱伝達用ファ
ン２７が取付けられている。A temperature sensor 26 is attached to the side wall 21b of the PC board 24 serving as a heating element. A heat transfer fan 27 is attached to the side wall 21b of the board chassis 25.
【００２３】吸気ファン２２および排気ファン２３が駆
動されると、図中実線で示す空気の流路２８が形成され
る。また、熱伝達用ファン２７が駆動されると図中点線
で示す空気の循環流路２８が形成される。また、発熱体
としての各ＰＣ基板２４から放射される熱は、この空気
の循環流路２８を流れる空気によって、図中矢印３０方
向へ伝達されて側壁２１ｂに伝わり、さらにこの側壁２
１ｂ内を伝達され、側壁２１ｂ外面から筐体２１外へ放
熱される。When the intake fan 22 and the exhaust fan 23 are driven, an air flow path 28 shown by a solid line in the drawing is formed. Further, when the heat transfer fan 27 is driven, an air circulation passage 28 shown by a dotted line in the drawing is formed. In addition, the heat radiated from each PC board 24 as a heating element is transmitted in the direction of arrow 30 in the drawing by the air flowing through the air circulation channel 28, and is transmitted to the side wall 21b.
It is transmitted through the inside of 1b and is radiated from the outer surface of the side wall 21b to the outside of the housing 21.
【００２４】図１は筐体内温度制御装置の概略構成を示
すブロック図である。制御部３１は一種のマイクロコン
ピュータで構成されている。この制御部３１は、各メン
バシップ関数を記憶するメンバシップ関数記憶部３２と
各推論ルールを記憶する推論ルール記憶部３３および例
えば制御プログラムで構成された推論演算部３４とで構
成されている。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic structure of the temperature control device in the housing. The control unit 31 is composed of a kind of microcomputer. The control unit 31 includes a membership function storage unit 32 that stores each membership function, an inference rule storage unit 33 that stores each inference rule, and an inference operation unit 34 that is composed of, for example, a control program.
【００２５】そして、この制御部３１に温度センサ２６
にて検出された温度Ｔ（°Ｋ）が入力される。また、制
御部３１には、熱伝達用ファン２７の熱伝達用モータ２
７ａを回転駆動するモータ駆動回路２７ｂが接続されて
いる。したがって、この熱伝達用モータ２７ａおよびモ
ータ駆動回路２７ｂはファン駆動部を構成する。さら
に、制御部３１には吸気ファン２２および排気ファン２
３の各モータ２２ａ，２３ａを駆動する各モータ駆動回
路２２ｂ，２３ｂが接続されている。The temperature sensor 26 is attached to the control unit 31.
The temperature T (° K) detected at is input. In addition, the control unit 31 includes the heat transfer motor 2 of the heat transfer fan 27.
A motor drive circuit 27b for rotationally driving 7a is connected. Therefore, the heat transfer motor 27a and the motor drive circuit 27b form a fan drive unit. Further, the control unit 31 includes the intake fan 22 and the exhaust fan 2
The respective motor drive circuits 22b and 23b for driving the respective motors 22a and 23a of No. 3 are connected.
【００２６】熱伝達用ファン２７は温度センサ２６にて
検出された温度Ｔおよびこの温度の時間変化量Ｄの値に
応じて、その回転速度が前記制御部３１によって可変制
御される。なお、吸気ファン２２および排気ファン２３
はこの制御部３１が起動されると、回転開始し、常に定
格速度で回転駆動されている。すなわち、吸気ファン２
２および排気ファン２３は熱伝達用ファン２７の補助的
機能を有している。前記メンバシップ関数記憶部３２内
には、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す３種類のメンバシ
ップ関数が記憶されている。The rotation speed of the heat transfer fan 27 is variably controlled by the control unit 31 according to the temperature T detected by the temperature sensor 26 and the value of the time variation D of this temperature. The intake fan 22 and the exhaust fan 23
When the control unit 31 is activated, the rotation starts, and the rotation is always driven at the rated speed. That is, the intake fan 2
2 and the exhaust fan 23 have an auxiliary function of the heat transfer fan 27. In the membership function storage unit 32, three types of membership functions shown in FIGS. 3 (a) (b) (c) are stored.
【００２７】図３（ａ）は温度メンバシップ関数であ
り、図示するように、予め定められた規定温度ＴS に対
して、適温と判断する確信度（程度，グレード）を示す
メンバシップ関数ＺT と、低いと判断する確信度を示す
メンバシップ関数ＮT と、高いと判断する確信度を示す
メンバシップ関数ＰT とが記憶されている。なお、具体
的には、入力値は前記規定温度ＴS との温度差ΔＴで示
される。 ΔＴ＝Ｔ−ＴS FIG. 3A shows a temperature membership function. As shown in the figure, a membership function Z indicating the certainty factor (degree, grade) of judging that the temperature is appropriate with respect to a predetermined temperature T S set in advance. T , a membership function N T indicating a certainty factor determined to be low, and a membership function P T indicating a certainty factor determined to be high are stored. In addition, specifically, the input value is indicated by a temperature difference ΔT from the specified temperature T S. ΔT = T−T S
【００２８】また、図３（ｂ）は変化量メンバシップ関
数である。図５に示すように、温度Ｔが時間ｔ経過と共
に変動するが、その変動の程度に応じて熱伝達用ファン
２７の回転速度を可変制御する必要がある。したがっ
て、制御部３１は温度センサ２６から得られる温度Ｔを
時間微分した時間変化量Ｄ（＝ｄＴ／ｔ：°Ｋ／min ）
を監視している。FIG. 3B shows a change amount membership function. As shown in FIG. 5, the temperature T fluctuates with the passage of time t, but it is necessary to variably control the rotation speed of the heat transfer fan 27 according to the degree of the fluctuation. Therefore, the control unit 31 controls the time variation D (= dT / t: ° K / min) obtained by differentiating the temperature T obtained from the temperature sensor 26 with respect to time.
Are watching.
【００２９】そして、図示するように、変化なしと判断
する確信度を示すメンバシップ関数ＺD と、温度が急激
に低下したと判断する確信度を示すメンバシップ関数Ｎ
D と、急激に上昇したと判断する確信度を示すメンバシ
ップ関数ＰD とが記憶されている。Then, as shown in the figure, a membership function Z D indicating the certainty factor for determining that there is no change and a membership function N indicating the certainty factor for determining that the temperature has drastically decreased.
D and a membership function P D that indicates the certainty factor for determining that the sharp increase has been stored.
【００３０】さらに、図３（ｃ）は出力メンバシシップ
関数である。熱伝達用ファン２７による風量Ｗ（ｍ3 ／
min ）は０でよいと判断する確信度を示すすメンバシッ
プ関数Ｚと、図２に示すように正方向に小さい風量Ｗが
必要であると判断する確信度を示すメンバシップ関数Ｐ
Ｓと、正方向に大きい風量Ｗが必要であると判断する確
信度を示すメンバシップ関数ＰＢとが記憶されている。Further, FIG. 3 (c) shows an output membership function. Air volume W (m 3 by the heat transfer fan 27 /
min) is a membership function Z indicating a certainty factor for determining that 0 is sufficient, and a membership function P indicating a certainty factor for determining that a small air volume W is required in the positive direction as shown in FIG.
S and a membership function PB indicating a certainty factor for determining that a large air volume W is required in the positive direction are stored.
【００３１】また、推論ルール記憶部３３内には、図４
のテーブルで示す複数の推論ルールが記憶されている。
例えば、温度（温度差ΔＴ）が適温ＺT でかつ時間変化
量Ｄ（＝ｄＴ／ｄｔ）が変化なしＺD の場合、風量Ｗは
０（Ｚ）である。さらに、温度（温度差ΔＴ）が高いＰ
T でかつ時間変化量Ｄ（＝ｄＴ／ｄｔ）が急激に上昇Ｐ
D の場合、風量Ｗは正の大風量ＰＢである。Further, in the inference rule storage unit 33, FIG.
A plurality of inference rules shown in the table are stored.
For example, when the temperature (temperature difference ΔT) is the appropriate temperature Z T and the time variation D (= dT / dt) is Z D without change, the air volume W is 0 (Z). Furthermore, P with high temperature (temperature difference ΔT)
At time T , the time variation D (= dT / dt) rises sharply P
In the case of D , the air volume W is a positive large air volume PB.
【００３２】このように構成された筐体内温度制御装置
において、装置の電源が投入されると、制御部３１が起
動して、各モータ駆動回路２２ｂ，２３ｂが起動され、
吸気ファン２２，排気ファン２３は定格速度で回転開始
する。In the temperature control device in the housing thus constructed, when the power of the device is turned on, the control unit 31 is activated and each motor drive circuit 22b, 23b is activated,
The intake fan 22 and the exhaust fan 23 start rotating at the rated speed.
【００３３】そして、制御部３１には発熱体としてのＰ
Ｃ基板２４近傍に取付けられた温度センサ２６から温度
Ｔ（°Ｋ）か入力されている。制御部３１は一定周期で
この温度Ｔを読取って規定温度ＴS からの温度差ΔＴお
よび時間変化量Ｄ（＝ｄＴ／ｄｔ）を算出する。The control unit 31 has a P as a heating element.
The temperature T (° K) is input from a temperature sensor 26 mounted near the C board 24. The control unit 31 reads the temperature T in a constant cycle and calculates the temperature difference ΔT from the specified temperature T S and the time change amount D (= dT / dt).
【００３４】そして、各算出された温度差ΔＴおよび時
間変化量Ｄの図３（ａ），図３（ｂ）の各メンバシッブ
関数における各確信度を求める。さらに、推論ルールを
用いて、各確信度が図３（ｃ）に示す各出力メンバシッ
プ関数Ｚ，ＰＳ，ＰＢにおいてどの程度を示すかの各推
論値を求める。そして、この求められた各推論値の重心
値を算出して、この値を熱伝達用ファン２７の最適風量
Ｗと決める。Then, the certainty factor of each calculated temperature difference ΔT and time variation D in each member function of FIGS. 3A and 3B is obtained. Further, by using the inference rule, each inference value of how much the certainty factor shows in each output membership function Z, PS, PB shown in FIG. 3C is obtained. Then, the center of gravity value of each obtained inferred value is calculated, and this value is determined as the optimum air flow rate W of the heat transfer fan 27.
【００３５】以上説明したMamdani 手法の具体例を説明
する。例えば温度センサ２６から検出された温度Ｔ1 に
対する温度差ΔＴ1 および時間変化量Ｄ1 が図３（ａ）
（ｂ）に示す各値であったとすると、図６に示すよう
に、各出力メンバシップＺ，ＰＳ，ＰＢにおいては、そ
れぞれ縦線、破線，斜線で示す領域が各確信度となる。
したがって、これらの各領域を加算した場合の重心の風
量Ｗ1 が最適風量Ｗとなる。A specific example of the Mamdani method described above will be described. For example, the temperature difference ΔT 1 and the time variation D 1 with respect to the temperature T 1 detected by the temperature sensor 26 are shown in FIG.
If the values are as shown in (b), as shown in FIG. 6, in each of the output memberships Z, PS, and PB, the areas indicated by vertical lines, broken lines, and diagonal lines are the certainty factors.
Therefore, the air volume W 1 at the center of gravity when these areas are added becomes the optimum air volume W.
【００３６】制御部３１は、このようなファジィ推論演
算手法にて得られた最適風量Ｗをモータ駆動回路２７ｂ
へ送出する。熱伝達用ファン２７の風量Ｗはモータ２２
ａの回転速度に対応するので、モータ駆動回路２７ｂは
対応する速度でモータ２７ａを回転駆動することによっ
て、熱伝達用ファン２７の風量Ｗが制御部３１から指定
された最適風量Ｗに制御される。The control unit 31 determines the optimum air volume W obtained by such a fuzzy inference calculation method as the motor drive circuit 27b.
Send to. The air volume W of the heat transfer fan 27 is set to the motor 22.
Since the motor drive circuit 27b rotationally drives the motor 27a at a corresponding speed, the air flow rate W of the heat transfer fan 27 is controlled to the optimum air flow rate W designated by the control unit 31. .
【００３７】このように構成された筐体内温度制御装置
によれば、例えば発熱体としてのＰＣ基板２４近傍の温
度Ｔが規定温度ＴS を越えて上昇すると、前述したファ
ジィ推論演算によって、熱伝達用ファン２７の風量Ｗが
増加する。熱伝達用ファン２７の風量Ｗが増加すると、
発熱体としての各ＰＣ基板２４から矢印３０方向へ伝達
され、側壁２１ｂへ入力される熱の熱伝達率αが増加す
る。熱伝達率αが増加すると、前述したように、発熱体
としてのＰＣ基板２４近傍の温度Ｔが低下する。According to the temperature control device in the housing thus constructed, for example, when the temperature T in the vicinity of the PC board 24 as a heating element rises above the specified temperature T S , the heat transfer is performed by the fuzzy inference calculation described above. The air volume W of the fan 27 increases. When the air volume W of the heat transfer fan 27 increases,
The heat transfer coefficient α of the heat transmitted from each PC board 24 as a heating element in the direction of the arrow 30 and input to the side wall 21b increases. When the heat transfer coefficient α increases, the temperature T near the PC board 24 serving as the heating element decreases, as described above.
【００３８】逆に、温度Ｔが規定温度ＴS を下回ると、
熱伝達用ファン２７の風量Ｗが減少し、熱伝達率αが低
下する。その結果、ＰＣ基板２４近傍の温度Ｔが上昇す
る。このように、発熱体としてのＰＣ基板２４近傍の温
度Ｔは予め設定された規定温度ＴS に制御される。On the contrary, when the temperature T falls below the specified temperature T S ,
The air volume W of the heat transfer fan 27 decreases, and the heat transfer coefficient α decreases. As a result, the temperature T near the PC board 24 rises. In this way, the temperature T in the vicinity of the PC board 24 serving as the heating element is controlled to the preset specified temperature T S.
【００３９】また、ＰＣ基板２４の発熱量が変化する
と、温度Ｔが規定温度ＴS に一致するように熱伝達用フ
ァン２７の風量Ｗが変化する。このように、ＰＣ基板２
４の発熱量に応じて熱伝達用ファン２７の風量Ｗが最適
値に変化するので、この熱伝達用ファン２７を効率的に
駆動できる。したがって、消費電力を必要最小限に抑制
できる。When the amount of heat generated by the PC board 24 changes, the air volume W of the heat transfer fan 27 changes so that the temperature T matches the specified temperature T S. In this way, the PC board 2
Since the air flow rate W of the heat transfer fan 27 changes to an optimum value according to the heat generation amount of No. 4, the heat transfer fan 27 can be efficiently driven. Therefore, the power consumption can be suppressed to the necessary minimum.
【００４０】また、たとえ筐体２１内に収納する発熱体
の種類や形状等が変更になったとしても熱伝達用ファン
２７の定格を変更したり、また取付位置を変更する必要
がない。Further, even if the type or shape of the heating element housed in the housing 21 is changed, it is not necessary to change the rating of the heat transfer fan 27 or change the mounting position.
【００４１】また、熱伝達用ファン２７による空気の循
環流路２９およびこの循環流路２９を流れる空気の風量
はその都度変化するので、図７の従来装置のように、発
熱量が変化した場合に発生する流れの澱みやヒートスポ
ットの発生確率を大幅に低減できる。その結果、筐体２
１内の温度分布をより均一にすることができる。Further, since the air circulation flow path 29 by the heat transfer fan 27 and the air flow rate of the air flowing through the circulation flow path 29 change each time, when the calorific value changes as in the conventional device of FIG. The probability of occurrence of flow stagnation and heat spots can be greatly reduced. As a result, the housing 2
The temperature distribution within 1 can be made more uniform.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上説明したように本発明の筐体内温度
制御装置によれば、発熱体近傍に設けた温度センサの温
度と温度の時間変化量からファジィ演算を実施して、発
熱体の熱を筐体の壁に伝達させて壁外面から外へ放熱さ
せる熱伝達用ファンの流量を最適流量に制御している。
したがって、発熱体の熱を効率よく筐体外へ放熱でき、
かつ筐体内にヒートスポットが発生するのを極力抑制で
き、筐体内の温度分布をより均一化でき、かつ消費電力
を低減できる。As described above, according to the temperature control device for a housing of the present invention, fuzzy calculation is performed from the temperature of the temperature sensor provided in the vicinity of the heating element and the time variation of the temperature, and the heat of the heating element is changed. The flow rate of the heat transfer fan for transmitting the heat to the wall of the housing and radiating the heat from the outer surface of the wall to the optimum is controlled.
Therefore, the heat of the heating element can be efficiently dissipated to the outside of the housing,
In addition, the generation of heat spots in the housing can be suppressed as much as possible, the temperature distribution in the housing can be made more uniform, and the power consumption can be reduced.
【図１】 本発明の一実施例に係わる筐体内温度制御装
置の概略構成を示すブロック図、FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a temperature control device in a housing according to an embodiment of the present invention,
【図２】 同実施例装置が適用される筐体を示す断面模
式図、FIG. 2 is a schematic sectional view showing a casing to which the device of the embodiment is applied,
【図３】 同実施例装置に記憶された各メンバシップ関
数を示す図、FIG. 3 is a diagram showing each membership function stored in the apparatus of the embodiment,
【図４】 同実施例装置に記憶された各推論ルール示す
図、FIG. 4 is a diagram showing each inference rule stored in the apparatus of the embodiment,
【図５】 同実施例装置の温度センサで検出された温度
の時間変化を示す図、FIG. 5 is a diagram showing a time change of temperature detected by a temperature sensor of the apparatus of the embodiment.
【図６】 同実施例装置のファジィ推論の動作を説明す
るための図、FIG. 6 is a diagram for explaining a fuzzy inference operation of the apparatus according to the first embodiment,
【図７】 回転制御されない通常の各ファンが取付けら
れた従来の筐体を示す断面模式図、FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a conventional housing to which each normal fan whose rotation is not controlled is attached.
【図８】 仕切板が設けられた従来の筐体を示す断面模
式図。FIG. 8 is a schematic sectional view showing a conventional housing provided with a partition plate.
２１…筐体、２２…吸気ファン、２３…排気ファン、２
４…ＰＣ基板、２５…シャーシボード、２６…温度セン
サ、２７…熱伝達用ファン、３１…制御部、３２…メン
バシップ関数記憶部、３３…推論ルール記憶部。21 ... Casing, 22 ... Intake fan, 23 ... Exhaust fan, 2
4 ... PC board, 25 ... Chassis board, 26 ... Temperature sensor, 27 ... Heat transfer fan, 31 ... Control section, 32 ... Membership function storage section, 33 ... Inference rule storage section.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｊ 8727−4Ｅ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H05K 7/20 J 8727-4E
Claims (1)
のほぼ全域に亘って所定温度に制御する筐体内温度制御
装置において、 前記発熱体近傍に配設された温度センサと、前記筐体内
に配設され、前記発熱体から放出される熱を前記筐体の
壁に伝達させてこの壁の外面から筐体外へ放熱させるた
めの熱伝達用ファンと、前記温度センサにて検出された
温度の程度を示す温度メンバシップ関数と、前記温度セ
ンサにて検出された温度の時間変化量の程度を示す変化
量メンバシップ関数と、前記温度と前記時間変化量と前
記熱伝達用ファンの風量との関係を規定する推論ルール
と、前記各メンバシップ関数および推論ルールを用いて
前記熱伝達用ファンの最適風量を推論する推論演算部
と、この推論演算部にて得られた最適風量に前記熱伝達
用ファンを回転駆動するファン駆動部とを備えた筐体内
温度制御装置。1. An in-housing temperature control device for controlling the temperature in a housing containing a heating element to a predetermined temperature over almost the entire area of the housing, wherein a temperature sensor disposed near the heating element and the housing. A heat transfer fan disposed inside the body for transferring the heat emitted from the heating element to the wall of the housing and radiating the heat from the outer surface of the wall to the outside of the housing; A temperature membership function indicating the degree of temperature, a change amount membership function indicating the degree of time change of the temperature detected by the temperature sensor, the temperature, the time change amount, and the air volume of the heat transfer fan. And an inference calculation section that infers the optimum air flow rate of the heat transfer fan using each of the membership functions and the inference rule, and the optimum air flow rate obtained by the inference operation section Heat transfer Casing temperature controller and a fan driving portion for rotating the emissions.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4172366A JP2947671B2 (en) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | Temperature control device in housing |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0619562A true JPH0619562A (en) | 1994-01-28 |
| JP2947671B2 JP2947671B2 (en) | 1999-09-13 |
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| JP (1) | JP2947671B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006252608A (en) * | 2005-03-08 | 2006-09-21 | Funai Electric Co Ltd | Cooling device of optical disk drive, and optical disk drive |
| JP2010206070A (en) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Nec Computertechno Ltd | Heating element cooling device, and heating element cooling method |
| JP2014107336A (en) * | 2012-11-26 | 2014-06-09 | Canon Inc | Electronic apparatus and control method thereof, and program |
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1992
- 1992-06-30 JP JP4172366A patent/JP2947671B2/en not_active Expired - Fee Related
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