情報処理装置
【課題】情報処理装置の使用状況にともなって半導体素子の温度が上昇する可能性が発生しても情報処理装置の動作を停止させない、あるいは情報処理装置の動作停止までの時間を遅らせる。
【解決手段】マイクロプロセッサ２１を有する情報処理回路２０と、情報処理回路２０を冷却する冷却ファン３３と、情報処理回路２０の温度を検出する温度センサ３１（１）〜３１（７）と、温度センサ３１（１）〜３１（７）の検出温度に基づき冷却ファン３３の回転数を制御するファン制御部３２と、冷却ファン３３による空気の流れの速度を検出する風速センサ３５と、冷却ファン３３の回転数と風速センサ３５の検出速度とに基づき空気の流れの異常を検出する異常検出部３４とを備え、異常検出部３４が異常を検出した場合に情報処理回路２０の消費電力を抑制する。
【解決手段】マイクロプロセッサ２１を有する情報処理回路２０と、情報処理回路２０を冷却する冷却ファン３３と、情報処理回路２０の温度を検出する温度センサ３１（１）〜３１（７）と、温度センサ３１（１）〜３１（７）の検出温度に基づき冷却ファン３３の回転数を制御するファン制御部３２と、冷却ファン３３による空気の流れの速度を検出する風速センサ３５と、冷却ファン３３の回転数と風速センサ３５の検出速度とに基づき空気の流れの異常を検出する異常検出部３４とを備え、異常検出部３４が異常を検出した場合に情報処理回路２０の消費電力を抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーソナルコンピュータや携帯情報端末等の情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータや携帯情報端末等の情報処理装置の分野では、オペレーティングシステムやアプリケーションソフトの高機能化が進んでいる。これに対応してマイクロプロセッサ等の半導体素子の高速化、高性能化も進み、これら半導体素子の消費電力も増加する傾向にある。そのため、これら半導体素子を効率よく冷却するとともに、半導体素子の温度が上昇した場合であっても半導体素子を破壊しないように適切な緊急処理を行うことが情報処理装置を設計する上で重要になってきている。
【０００３】
例えば特許文献１には、冷却風を送る冷却ファンを筐体内部に収納するとともに、半導体素子の温度が限界温度に達したことを検出する第１温度検出手段と、限界温度よりも低い温度で動作する第２温度検出手段とを備え、第２温度検出手段が動作すれば温度異常警報を発し、第１温度検出手段が動作すれば半導体装置を停止する緊急処理回路が開示されている。
【特許文献１】特開平４−２９５２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、情報処理装置の中でも、特にモバイルパソコン等は机上で使用されるだけでなく、例えば屋外で使用者のひざにのせて使用する、あるいは別の作業をしながらベルトで保持して使用する等、さまざまな状況で使用されている。そのため、冷却ファンの通気孔が塞がれる等の今まで想定していなかった状況で使用される可能性が出てきた。
【０００５】
そして、作業の状況によっては緊急処理回路が温度異常警報を発しても使用者が速やかに対応することができず、半導体素子の温度が限界温度に達して情報処理装置の動作が停止し、作業を続行できなくなる等のトラブルが発生していた。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、情報処理装置の使用状況にともなって半導体素子の温度が上昇する可能性が発生しても情報処理装置の動作を停止させない、あるいは情報処理装置の動作停止までの時間を遅らせる情報処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の情報処理装置は、マイクロプロセッサを有する情報処理回路と、情報処理回路を冷却する冷却ファンと、情報処理回路の温度を検出する温度センサと、温度センサの検出温度に基づき冷却ファンの回転数を制御するファン制御部と、冷却ファンによる空気の流れの速度を検出する風速センサと、冷却ファンの回転数と風速センサの検出速度とに基づき空気の流れの異常を検出する異常検出部とを備え、異常検出部が異常を検出した場合に情報処理回路の消費電力を抑制することを特徴とする。この構成により、情報処理装置の使用状況にともなって半導体素子の温度が上昇する可能性が発生しても情報処理装置の動作を停止させない、あるいは情報処理装置の動作停止までの時間を遅らせる情報処理装置を提供することができる。
【０００８】
また本発明の情報処理装置は、マイクロプロセッサの基準クロックの周波数を制御するクロック制御部を備え、異常検出部が異常を検出した場合にクロック制御部は基準クロックの周波数を低下させる構成であってもよい。
【０００９】
また本発明の情報処理装置は情報処理回路に接続されたディスプレイをさらに備え、ディスプレイの輝度を制御する輝度制御部を備え、異常検出部が異常を検出した場合に輝度制御部はディスプレイの輝度を低下させる構成であってもよい。
【００１０】
また本発明の情報処理装置は、温度センサの検出温度があらかじめ定められた温度しきい値以上の場合にはあらかじめ定められた終了プロセスを実行する構成であってもよい。この構成により、情報処理装置の破損を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、情報処理装置の使用状況にともなって半導体素子の温度が上昇する可能性が発生しても情報処理装置の動作を停止させない、あるいは情報処理装置の動作停止までの時間を遅らせる情報処理装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態における情報処理装置について、図面を用いて説明する。
【００１３】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における情報処理装置１０の斜視図である。情報処理装置１０は、画像や文字を表示するディスプレイ１１と、データを入力するためのキーボード１２と、筐体１４の内部に収納され情報処理を行う情報処理回路（図示せず）とを備えている。また筐体１４の側面には、筐体１４の内部の空気を排出するための通気孔１５が設けられている。ディスプレイ１１は、本実施の形態においては液晶表示素子とバックライトとで構成されている。しかし他の表示素子、例えば有機ＥＬ等を用いた表示素子で構成されていてもよい。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態における情報処理装置１０の回路ブロック図である。情報処理装置１０は、その本体部である情報処理回路２０、情報処理回路２０を冷却する冷却部３０、およびこれらに電力を供給する電源部４０を備えている。
【００１５】
情報処理回路２０は、ディスプレイ１１、キーボード１２、マイクロプロセッサ（以下、「ＣＰＵ」と略記する）２１、メモリ２２、ハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」と略記する）２３、グラフィックコントローラ２４、およびこれらを制御するチップセット２５を備えている。この中で、ＣＰＵ２１、メモリ２２、グラフィックコントローラ２４、チップセット２５は高速で動作するため発熱量が大きく、かつ温度上昇に弱い半導体素子である。またディスプレイ１１の表示輝度を上げるとバックライトに供給する電力が増加するので電源部４０の消費電力も上昇し電源部４０の発熱量も増加する。
【００１６】
冷却部３０は、複数個の温度センサ、本実施の形態においては７個の温度センサ３１（１）〜３１（７）、ファン制御部３２、冷却ファン３３、異常検出部３４、風速センサ３５、クロック制御部３６、輝度制御部３７を備えている。
【００１７】
温度センサ３１（１）〜３１（７）は情報処理回路２０の温度を検出するために設けられており、発熱量の大きい半導体素子、電源部４０および筐体１４に取り付けられている。例えば、温度センサ３１（１）はＣＰＵ２１に、温度センサ３１（２）はメモリ２２に、温度センサ３１（３）はグラフィックコントローラ２４に、温度センサ３１（４）はチップセット２５にそれぞれ取り付けられ、それぞれの半導体素子の温度を測定する。また温度センサ３１（５）は電源部４０に、温度センサ３１（６）は筐体１４の上面側の温度上昇の大きい部分に、温度センサ３１（７）は筐体１４の下面側の温度上昇の大きい部分にそれぞれ取り付けられ、その場所の温度を測定する。冷却ファン３３は情報処理回路２０を冷却するために設けられており、筐体１４内部の暖められた空気を排出する。風速センサ３５は冷却ファン３３の近傍に取り付けられ、冷却ファン３３により発生する空気の流れの速度Ｖ（以下、「風速Ｖ」と略記する）を検出する。
【００１８】
ファン制御部３２は、情報処理装置１０の各部に取り付けられた温度センサ３１（１）〜３１（７）の検出温度に基づき冷却ファン３３の回転数を設定することで、冷却ファン３３の回転数を制御して冷却ファン３３を駆動する。異常検出部３４は、ファン制御部３２が設定した冷却ファン３３の回転数と風速センサ３５の検出した風速Ｖとに基づき、通気孔１５が塞がれる等の空気の流れの異常を検出する。
【００１９】
クロック制御部３６は、情報処理回路２０のＣＰＵ２１、チップセット２５等の基準クロックの周波数を異常検出部３４の検出結果に基づき制御する。詳細は後述するが、異常検出部３４が異常を検出しなかった場合には基準クロックの周波数を通常処理の条件に設定し、異常検出部３４が異常を検出した場合には基準クロックの周波数を通常処理の条件よりも低い周波数に低下させて情報処理回路２０の消費電力を抑える。
【００２０】
輝度制御部３７は、ディスプレイ１１の輝度、本実施の形態においてはバックライトの輝度を異常検出部３４の検出結果に基づき制御する。詳細は後述するが、異常検出部３４が異常を検出しなかった場合にはバックライトの輝度を通常処理の条件に設定し、異常検出部３４が異常を検出した場合には、バックライトの輝度を通常処理の条件よりも低下させて情報処理回路２０の消費電力を抑える。
【００２１】
図３は、本発明の実施の形態における情報処理装置１０の各回路ブロックおよび温度センサ３１（１）〜３１（７）の配置を示す図である。筐体１４の内部にマザーボード１６が納められ、その上に、ＣＰＵ２１、メモリ２２、グラフィックコントローラ２４、チップセット２５、ファン制御部３２、異常検出部３４、クロック制御部３６、輝度制御部３７、電源部４０が実装されている。
【００２２】
また、ＣＰＵ２１、メモリ２２、グラフィックコントローラ２４、チップセット２５、および電源部４０の発熱部品のそれぞれに、上述した温度センサ３１（１）〜３１（５）が取り付けられ、筐体１４の上面側と下面側の温度上昇の大きい部分にそれぞれ温度センサ３１（６）、３１（７）が取り付けられている。
【００２３】
また、筐体１４の側面部には、防塵用のフィルタ３９を有する冷却ファン３３が取り付けられ、冷却ファン３３の近傍に、冷却ファン３３によって生じる空気の流れの風速を検出する風速センサ３５が設けられている。
【００２４】
次に冷却部３０の動作の詳細について説明する。図４は、本発明の実施の形態における情報処理装置１０の冷却部３０の動作を示すフローチャートであり、特にファン制御部３２の動作を中心に示している。
【００２５】
（ステップＳ１１）
ファン制御部３２は、情報処理装置１０の各部に取り付けられた温度センサ３１（１）〜３１（７）の検出温度θ（１）〜θ（７）を入力する。
【００２６】
（ステップＳ１２）
ファン制御部３２は、検出温度θ（１）〜θ（７）に基づき冷却ファン３３の回転数を設定して駆動する。具体的には、例えばＣＰＵ２１に取り付けられた温度センサ３１（１）の検出温度に対して、ＣＰＵ２１を安全に動作させるために必要な冷却ファン３３の回転数Ｒ（１）を求める。なお、温度センサ３１（１）の検出温度と冷却ファン３３の回転数Ｒ（１）との関係はあらかじめ実験的に求められている。同様にして、温度センサ３１（２）の検出温度に対してメモリ２２を安全に動作させるために必要な冷却ファン３３の回転数Ｒ（２）を求め、温度センサ３１（３）の検出温度に対してグラフィックコントローラ２４を安全に動作させるために必要な冷却ファン３３の回転数Ｒ（３）を求め、・・・、温度センサ３１（７）の検出温度に対して筐体１４の下面側を許容温度まで冷却するために必要な冷却ファン３３の回転数Ｒ（７）を求める。そして回転数Ｒ（１）〜Ｒ（７）の中から最も大きい値を選択し、その値を冷却ファン３３の回転数Ｒとして設定して冷却ファン３３を駆動する。
【００２７】
このようにして、温度センサ３１（１）〜３１（７）が情報処理装置１０の各部の温度上昇を検出すると、ファン制御部３２は冷却ファン３３の回転数Ｒを上げて情報処理回路２０の各部の温度上昇を抑える。
【００２８】
（ステップＳ１３）
ファン制御部３２は、入力した検出温度θ（１）〜θ（７）のそれぞれが正常な温度範囲にあるか否かを判定する。具体的には検出温度θ（１）〜θ（７）のそれぞれとあらかじめ定められている温度しきい値θｔｈ（１）〜θｔｈ（７）のそれぞれとを比較する。そして、すべての検出温度θ（ｉ）（ｉ＝１〜７）が温度しきい値θｔｈ（ｉ）未満であれば、ステップＳ１１に戻る。しかし、温度しきい値θｔｈ（ｉ）以上の検出温度θ（ｉ）が１つでもある場合には、緊急終了処理であるステップＳ１４に進む。
【００２９】
（ステップＳ１４）
ステップＳ１３において温度しきい値θｔｈ（ｉ）以上の検出温度θ（ｉ）が１つでもある場合には情報処理装置１０はあらかじめ定められた終了プロセスを実行する緊急終了処理を行う。本実施の形態においては、ディスプレイ１１や発光ダイオード等を用いて温度異常が発生したことを警告するとともに、アプリケーションの終了処理等を実行して情報処理回路２０の動作を終了する。これにより、情報処理装置１０の破損を防ぐことができる。
【００３０】
図５は、本発明の実施の形態における情報処理装置１０の冷却部３０の動作を示すフローチャートであり、特に異常検出部３４の動作を中心に示している。
【００３１】
（ステップＳ２１）
異常検出部３４は、ファン制御部３２が設定した冷却ファン３３の回転数Ｒを入力し、また風速センサ３５が検出した風速Ｖを入力する。
【００３２】
（ステップＳ２２）
異常検出部３４は、冷却ファン３３が回転数Ｒで回転したときに予測される風速Ｖｔｈ（Ｒ）と風速センサ３５が検出した風速Ｖとを比較する。図６は、本発明の実施の形態における情報処理装置１０の冷却ファン３３の回転数Ｒとそのときに予測される風速Ｖｔｈ（Ｒ）との関係を模式的に示す図である。このように冷却ファン３３の回転数Ｒが増加するにしたがって、予測される風速Ｖｔｈ（Ｒ）も増加する。なお、風速Ｖはフィルタ３９にごみが付着すると低下するが、予測される風速Ｖｔｈ（Ｒ）としては、情報処理装置１０の回路にダメージを与えない程度にごみが付着することを想定した値に設定されている。
【００３３】
そして、風速Ｖが予測される風速Ｖｔｈ（Ｒ）以上であれば、異常検出部３４は、通気孔１５が塞がれる等の異常は発生しておらず、冷却ファン３３によって情報処理装置１０が正常に冷却されているものと判定し、次のステップＳ２３に進む。しかし、風速Ｖが予測される風速Ｖｔｈ（Ｒ）未満であれば、異常検出部３４は、通気孔１５が塞がれている等の異常が発生していると判定し、緊急電力抑制処理であるステップＳ２４に進む。
【００３４】
（ステップＳ２３）
ステップＳ２２で異常検出部３４が異常を検出しなかった場合には、情報処理装置１０は通常処理の条件で動作する。本実施の形態においては、クロック制御部３６は基準クロックの周波数を通常処理の条件に設定し、輝度制御部３７はバックライトの輝度を通常処理の条件に設定する。その後、ステップＳ２１に戻る。
【００３５】
（ステップＳ２４）
ステップＳ２２で異常検出部３４が異常を検出した場合には、情報処理装置１０は、使用者に警告表示を行うとともに情報処理回路２０の消費電力を抑制する緊急電力抑制処理の条件に切り換える。
【００３６】
具体的には、異常検出部３４はディスプレイに警告表示を行う。警告表示としては、例えばディスプレイ１１に「通気孔が塞がっています！」等のメッセージを表示する、あるいは警告用の発光ダイオードを点灯させる等である。さらに異常検出部３４はクロック制御部３６を制御して基準クロックの周波数を通常処理の条件よりも低い周波数に設定し、輝度制御部３７を制御してバックライトの輝度を通常処理の条件よりも低い輝度に設定する。このようにして異常検出部３４は、情報処理回路２０の消費電力を下げて各部の発熱量を抑制し、温度上昇を抑える。その後、ステップＳ２１に戻る。
【００３７】
次に、情報処理装置１０の動作の一例について、ＣＰＵ２１の温度θ（１）を例に説明する。図７は、本発明の実施の形態における情報処理装置１０の風速Ｖと温度θ（１）との変化の一例を示す図であり、図７（ａ）は風速Ｖの変化を、図７（ｂ）は温度θ（１）の変化をそれぞれ示している。
【００３８】
時刻ｔ１以前においては、風速センサ３５の検出した風速Ｖは予想される風速Ｖｔｈ（Ｒ）以上であり、冷却ファン３３によって情報処理装置１０が正常に冷却されている。そのためＣＰＵ２１の温度θ（１）は温度しきい値θｔｈ（１）以下である。
【００３９】
時刻ｔ１において、通気孔１５が塞がれ、風速センサ３５の検出した風速Ｖが予想される風速Ｖｔｈ（Ｒ）未満に低下したとする。
【００４０】
このとき仮に情報処理回路２０が時刻ｔ１以前と同様に通常処理を継続したと仮定すると、ＣＰＵ２１等の半導体素子の放出する熱を筐体１４の外部に排出することができなくなり筐体１４内部の温度が急激に上昇する。そのため、図７（ｂ）に一点鎖線で示したように温度センサ３１（１）の検出温度も急激に上昇する。そして、時刻ｔ２において温度センサ３１（１）の検出温度が温度しきい値θｔｈ（１）を超えると、情報処理装置１０は情報処理回路の破損を防ぐために緊急終了処理を行い情報処理装置１０の動作を終了する。このように短時間のうちに情報処理装置１０が停止し、作業を続行できなくなる。
【００４１】
しかしながら本実施の形態における情報処理装置１０によれば、時刻ｔ１において風速Ｖが予測される風速Ｖｔｈ（Ｒ）未満になったことを異常検出部３４が検出する。そして時刻ｔ１において、異常検出部３４は警告表示を行うとともに、クロック制御部３６を制御して基準クロックの周波数を通常処理の条件よりも低い周波数に設定し、輝度制御部３７を制御してバックライトの輝度を通常処理の条件よりも低い輝度に設定する。このようにして異常検出部３４は、情報処理回路２０の消費電力を下げて各部の発熱量を抑制する。
【００４２】
その結果、図７（ｂ）に実線で示したように温度センサ３１（１）の検出温度の上昇速度も緩やかになり、温度センサ３１（１）の検出温度は温度しきい値θｔｈ（１）未満に抑えられる。あるいは温度センサ３１（１）の検出温度が温度しきい値θｔｈ（１）以上になって情報処理装置１０が動作を停止するまでの時間を遅らせることができる。
【００４３】
そしてこの間に使用者が障害物を取り除く等、必要な対応をとることにより風速Ｖが予想される風速Ｖｔｈ（Ｒ）以上に回復したとすると、クロック制御部３６は基準クロックの周波数を通常処理の条件に戻し、輝度制御部３７はバックライトの輝度を通常処理の条件に戻す。このようにして、情報処理装置１０の動作が停止し作業を続行できなくなる等のトラブルを回避することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態においては、異常検出部３４はファン制御部３２が設定した冷却ファン３３の回転数Ｒと風速センサの検出した風速とに基づき異常を検出する構成であるものとして説明した。しかし本発明はこれに限定されるものではなく、例えば冷却ファン３３に回転数Ｒを検出する回転数センサを設け、回転数センサの検出回転数と風速センサの検出した風速とに基づき異常を検出する構成であってもよい。この構成によれば、冷却ファン３３の故障も検出することができる。
【００４５】
また、本実施の形態においては、風速Ｖが予測される風速Ｖｔｈ（Ｒ）未満であれば、基準クロックの周波数を下げ、かつバックライトの輝度を下げることによって情報処理回路２０の消費電力を下げる構成について説明した。しかし本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＨＤＤ２３にアクセスする回数を制限する等、他の方法により情報処理回路２０の消費電力を下げる構成であってもよい。
【００４６】
また、本実施の形態においては、クロック制御部３６により基準クロックの周波数を制御するとして説明を行った。しかしＣＰＵ２１やチップセット２５等のデバイスによっては、独自の動作周波数で動作するものもある。この場合には、クロック制御部３６が、各デバイスに対して個別に動作周波数の制御を行うとしてもよい。
【００４７】
また、本実施の形態においては情報処理装置としてパソコンを例として説明したが、本発明は携帯電話、携帯情報端末、ゲーム機等の各種の情報処理装置に広く応用することができる。
【００４８】
また、本実施の形態において用いた具体的な各数値は、単に一例を挙げたに過ぎず、情報処理装置の仕様等に合わせて、適宜最適な値に設定することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の情報処理装置は、使用状況にともなって半導体素子の温度が上昇する可能性が発生しても情報処理装置の動作を停止させない、あるいは情報処理装置の動作停止までの時間を遅らせることができ、パーソナルコンピュータや携帯情報端末等の情報処理装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態における情報処理装置の斜視図
【図２】本発明の実施の形態における情報処理装置の回路ブロック図
【図３】本発明の実施の形態における情報処理装置の各回路ブロックおよび温度センサの配置を示す図
【図４】本発明の実施の形態における情報処理装置の冷却部の動作を示すフローチャート
【図５】本発明の実施の形態における情報処理装置の冷却部の動作を示すフローチャート
【図６】本発明の実施の形態における情報処理装置の冷却ファンの回転数とそのときに予測される風速との関係を模式的に示す図
【図７】本発明の実施の形態における情報処理装置の風速と温度との変化の一例を示す図
【符号の説明】
【００５１】
１０ 情報処理装置
１１ ディスプレイ
１２ キーボード
１４ 筐体
１５ 通気孔
２０ 情報処理回路
２１ マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）
２２ メモリ
２３ ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）
２４ グラフィックコントローラ
２５ チップセット
３０ 冷却部
３１（１）〜３１（７） 温度センサ
３２ ファン制御部
３３ 冷却ファン
３４ 異常検出部
３５ 風速センサ
３６ クロック制御部
３７ 輝度制御部
３９ フィルタ
４０ 電源部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーソナルコンピュータや携帯情報端末等の情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータや携帯情報端末等の情報処理装置の分野では、オペレーティングシステムやアプリケーションソフトの高機能化が進んでいる。これに対応してマイクロプロセッサ等の半導体素子の高速化、高性能化も進み、これら半導体素子の消費電力も増加する傾向にある。そのため、これら半導体素子を効率よく冷却するとともに、半導体素子の温度が上昇した場合であっても半導体素子を破壊しないように適切な緊急処理を行うことが情報処理装置を設計する上で重要になってきている。
【０００３】
例えば特許文献１には、冷却風を送る冷却ファンを筐体内部に収納するとともに、半導体素子の温度が限界温度に達したことを検出する第１温度検出手段と、限界温度よりも低い温度で動作する第２温度検出手段とを備え、第２温度検出手段が動作すれば温度異常警報を発し、第１温度検出手段が動作すれば半導体装置を停止する緊急処理回路が開示されている。
【特許文献１】特開平４−２９５２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、情報処理装置の中でも、特にモバイルパソコン等は机上で使用されるだけでなく、例えば屋外で使用者のひざにのせて使用する、あるいは別の作業をしながらベルトで保持して使用する等、さまざまな状況で使用されている。そのため、冷却ファンの通気孔が塞がれる等の今まで想定していなかった状況で使用される可能性が出てきた。
【０００５】
そして、作業の状況によっては緊急処理回路が温度異常警報を発しても使用者が速やかに対応することができず、半導体素子の温度が限界温度に達して情報処理装置の動作が停止し、作業を続行できなくなる等のトラブルが発生していた。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、情報処理装置の使用状況にともなって半導体素子の温度が上昇する可能性が発生しても情報処理装置の動作を停止させない、あるいは情報処理装置の動作停止までの時間を遅らせる情報処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の情報処理装置は、マイクロプロセッサを有する情報処理回路と、情報処理回路を冷却する冷却ファンと、情報処理回路の温度を検出する温度センサと、温度センサの検出温度に基づき冷却ファンの回転数を制御するファン制御部と、冷却ファンによる空気の流れの速度を検出する風速センサと、冷却ファンの回転数と風速センサの検出速度とに基づき空気の流れの異常を検出する異常検出部とを備え、異常検出部が異常を検出した場合に情報処理回路の消費電力を抑制することを特徴とする。この構成により、情報処理装置の使用状況にともなって半導体素子の温度が上昇する可能性が発生しても情報処理装置の動作を停止させない、あるいは情報処理装置の動作停止までの時間を遅らせる情報処理装置を提供することができる。
【０００８】
また本発明の情報処理装置は、マイクロプロセッサの基準クロックの周波数を制御するクロック制御部を備え、異常検出部が異常を検出した場合にクロック制御部は基準クロックの周波数を低下させる構成であってもよい。
【０００９】
また本発明の情報処理装置は情報処理回路に接続されたディスプレイをさらに備え、ディスプレイの輝度を制御する輝度制御部を備え、異常検出部が異常を検出した場合に輝度制御部はディスプレイの輝度を低下させる構成であってもよい。
【００１０】
また本発明の情報処理装置は、温度センサの検出温度があらかじめ定められた温度しきい値以上の場合にはあらかじめ定められた終了プロセスを実行する構成であってもよい。この構成により、情報処理装置の破損を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、情報処理装置の使用状況にともなって半導体素子の温度が上昇する可能性が発生しても情報処理装置の動作を停止させない、あるいは情報処理装置の動作停止までの時間を遅らせる情報処理装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態における情報処理装置について、図面を用いて説明する。
【００１３】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における情報処理装置１０の斜視図である。情報処理装置１０は、画像や文字を表示するディスプレイ１１と、データを入力するためのキーボード１２と、筐体１４の内部に収納され情報処理を行う情報処理回路（図示せず）とを備えている。また筐体１４の側面には、筐体１４の内部の空気を排出するための通気孔１５が設けられている。ディスプレイ１１は、本実施の形態においては液晶表示素子とバックライトとで構成されている。しかし他の表示素子、例えば有機ＥＬ等を用いた表示素子で構成されていてもよい。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態における情報処理装置１０の回路ブロック図である。情報処理装置１０は、その本体部である情報処理回路２０、情報処理回路２０を冷却する冷却部３０、およびこれらに電力を供給する電源部４０を備えている。
【００１５】
情報処理回路２０は、ディスプレイ１１、キーボード１２、マイクロプロセッサ（以下、「ＣＰＵ」と略記する）２１、メモリ２２、ハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」と略記する）２３、グラフィックコントローラ２４、およびこれらを制御するチップセット２５を備えている。この中で、ＣＰＵ２１、メモリ２２、グラフィックコントローラ２４、チップセット２５は高速で動作するため発熱量が大きく、かつ温度上昇に弱い半導体素子である。またディスプレイ１１の表示輝度を上げるとバックライトに供給する電力が増加するので電源部４０の消費電力も上昇し電源部４０の発熱量も増加する。
【００１６】
冷却部３０は、複数個の温度センサ、本実施の形態においては７個の温度センサ３１（１）〜３１（７）、ファン制御部３２、冷却ファン３３、異常検出部３４、風速センサ３５、クロック制御部３６、輝度制御部３７を備えている。
【００１７】
温度センサ３１（１）〜３１（７）は情報処理回路２０の温度を検出するために設けられており、発熱量の大きい半導体素子、電源部４０および筐体１４に取り付けられている。例えば、温度センサ３１（１）はＣＰＵ２１に、温度センサ３１（２）はメモリ２２に、温度センサ３１（３）はグラフィックコントローラ２４に、温度センサ３１（４）はチップセット２５にそれぞれ取り付けられ、それぞれの半導体素子の温度を測定する。また温度センサ３１（５）は電源部４０に、温度センサ３１（６）は筐体１４の上面側の温度上昇の大きい部分に、温度センサ３１（７）は筐体１４の下面側の温度上昇の大きい部分にそれぞれ取り付けられ、その場所の温度を測定する。冷却ファン３３は情報処理回路２０を冷却するために設けられており、筐体１４内部の暖められた空気を排出する。風速センサ３５は冷却ファン３３の近傍に取り付けられ、冷却ファン３３により発生する空気の流れの速度Ｖ（以下、「風速Ｖ」と略記する）を検出する。
【００１８】
ファン制御部３２は、情報処理装置１０の各部に取り付けられた温度センサ３１（１）〜３１（７）の検出温度に基づき冷却ファン３３の回転数を設定することで、冷却ファン３３の回転数を制御して冷却ファン３３を駆動する。異常検出部３４は、ファン制御部３２が設定した冷却ファン３３の回転数と風速センサ３５の検出した風速Ｖとに基づき、通気孔１５が塞がれる等の空気の流れの異常を検出する。
【００１９】
クロック制御部３６は、情報処理回路２０のＣＰＵ２１、チップセット２５等の基準クロックの周波数を異常検出部３４の検出結果に基づき制御する。詳細は後述するが、異常検出部３４が異常を検出しなかった場合には基準クロックの周波数を通常処理の条件に設定し、異常検出部３４が異常を検出した場合には基準クロックの周波数を通常処理の条件よりも低い周波数に低下させて情報処理回路２０の消費電力を抑える。
【００２０】
輝度制御部３７は、ディスプレイ１１の輝度、本実施の形態においてはバックライトの輝度を異常検出部３４の検出結果に基づき制御する。詳細は後述するが、異常検出部３４が異常を検出しなかった場合にはバックライトの輝度を通常処理の条件に設定し、異常検出部３４が異常を検出した場合には、バックライトの輝度を通常処理の条件よりも低下させて情報処理回路２０の消費電力を抑える。
【００２１】
図３は、本発明の実施の形態における情報処理装置１０の各回路ブロックおよび温度センサ３１（１）〜３１（７）の配置を示す図である。筐体１４の内部にマザーボード１６が納められ、その上に、ＣＰＵ２１、メモリ２２、グラフィックコントローラ２４、チップセット２５、ファン制御部３２、異常検出部３４、クロック制御部３６、輝度制御部３７、電源部４０が実装されている。
【００２２】
また、ＣＰＵ２１、メモリ２２、グラフィックコントローラ２４、チップセット２５、および電源部４０の発熱部品のそれぞれに、上述した温度センサ３１（１）〜３１（５）が取り付けられ、筐体１４の上面側と下面側の温度上昇の大きい部分にそれぞれ温度センサ３１（６）、３１（７）が取り付けられている。
【００２３】
また、筐体１４の側面部には、防塵用のフィルタ３９を有する冷却ファン３３が取り付けられ、冷却ファン３３の近傍に、冷却ファン３３によって生じる空気の流れの風速を検出する風速センサ３５が設けられている。
【００２４】
次に冷却部３０の動作の詳細について説明する。図４は、本発明の実施の形態における情報処理装置１０の冷却部３０の動作を示すフローチャートであり、特にファン制御部３２の動作を中心に示している。
【００２５】
（ステップＳ１１）
ファン制御部３２は、情報処理装置１０の各部に取り付けられた温度センサ３１（１）〜３１（７）の検出温度θ（１）〜θ（７）を入力する。
【００２６】
（ステップＳ１２）
ファン制御部３２は、検出温度θ（１）〜θ（７）に基づき冷却ファン３３の回転数を設定して駆動する。具体的には、例えばＣＰＵ２１に取り付けられた温度センサ３１（１）の検出温度に対して、ＣＰＵ２１を安全に動作させるために必要な冷却ファン３３の回転数Ｒ（１）を求める。なお、温度センサ３１（１）の検出温度と冷却ファン３３の回転数Ｒ（１）との関係はあらかじめ実験的に求められている。同様にして、温度センサ３１（２）の検出温度に対してメモリ２２を安全に動作させるために必要な冷却ファン３３の回転数Ｒ（２）を求め、温度センサ３１（３）の検出温度に対してグラフィックコントローラ２４を安全に動作させるために必要な冷却ファン３３の回転数Ｒ（３）を求め、・・・、温度センサ３１（７）の検出温度に対して筐体１４の下面側を許容温度まで冷却するために必要な冷却ファン３３の回転数Ｒ（７）を求める。そして回転数Ｒ（１）〜Ｒ（７）の中から最も大きい値を選択し、その値を冷却ファン３３の回転数Ｒとして設定して冷却ファン３３を駆動する。
【００２７】
このようにして、温度センサ３１（１）〜３１（７）が情報処理装置１０の各部の温度上昇を検出すると、ファン制御部３２は冷却ファン３３の回転数Ｒを上げて情報処理回路２０の各部の温度上昇を抑える。
【００２８】
（ステップＳ１３）
ファン制御部３２は、入力した検出温度θ（１）〜θ（７）のそれぞれが正常な温度範囲にあるか否かを判定する。具体的には検出温度θ（１）〜θ（７）のそれぞれとあらかじめ定められている温度しきい値θｔｈ（１）〜θｔｈ（７）のそれぞれとを比較する。そして、すべての検出温度θ（ｉ）（ｉ＝１〜７）が温度しきい値θｔｈ（ｉ）未満であれば、ステップＳ１１に戻る。しかし、温度しきい値θｔｈ（ｉ）以上の検出温度θ（ｉ）が１つでもある場合には、緊急終了処理であるステップＳ１４に進む。
【００２９】
（ステップＳ１４）
ステップＳ１３において温度しきい値θｔｈ（ｉ）以上の検出温度θ（ｉ）が１つでもある場合には情報処理装置１０はあらかじめ定められた終了プロセスを実行する緊急終了処理を行う。本実施の形態においては、ディスプレイ１１や発光ダイオード等を用いて温度異常が発生したことを警告するとともに、アプリケーションの終了処理等を実行して情報処理回路２０の動作を終了する。これにより、情報処理装置１０の破損を防ぐことができる。
【００３０】
図５は、本発明の実施の形態における情報処理装置１０の冷却部３０の動作を示すフローチャートであり、特に異常検出部３４の動作を中心に示している。
【００３１】
（ステップＳ２１）
異常検出部３４は、ファン制御部３２が設定した冷却ファン３３の回転数Ｒを入力し、また風速センサ３５が検出した風速Ｖを入力する。
【００３２】
（ステップＳ２２）
異常検出部３４は、冷却ファン３３が回転数Ｒで回転したときに予測される風速Ｖｔｈ（Ｒ）と風速センサ３５が検出した風速Ｖとを比較する。図６は、本発明の実施の形態における情報処理装置１０の冷却ファン３３の回転数Ｒとそのときに予測される風速Ｖｔｈ（Ｒ）との関係を模式的に示す図である。このように冷却ファン３３の回転数Ｒが増加するにしたがって、予測される風速Ｖｔｈ（Ｒ）も増加する。なお、風速Ｖはフィルタ３９にごみが付着すると低下するが、予測される風速Ｖｔｈ（Ｒ）としては、情報処理装置１０の回路にダメージを与えない程度にごみが付着することを想定した値に設定されている。
【００３３】
そして、風速Ｖが予測される風速Ｖｔｈ（Ｒ）以上であれば、異常検出部３４は、通気孔１５が塞がれる等の異常は発生しておらず、冷却ファン３３によって情報処理装置１０が正常に冷却されているものと判定し、次のステップＳ２３に進む。しかし、風速Ｖが予測される風速Ｖｔｈ（Ｒ）未満であれば、異常検出部３４は、通気孔１５が塞がれている等の異常が発生していると判定し、緊急電力抑制処理であるステップＳ２４に進む。
【００３４】
（ステップＳ２３）
ステップＳ２２で異常検出部３４が異常を検出しなかった場合には、情報処理装置１０は通常処理の条件で動作する。本実施の形態においては、クロック制御部３６は基準クロックの周波数を通常処理の条件に設定し、輝度制御部３７はバックライトの輝度を通常処理の条件に設定する。その後、ステップＳ２１に戻る。
【００３５】
（ステップＳ２４）
ステップＳ２２で異常検出部３４が異常を検出した場合には、情報処理装置１０は、使用者に警告表示を行うとともに情報処理回路２０の消費電力を抑制する緊急電力抑制処理の条件に切り換える。
【００３６】
具体的には、異常検出部３４はディスプレイに警告表示を行う。警告表示としては、例えばディスプレイ１１に「通気孔が塞がっています！」等のメッセージを表示する、あるいは警告用の発光ダイオードを点灯させる等である。さらに異常検出部３４はクロック制御部３６を制御して基準クロックの周波数を通常処理の条件よりも低い周波数に設定し、輝度制御部３７を制御してバックライトの輝度を通常処理の条件よりも低い輝度に設定する。このようにして異常検出部３４は、情報処理回路２０の消費電力を下げて各部の発熱量を抑制し、温度上昇を抑える。その後、ステップＳ２１に戻る。
【００３７】
次に、情報処理装置１０の動作の一例について、ＣＰＵ２１の温度θ（１）を例に説明する。図７は、本発明の実施の形態における情報処理装置１０の風速Ｖと温度θ（１）との変化の一例を示す図であり、図７（ａ）は風速Ｖの変化を、図７（ｂ）は温度θ（１）の変化をそれぞれ示している。
【００３８】
時刻ｔ１以前においては、風速センサ３５の検出した風速Ｖは予想される風速Ｖｔｈ（Ｒ）以上であり、冷却ファン３３によって情報処理装置１０が正常に冷却されている。そのためＣＰＵ２１の温度θ（１）は温度しきい値θｔｈ（１）以下である。
【００３９】
時刻ｔ１において、通気孔１５が塞がれ、風速センサ３５の検出した風速Ｖが予想される風速Ｖｔｈ（Ｒ）未満に低下したとする。
【００４０】
このとき仮に情報処理回路２０が時刻ｔ１以前と同様に通常処理を継続したと仮定すると、ＣＰＵ２１等の半導体素子の放出する熱を筐体１４の外部に排出することができなくなり筐体１４内部の温度が急激に上昇する。そのため、図７（ｂ）に一点鎖線で示したように温度センサ３１（１）の検出温度も急激に上昇する。そして、時刻ｔ２において温度センサ３１（１）の検出温度が温度しきい値θｔｈ（１）を超えると、情報処理装置１０は情報処理回路の破損を防ぐために緊急終了処理を行い情報処理装置１０の動作を終了する。このように短時間のうちに情報処理装置１０が停止し、作業を続行できなくなる。
【００４１】
しかしながら本実施の形態における情報処理装置１０によれば、時刻ｔ１において風速Ｖが予測される風速Ｖｔｈ（Ｒ）未満になったことを異常検出部３４が検出する。そして時刻ｔ１において、異常検出部３４は警告表示を行うとともに、クロック制御部３６を制御して基準クロックの周波数を通常処理の条件よりも低い周波数に設定し、輝度制御部３７を制御してバックライトの輝度を通常処理の条件よりも低い輝度に設定する。このようにして異常検出部３４は、情報処理回路２０の消費電力を下げて各部の発熱量を抑制する。
【００４２】
その結果、図７（ｂ）に実線で示したように温度センサ３１（１）の検出温度の上昇速度も緩やかになり、温度センサ３１（１）の検出温度は温度しきい値θｔｈ（１）未満に抑えられる。あるいは温度センサ３１（１）の検出温度が温度しきい値θｔｈ（１）以上になって情報処理装置１０が動作を停止するまでの時間を遅らせることができる。
【００４３】
そしてこの間に使用者が障害物を取り除く等、必要な対応をとることにより風速Ｖが予想される風速Ｖｔｈ（Ｒ）以上に回復したとすると、クロック制御部３６は基準クロックの周波数を通常処理の条件に戻し、輝度制御部３７はバックライトの輝度を通常処理の条件に戻す。このようにして、情報処理装置１０の動作が停止し作業を続行できなくなる等のトラブルを回避することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態においては、異常検出部３４はファン制御部３２が設定した冷却ファン３３の回転数Ｒと風速センサの検出した風速とに基づき異常を検出する構成であるものとして説明した。しかし本発明はこれに限定されるものではなく、例えば冷却ファン３３に回転数Ｒを検出する回転数センサを設け、回転数センサの検出回転数と風速センサの検出した風速とに基づき異常を検出する構成であってもよい。この構成によれば、冷却ファン３３の故障も検出することができる。
【００４５】
また、本実施の形態においては、風速Ｖが予測される風速Ｖｔｈ（Ｒ）未満であれば、基準クロックの周波数を下げ、かつバックライトの輝度を下げることによって情報処理回路２０の消費電力を下げる構成について説明した。しかし本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＨＤＤ２３にアクセスする回数を制限する等、他の方法により情報処理回路２０の消費電力を下げる構成であってもよい。
【００４６】
また、本実施の形態においては、クロック制御部３６により基準クロックの周波数を制御するとして説明を行った。しかしＣＰＵ２１やチップセット２５等のデバイスによっては、独自の動作周波数で動作するものもある。この場合には、クロック制御部３６が、各デバイスに対して個別に動作周波数の制御を行うとしてもよい。
【００４７】
また、本実施の形態においては情報処理装置としてパソコンを例として説明したが、本発明は携帯電話、携帯情報端末、ゲーム機等の各種の情報処理装置に広く応用することができる。
【００４８】
また、本実施の形態において用いた具体的な各数値は、単に一例を挙げたに過ぎず、情報処理装置の仕様等に合わせて、適宜最適な値に設定することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の情報処理装置は、使用状況にともなって半導体素子の温度が上昇する可能性が発生しても情報処理装置の動作を停止させない、あるいは情報処理装置の動作停止までの時間を遅らせることができ、パーソナルコンピュータや携帯情報端末等の情報処理装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態における情報処理装置の斜視図
【図２】本発明の実施の形態における情報処理装置の回路ブロック図
【図３】本発明の実施の形態における情報処理装置の各回路ブロックおよび温度センサの配置を示す図
【図４】本発明の実施の形態における情報処理装置の冷却部の動作を示すフローチャート
【図５】本発明の実施の形態における情報処理装置の冷却部の動作を示すフローチャート
【図６】本発明の実施の形態における情報処理装置の冷却ファンの回転数とそのときに予測される風速との関係を模式的に示す図
【図７】本発明の実施の形態における情報処理装置の風速と温度との変化の一例を示す図
【符号の説明】
【００５１】
１０ 情報処理装置
１１ ディスプレイ
１２ キーボード
１４ 筐体
１５ 通気孔
２０ 情報処理回路
２１ マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）
２２ メモリ
２３ ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）
２４ グラフィックコントローラ
２５ チップセット
３０ 冷却部
３１（１）〜３１（７） 温度センサ
３２ ファン制御部
３３ 冷却ファン
３４ 異常検出部
３５ 風速センサ
３６ クロック制御部
３７ 輝度制御部
３９ フィルタ
４０ 電源部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロプロセッサを有する情報処理回路と、
前記情報処理回路を冷却する冷却ファンと、
前記情報処理回路の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出温度に基づき前記冷却ファンの回転数を制御するファン制御部と、
前記冷却ファンによる空気の流れの速度を検出する風速センサと、
前記冷却ファンの回転数と前記風速センサの検出速度とに基づき空気の流れの異常を検出する異常検出部とを備え、
前記異常検出部が異常を検出した場合に前記情報処理回路の消費電力を抑制する情報処理装置。
【請求項２】
前記マイクロプロセッサの基準クロックの周波数を制御するクロック制御部を備え、前記異常検出部が異常を検出した場合に、前記クロック制御部は前記基準クロックの周波数を低下させる請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記情報処理回路に接続されたディスプレイをさらに備え、
前記ディスプレイの輝度を制御する輝度制御部を備え、前記異常検出部が異常を検出した場合に、前記輝度制御部は前記ディスプレイの輝度を低下させる請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記温度センサの検出温度があらかじめ定められた温度しきい値以上の場合には、あらかじめ定められた終了プロセスを実行する請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項１】
マイクロプロセッサを有する情報処理回路と、
前記情報処理回路を冷却する冷却ファンと、
前記情報処理回路の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出温度に基づき前記冷却ファンの回転数を制御するファン制御部と、
前記冷却ファンによる空気の流れの速度を検出する風速センサと、
前記冷却ファンの回転数と前記風速センサの検出速度とに基づき空気の流れの異常を検出する異常検出部とを備え、
前記異常検出部が異常を検出した場合に前記情報処理回路の消費電力を抑制する情報処理装置。
【請求項２】
前記マイクロプロセッサの基準クロックの周波数を制御するクロック制御部を備え、前記異常検出部が異常を検出した場合に、前記クロック制御部は前記基準クロックの周波数を低下させる請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記情報処理回路に接続されたディスプレイをさらに備え、
前記ディスプレイの輝度を制御する輝度制御部を備え、前記異常検出部が異常を検出した場合に、前記輝度制御部は前記ディスプレイの輝度を低下させる請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記温度センサの検出温度があらかじめ定められた温度しきい値以上の場合には、あらかじめ定められた終了プロセスを実行する請求項１に記載の情報処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２１７７７６（Ｐ２００９−２１７７７６Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６３６７０（Ｐ２００８−６３６７０）
【出願日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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