JP5024966B2

JP5024966B2 - 電子装置の障害監視装置、障害監視方法および障害監視プログラム

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Publication number: JP5024966B2
Application number: JP2008307383A
Authority: JP
Inventors: 薫玉井
Original assignee: NEC Fielding Ltd
Current assignee: NEC Fielding Ltd
Priority date: 2008-12-02
Filing date: 2008-12-02
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2028-12-02
Also published as: JP2010134525A

Description

本発明は、各種の電子装置の障害発生に係わる管理を行う電子装置の障害監視装置、障害監視方法および障害監視プログラムに関する。

サーバ等の各種の電子装置は、内蔵のＣＰＵ（Central Processing Unit）や抵抗といった回路部品が通電によって発熱する。したがって、内蔵のファンが正常に作動しないようなトラブルが発生した場合には装置内部の温度が過度に上昇し、内蔵の電子回路が熱暴走するといったような不具合が発生するおそれがある。

そこで、電子装置の温度等の環境データを測定して監視し、環境データとしての値が安全運転を可能にする予め設定された幅を超える場合には、環境異常を通知するようにすることが、本発明の第１の関連技術として提案されている。この第１の関連技術によれば、温度等の環境異常によるシステムの障害を未然に防止して、システムの信頼性を向上させることができる。

また、装置内の温度と予め設定されている許容限界温度とを比較して、許容限界温度の範囲外の温度条件下ではＯＳ（Operating System）の起動を抑制することが、本発明の第２の関連技術として提案されている。この第２の関連技術によれば、許容限界温度値範囲外の温度条件下でＯＳが動作することによる故障を防止して、システムの稼働性を向上させ、システムの信頼性を確保することができる。
特開昭６２−４７７５３号公報（第２ページ左上欄第１７行目〜右上欄第１９行目、第１図）特開平０８−２９２８１９号公報（第００１８段落、図１）

このうち第１の関連技術では、たとえば電子装置の置かれた周囲の温度が四季の変化によって上下すると、周囲から取得する環境データもこれに応じて上下する。安全運転を可能にする予め設定される温度等の値の幅は、電子装置が四季を通じて動作することを前提とするのであれば、当然に四季の温度変化に対応したある程度広い温度幅に設定される。この結果、たとえば冬場の寒い時期に電子回路の一部が過熱状態になっても、夏場の暑い時期を考慮した正常な温度の上限値を超えるまで温度異常が生じたことが検出されない。このため、冬場には装置の内部で局部的に異常な発熱が発生したとしても、これがセンサによって検出されるまでに時間を要する場合があり、異常に至る小さな異変を見逃してしまう可能性があるという問題があった。

一方、第２の関連技術では、たとえば夏場のように温度が異常に高くなる環境になると、安全を確保するためにＯＳの起動そのものを阻止しようとするものである。しかしながら、電子装置の筐体の一部に外部から日光が照射して温度が局部的に上昇するような場合がある。このような場合には、ＯＳが起動して空冷用のファンが作動すれば温度の初期的な偏在がそれ以後の電子装置の動作に問題を生じさせない場合も多い。このような場合も、第２の関連技術によれば、環境の局部的な変化に対して適応することができず、電子装置そのものの使用を制限することがあるといった問題があった。また、第２の関連技術は、ＯＳが一旦起動した後の電子装置の異常事態を監視する技術ではない。そこでこのような異常事態の発生に対して第２の関連技術を活用することができない。

また、従来の電子装置の障害を監視する障害監視装置は、警告専用の専用ＩＣチップを実装したりマネージメントボードとして後から付加したものであって、主に電源電圧、部品温度、冷却ファンの回転を監視し、実際に発生している異常を検知して警告する構成となっている。冗長構成機ではハードディスクやＣＰＵ、メモリの縮退までも検出する機能を持つものもある。しかしながら、従来のこのような障害監視装置は、何らかの異常が起こった後に障害を検出するのであり、障害予防の見地から見た場合に十分とは言えない。

そこで本発明の目的は、電子装置の動作中に、環境の局所的な変化を捉えて障害の早期発見や障害に至る予兆を検知することのできる電子装置の障害監視装置、障害監視方法および障害監視プログラムを提供することにある。

本発明では、（イ）電子装置内部の温度を冷却する冷却手段と、（ロ）この冷却手段によって冷却する所定部位の温度を測定する所定部位温度測定手段と、（ハ）前記した電子装置の設置されている場所の環境温度を測定する環境温度測定手段と、（ニ）前記した環境温度測定手段および前記した所定部位温度測定手段から時間を置いてそれぞれの測定データを繰り返し取得するサンプリング手段と、（ホ）このサンプリング手段を用いてそれぞれのサンプリングの時点で取得した２種類の前記した測定データの差分としての温度差を求めることで前記した冷却手段の前記したサンプリングの時点における冷却度を演算する冷却度演算手段と、（へ）この冷却度演算手段の演算結果を時系列に配置し、冷却度の時間的な変化の様子を示す冷却度変化データを作成する冷却度変化データ作成手段と、（ト）この冷却度変化データ作成手段で作成した冷却度変化データから所定の環境温度以上で冷却度が環境温度の上昇に応じて上昇しないことが判別されたとき障害発生の予兆として検知する障害発生検知手段と、（チ）この障害発生検知手段が障害発生の予兆を検知したとき前記した冷却手段の冷却に関する警告を発する障害予測警告手段とを電子装置の障害監視装置が具備する。

また本発明では、（イ）音響センサと、（ロ）この音響センサから時間を置いて音の振幅を示す振幅データと音の周波数を示す周波数データをそれぞれ測定データとして繰り返し取得するサンプリング手段と、（ハ）このサンプリング手段を用いて取得した２種類の前記した測定データの差分をそれぞれ演算する差分演算手段と、（ニ）この差分演算手段の演算結果を時系列に配置し、音を振幅と周波数で表わす変化データを作成する変化データ作成手段と、（ホ）この変化データ作成手段で作成した変化データの示す変化を、障害が発生しないと見なせる予め定めた所定の安全範囲と比較する比較手段と、（へ）この比較手段によって前記した所定の安全範囲を超える変化データの変化があったことが判別されたとき障害発生の予兆として検知する障害発生検知手段と、（ト）この障害発生検知手段が障害発生の予兆を検知したとき音の発生に関する警告を発する障害予測警告手段とを電子装置の障害監視装置が具備する。

更に、本発明では、（イ）電子装置内部の温度を冷却する冷却手段によって冷却する所定部位の温度を測定する所定部位温度測定手段と、前記した電子装置の設置されている場所の環境温度を測定する環境温度測定手段とから時間を置いて各サンプリング時にそれぞれの測定データを取得する測定データ取得ステップと、（ロ）この測定データ取得ステップで取得した２種類の前記した測定データの差分としての温度差を求めることで前記した冷却手段の前記したサンプリング時における冷却度を演算する冷却度演算ステップと、（ハ）この冷却度演算ステップでの演算結果を時系列に配置し、冷却度の時間的な変化の様子を示す冷却度変化データを作成する冷却度変化データ作成ステップと、（ニ）この冷却度変化データ作成ステップで作成した冷却度変化データから所定の環境温度以上で冷却度が環境温度の上昇に応じて上昇しないことが判別されたとき障害発生の予兆として検知する障害発生検知ステップと、（ホ）この障害発生検知ステップで障害発生の予兆を検知したとき前記した冷却手段の冷却に関する警告を発する障害予測警告ステップとを電子装置の障害監視方法が具備する。

更にまた、本発明では、（イ）電子装置に備えられた音響センサから時間を置いて音の振幅を示す振幅データと音の周波数を示す周波数データをそれぞれ測定データとして繰り返し取得するデータサンプリングステップと、（ロ）このデータサンプリングステップで取得した２種類の前記した測定データの差分をそれぞれ演算する差分演算ステップと、（ハ）この差分演算ステップでの演算結果を時系列に配置し、音を振幅と周波数で表わす変化データを作成する変化データ作成ステップと、（ニ）この変化データ作成ステップで作成した変化データの示す変化を、障害が発生しないと見なせる予め定めた所定の安全範囲と比較する比較ステップと、（ホ）この比較ステップによって前記した所定の安全範囲を超える変化データの変化があったことが判別されたとき障害発生の予兆として検知する障害発生検知ステップと、（へ）この障害発生検知ステップで障害発生の予兆を検知したとき音の発生に関する警告を発する障害予測警告ステップとを電子装置の障害監視方法が具備する。

更にまた、本発明では、電子装置内部の温度を冷却する冷却手段と、この冷却手段によって冷却する所定部位の温度を測定する所定部位温度測定手段と、前記した電子装置の設置されている場所の環境温度を測定する環境温度測定手段とを備えたコンピュータに、電子装置の障害監視プログラムとして、（イ）前記した環境温度測定手段および前記した所定部位温度測定手段から時間を置いてそれぞれの測定データを繰り返し取得するサンプリング処理と、（ロ）このサンプリング処理によってそれぞれのサンプリングの時点で取得した２種類の前記した測定データの差分としての温度差を求めることで前記した冷却手段の前記したサンプリングの時点における冷却度を演算する冷却度演算処理と、（ハ）この冷却度演算処理による演算結果を時系列に配置し、冷却度の時間的な変化の様子を示す冷却度変化データを作成する冷却度変化データ作成処理と、（ニ）この冷却度変化データ作成処理で作成した冷却度変化データから所定の環境温度以上で冷却度が環境温度の上昇に応じて上昇しないことが判別されたとき障害発生の予兆を検知する障害発生検知処理と、（ホ）この障害発生検知処理で障害発生の予兆を検知したとき前記した冷却手段の冷却に関する警告を発する障害予測警告処理とを実行させることを特徴としている。

また、本発明では、電子装置に音響センサを備えたコンピュータに、電子装置の障害監
視プログラムとして、（イ）前記した音響センサから時間を置いて音の振幅を示す振幅デ
ータと音の周波数を示す周波数データをそれぞれ測定データとして繰り返し取得するサン
プリング処理と、（ロ）このサンプリング処理で取得した２種類の前記した測定データの
差分をそれぞれ演算する差分演算処理と、（ハ）この差分演算処理による演算結果を時系
列に配置し、音を振幅と周波数で表わす変化データを作成する変化データ作成処理と、（
ニ）この変化データ作成処理で作成した変化データの示す変化を、障害が発生しないと見
なせる予め定めた所定の安全範囲と比較する比較処理と、（ホ）この比較処理によって前
記した所定の安全範囲を超える変化データの変化があったことが判別されたとき障害発生
の予兆を検知する障害発生検知処理と、（へ）この障害発生検知処理で障害発生の予兆を検知したとき音の発生に関する警告を発する障害予測警告処理とを実行させることを
特徴としている。

このように本発明によれば、所定の２つの測定データの差分をとって、その時間的な変化を監視するので、電子装置の内部変化を具体的に把握することができる。また、障害の発生を予測することができるだけでなく、電子装置の各種部品の保守管理が容易になるという利点がある。

図１は、本発明の電子装置の障害監視装置のクレーム対応図を示したものである。本発明の電子装置の障害監視装置１０は、予め定めた複数種類の物理現象に関して時間を置いて繰り返し測定する測定手段１１と、この測定手段１１から得られる予め定めた２種類の物理現象の測定データについてこれらの差分を演算する差分演算手段１２と、この差分演算手段１２によって演算した差分の演算結果を時系列に配置しその演算結果の経時的な変化を、障害が発生しないと見なせる予め定めた所定の安全範囲と比較する比較手段１３と、この比較手段１３によって前記した所定の安全範囲を超える演算結果の変化があったことが判別されたとき警告を発する障害予測警告手段１４とを備えている。

図２は、本発明の他の電子装置の障害監視装置のクレーム対応図を示したものである。本発明の他の電子装置の障害監視装置２０は、電子装置内部の温度を冷却する冷却手段２１と、この冷却手段２１によって冷却する所定部位の温度を測定する所定部位温度測定手段２２と、前記した電子装置の設置されている場所の環境温度を測定する環境温度測定手段２３と、環境温度測定手段２３および所定部位温度測定手段２２から時間を置いてそれぞれの測定データを繰り返し取得するサンプリング手段２４と、このサンプリング手段２４を用いてそれぞれのサンプリングの時点で取得した２種類の前記した測定データの差分としての温度差を求めることで冷却手段２１の前記したサンプリングの時点における冷却度を演算する冷却度演算手段２５と、この冷却度演算手段２５の演算結果を時系列に配置し、冷却度の時間的な変化の様子を示す冷却度変化データを作成する冷却度変化データ作成手段２６と、この冷却度変化データ作成手段２６で作成した冷却度変化データから所定の環境温度以上で冷却度が環境温度の上昇に応じて上昇しないことが判別されたとき冷却手段２１の冷却に関する警告を発する障害予測警告手段２７とを備えている。

図３は、本発明の更に他の電子装置の障害監視装置のクレーム対応図を示したものである。本発明の更に他の電子装置の障害監視装置３０は、音響センサ３１と、この音響センサ３１から時間を置いて音の振幅を示す振幅データと音の周波数を示す周波数データをそれぞれ測定データとして繰り返し取得するサンプリング手段３２と、このサンプリング手段３２を用いて取得した２種類の前記した測定データの差分をそれぞれ演算する差分演算手段３３と、この差分演算手段３３の演算結果を時系列に配置し、音を振幅と周波数で表わす変化データを作成する変化データ作成手段３４と、この変化データ作成手段３４で作成した変化データの示す変化を、障害が発生しないと見なせる予め定めた所定の安全範囲と比較する比較手段３５と、この比較手段３５によって前記した所定の安全範囲を超える変化データの変化があったことが判別されたとき音の発生に関する警告を発する障害予測警告手段３６とを備えている。

図４は、本発明の電子装置の障害監視方法のクレーム対応図を示したものである。本発明の電子装置の障害監視方法４０は、予め定めた複数種類の物理現象に関して時間を置いて繰り返し測定する測定ステップ４１と、この測定ステップ４１で得られる予め定めた２種類の物理現象の測定データについてこれらの差分を演算する差分演算ステップ４２と、この差分演算ステップ４２によって演算した差分の演算結果を時系列に配置しその演算結果の経時的な変化を、障害が発生しないと見なせる予め定めた所定の安全範囲と比較する比較ステップ４３と、この比較ステップ４３により前記した所定の安全範囲を超える演算結果の変化があったことが判別されたとき警告を発する障害予測警告ステップ４４とを備えている。

図５は、本発明の他の電子装置の障害監視方法のクレーム対応図を示したものである。本発明の他の電子装置の障害監視方法５０は、電子装置内部の温度を冷却する冷却手段によって冷却する所定部位の温度を測定する所定部位温度測定手段と、前記した電子装置の設置されている場所の環境温度を測定する環境温度測定手段とから時間を置いて各サンプリング時にそれぞれの測定データを取得する測定データ取得ステップ５１と、この測定データ取得ステップ５１で取得した２種類の前記した測定データの差分としての温度差を求めることで前記した冷却手段の前記したサンプリング時における冷却度を演算する冷却度演算ステップ５２と、この冷却度演算ステップ５２での演算結果を時系列に配置し、冷却度の時間的な変化の様子を示す冷却度変化データを作成する冷却度変化データ作成ステップ５３と、この冷却度変化データ作成ステップ５３で作成した冷却度変化データから所定の環境温度以上で冷却度が環境温度の上昇に応じて上昇しないことが判別されたとき前記した冷却手段の冷却に関する警告を発する障害予測警告ステップ５４とを備えている。

図６は、本発明の更に他の電子装置の障害監視方法のクレーム対応図を示したものである。本発明の更に他の電子装置の障害監視方法６０は、電子装置に備えられた音響センサから時間を置いて音の振幅を示す振幅データと音の周波数を示す周波数データをそれぞれ測定データとして繰り返し取得するデータサンプリングステップ６１と、このデータサンプリングステップ６１で取得した２種類の前記した測定データの差分をそれぞれ演算する差分演算ステップ６２と、この差分演算ステップ６２での演算結果を時系列に配置し、音を振幅と周波数で表わす変化データを作成する変化データ作成ステップ６３と、この変化データ作成ステップ６３で作成した変化データの示す変化を、障害が発生しないと見なせる予め定めた所定の安全範囲と比較する比較ステップ６４と、この比較ステップ６４によって前記した所定の安全範囲を超える変化データの変化があったことが判別されたとき音の発生に関する警告を発する障害予測警告ステップ６５とを備えている。

図７は、本発明の電子装置の障害監視プログラムのクレーム対応図を示したものである。本発明の電子装置の障害監視プログラム７０は、コンピュータに、予め定めた複数種類の物理現象に関して時間を置いて繰り返し測定する測定処理７１と、この測定処理７１で得られる予め定めた２種類の物理現象の測定データについてこれらの差分を演算する差分演算処理７２と、この差分演算処理７２によって演算した差分の演算結果を時系列に配置しその演算結果の経時的な変化を、障害が発生しないと見なせる予め定めた所定の安全範囲と比較する比較処理７３と、この比較処理７３によって前記した所定の安全範囲を超える演算結果の変化があったことが判別されたとき警告を発する障害予測警告処理７４とを実行させる。

図８は、本発明の他の電子装置の障害監視プログラムのクレーム対応図を示したものである。本発明の他の電子装置の障害監視プログラム８０は、電子装置内部の温度を冷却する冷却手段と、この冷却手段によって冷却する所定部位の温度を測定する所定部位温度測定手段と、前記した電子装置の設置されている場所の環境温度を測定する環境温度測定手段とを備えたコンピュータに、前記した環境温度測定手段および前記した所定部位温度測定手段から時間を置いてそれぞれの測定データを繰り返し取得するサンプリング処理８１と、このサンプリング処理８１によってそれぞれのサンプリングの時点で取得した２種類の前記した測定データの差分としての温度差を求めることで前記した冷却手段の前記したサンプリングの時点における冷却度を演算する冷却度演算処理８２と、この冷却度演算処理８２による演算結果を時系列に配置し、冷却度の時間的な変化の様子を示す冷却度変化データを作成する冷却度変化データ作成処理８３と、この冷却度変化データ作成処理８３で作成した冷却度変化データから所定の環境温度以上で冷却度が環境温度の上昇に応じて上昇しないことが判別されたとき前記した冷却手段の冷却に関する警告を発する障害予測警告処理８４とを実行させる。

図９は、本発明の更に他の電子装置の障害監視プログラムのクレーム対応図を示したものである。本発明の更に他の電子装置の障害監視プログラム９０は、電子装置に音響センサを備えたコンピュータに、前記した音響センサから時間を置いて音の振幅を示す振幅データと音の周波数を示す周波数データをそれぞれ測定データとして繰り返し取得するサンプリング処理９１と、このサンプリング処理９１で取得した２種類の前記した測定データの差分をそれぞれ演算する差分演算処理９２と、この差分演算処理９２による演算結果を時系列に配置し、音を振幅と周波数で表わす変化データを作成する変化データ作成処理９３と、この変化データ作成処理９３で作成した変化データの示す変化を、障害が発生しないと見なせる予め定めた所定の安全範囲と比較する比較処理９４と、この比較処理９４によって前記した所定の安全範囲を超える変化データの変化があったことが判別されたとき音の発生に関する警告を発する障害予測警告処理９５とを実行させる。

＜発明の実施の形態＞

次に本発明の実施の形態を説明する。

図１０は、本発明の実施の形態による障害監視装置を備えた電子装置の構成を表わしたものである。本実施の形態の電子装置１００は、その内部に障害の発生を管理するための障害監視装置１０１を備えている。障害監視装置１０１内には、その内部の全体的な制御を行う中央制御機能部１０２が配置されている。中央制御機能部１０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０３およびこのＣＰＵ１０３が実行する制御プログラムをその一部領域に格納したメモリ１０４を備えている。

この中央制御機能部１０２は、各種センサからの情報を入力するセンサ入力回路１０６と接続されている。センサ入力回路１０６には、周辺温度計測サーモセンサ１０７と、環境温度計測サーモセンサ１０８および音響センサ１０９が接続されている。

このうち周辺温度計測サーモセンサ１０７は、たとえばＣＰＵ１０３が発生する熱を外部に放出するための冷却用のデバイスとしてのヒートシンク１４１の周辺の温度を測定するセンサや、図示しない印字部の定着用のヒータの温度を測定するセンサであるとする。周辺温度計測サーモセンサ１０７としては、たとえばサーモパイル（Thermopile）といった赤外線センサのように測定対象範囲を１０ｃｍ四方のように広範囲に設定するデバイスが好ましい。これにより、周辺温度計測サーモセンサ１０７は電子装置１００の内部における熱源の周囲の平均的な温度を計測することができる。これは、たとえば熱電対を用いてピンポイントで温度を測定した場合に生じ得る局所的な温度変動による誤検知を防止するためである。

環境温度計測サーモセンサ１０８は、電子装置１００の置かれた環境温度を計測するセンサである。環境温度計測サーモセンサ１０８は、本実施の形態の場合、電子装置１００の外部からエアを取り入れるファン１４２からなるエアインテーク（Air intake）付近に配置されている。これにより、環境温度計測サーモセンサ１０８は、電子装置１００を取り巻く環境温度を計測する。

音響センサ１０９は、メモリ１０４の一部を構成する図示しないハードディスク等の障害監視装置１０１内の各種機構の発生する音や、図示しない筐体を伝わる衝撃音の計測を行うセンサである。本実施の形態の音響センサ１０９は、電子装置１００の外部の環境音を軽減あるいは消去するようにノイズキャンセリング機能を備えるものとなっている。

中央制御機能部１０２は、更に障害監視装置１０１内の次の各部の制御を行うようになっている。データメモリ機能部１１１は、中央制御機能部１０２がセンサ入力回路１０６を介して入力した計測データ１１２を記憶する。差分演算機能部１１３は、データメモリ機能部１１１から蓄積データ１１４を取り出して、対となる２つのセンサについての蓄積された計測データの差分をとる演算を行う。ただし、音響センサ１０９は音の振幅と周波数についての測定データを出力し、本実施の形態の場合にはこれら音の振幅と周波数についての測定データを１対の測定データとして使用する。したがって、音に関しては音響センサ１０９という１種類のセンサを用いて計測データの差分をとる演算が行われる。

演算結果メモリ機能部１１５は、差分演算機能部１１３が演算した差分データ１１６を格納する。変化演算機能部１１７は、差分演算機能部１１３から差分データ１１８を時間軸に沿って読み出して、これら差分データ１１８を連結した形式の時系列変化データを生成する。変化量メモリ機能部１１９は、変化演算機能部１１７の出力する時系列変化データ１２０を格納する。比較機能部１２１は、変化演算機能部１１７から読み出した差分データ１２２と変化量メモリ機能部１１９から読み出した時系列変化データ１２３を入力して、判定レベル保持レジスタ１２４から読み出された閾値１２５と比較するようになっている。判定結果出力機能部１２６は、比較機能部１２１の出力する比較結果データ１２７と、中央制御機能部１０２から出力される計測データ１１２の双方を入力する。そして、周辺温度計測サーモセンサ１０７の測定値が電子装置１００自体の異常発熱を示していた場合のように計測データ１１２それ自体が、装置の安全性を保証する保証値を超えていた場合には、従来から行われていたように異常事態が発生したものとして、音や視覚表示による警報出力（アラーム）１２８を行う。また、比較結果データ１２７が電子装置１００の障害の発生が予測される現象（以下、本明細書では予兆という。）を示していたり、障害が発生したことを示しているような場合には、その内容に応じた警報出力１２８を行うようになっている。

このような構成の障害監視装置１０１で、これを構成するデータメモリ機能部１１１等の各構成部品は必ずしもハードウェアで構成する必要がない。障害監視装置１０１を構成する少なくとも一部の部品は、ＣＰＵ１０３が制御プログラムを実行することによって機能的に実現するソフトウェア部品で構成してもよい。

ところで、本実施の形態の障害監視装置１０１では、センサ入力回路１０６が周辺温度計測サーモセンサ１０７と、環境温度計測サーモセンサ１０８および音響センサ１０９のそれぞれが出力する計測値を一定時間ごとにサンプリングして、計測データ１３１として中央制御機能部１０２に入力するようになっている。センサ入力回路１０６のサンプリング周期は、一例として６分ごとといった周期となる。もちろん、サンプリングは一定周期で行う必要がない。たとえば、障害の予兆が観測されるおそれのある期間ではサンプリングを時間的に細かく行うようにしてもよい。

図１１は、計測データの受信処理の概要を表わしたものである。図１０と共に説明する。

中央制御機能部１０２は、センサ入力回路１０６を介して計測データ１３１の受信を待機している（ステップＳ２０１）。前記したような６分というサンプリング周期で周辺温度計測サーモセンサ１０７、環境温度計測サーモセンサ１０８あるいは音響センサ１０９から計測データ１３１の受信があると（Ｙ）、中央制御機能部１０２はこの計測データ１３１と、これに併せて送られてきたセンサの種別を表わす情報に時刻情報を付加して、計測データ１１２としてデータメモリ機能部１１１に格納する（ステップＳ２０２）。

この計測データ１１２は判定結果出力機能部１２６にも送られる。判定結果出力機能部１２６は、送られてきた計測データ１１２におけるセンサの種別を表わす情報を基にして、その計測データ１１２の示す値が安全であるという保証値を超過するものであるかを判別する（ステップＳ２０３）。たとえば、周辺温度計測サーモセンサ１０７の測定した特定部位の周辺温度が予め取り決めた安全な温度とされる上限温度としての閾値を超えるものであったとする。この場合には、その特定部位の温度に対する保証値を超過するものとして（ステップＳ２０３：Ｙ）、計測データ１１２に対応する警報（以下、第１のアラームという。）が出力される（ステップＳ２０４）。一例を示すと、「装置の印字部の定着温度が異常に高いので、所定時間、定着器の通電を停止します。」という音声メッセージが図示しないスピーカから流れると共に、図示しないディスプレイにエラー表示が行われて、ステップＳ２０１の計測データの受信を待機する状態に戻る（リターン）。この一方で、ステップＳ２０３で計測データ１１２の示す値が保証値以下であり安全であると判別された場合には（Ｎ）、このような第１のアラームの出力処理を行うことなく、ステップＳ２０１の処理に戻る（リターン）。

以上のステップＳ２０３以降の処理は、各種のセンサが異常を検知したときに従来から普通に行われていたものである。本実施の形態の電子装置１００でも、異常が検出されたときに、第１のアラームが出力されることにして、従来と同様の安全対策を本実施の形態独自の安全対策と併用している。

図１２は、本実施の形態の電子装置の独自の処理としての障害の早期発見や障害の予兆を検知する処理の様子を表わしたものである。図１０と共に説明する。

中央制御機能部１０２は、差分演算機能部１１３による差分データの演算のタイミングが到来したか（ステップＳ２２１）と、変化演算機能部１１７による変化量データを作成するタイミングが到来したか（ステップＳ２２２）と、比較機能部１２１による比較が行われるタイミングが到来したか（ステップＳ２２３）を、常にチェックしている。

差分演算機能部１１３による差分データの演算のタイミングが到来したら（ステップＳ２２１：Ｙ）、データメモリ機能部１１１から該当する計測データ１１４を読み出す（ステップＳ２２４）。そして、差分データの演算を行う（ステップＳ２２５）。

ここで、説明を分かりやすくするために、電子装置１００自体の発熱障害の早期発見や発熱障害の予兆を検知する場合を例に挙げて説明する。また、この説明では、周辺温度計測サーモセンサ１０７が電子装置１００のヒートシンク１４１の周辺の温度を測定するセンサであるものとする。

この例の場合、中央制御機能部１０２はデータメモリ機能部１１１から周辺温度計測サーモセンサ１０７と、環境温度計測サーモセンサ１０８の計測データ１１４を抜き出して読み出す（ステップＳ２２４）。差分演算機能部１１３は、時間的にほぼ一致するこれら１対の計測データの差分をとる（ステップＳ２２５）。ここでは、ヒートシンク１４１の周辺の温度と外気温度の差分が演算され、これによって得られた差分データ１１６が演算結果メモリ機能部１１５に格納され（ステップＳ２２６）、その後、処理がステップＳ２２１〜ステップＳ２２３の待機状態に戻る（リターン）。

ところで、演算結果メモリ機能部１１５に格納された差分データ１１６は、ヒートシンク１４１の「冷却性能データ」としての意味合いを持っている。冷却性能の判定原理としては、環境温度（エアインテーク辺りの平均値）と被測定物（ヒートシンク１４１の周辺の温度）との温度差に着目している。一般に、冷却装置は一定の発熱量を持つ発熱源から冷却性能分の熱量を外部へ放出することで、発熱源の温度を環境温度へ近づける機能を持っている。差分データ１１６が小さいほど、熱交換効率が高くヒートシンク１４１の「冷却性能」が高い。差分データ１１６が大きくなるほど、熱交換効率が低くヒートシンク１４１の「冷却性能」が低い。また、差分データ１１６の時間的な変化を見たとき、差分データ１１６の差が時間の経過に従って開いていったとすると、時間と共に冷却効率が下がっており、発熱障害が発生していたり、あるいは発熱障害の予兆が表われている可能性がある。

図１２に戻って説明を続ける。ヒートシンク１４１の「冷却性能」の時間的な変化を見るための変化演算タイミングが到来すると（ステップＳ２２１：Ｎ、ステップＳ２２２：Ｙ）、変化演算機能部１１７は演算結果メモリ機能部１１５から差分データ１１８を時系列に沿って１つずつ読み出す（ステップＳ２２７）。変化演算機能部１１７はこの読み出した個々の差分データ１１８を時間軸に沿って１つずつ連結して、時系列変化データを生成する（ステップＳ２２８）。生成された時系列変化データ１２０は変化量メモリ機能部１１９に格納される（ステップＳ２２９）。この後、処理がステップＳ２２１〜ステップＳ２２３の待機状態に戻る（リターン）。このようにして、変化量メモリ機能部１１９には、「冷却性能」の時間的な変化を表わした時系列変化量データが蓄積されることになる。

次に、アラーム出力のためのチェックが行われるタイミングとしての比較タイミングが到来した場合を説明する。本実施の形態では、周辺温度計測サーモセンサ１０７と環境温度計測サーモセンサ１０８から６分置きに計測データ１３１が取得されるので、６分置きに比較タイミングが到来する。この比較タイミングが到来すると（ステップＳ２２２：Ｎ、ステップＳ２２３：Ｙ）、比較機能部１２１が変化演算機能部１１７から時間的に最も新しい差分データ１２２を読み出すと共に、変化量メモリ機能部１１９からその格納されている時系列変化データ１２３を読み出す。したがって、ステップＳ２２８で最新の時系列変化データを生成した時点をステップＳ２２３の比較タイミングとすれば、変化演算機能部１１７が受け取った最新の差分データ１１８を差分データ１２２として比較機能部１２１に供給すると共に、生成した時系列変化データ１２０を変化量メモリ機能部１１９に送出し、この時系列変化データ１２０を時系列変化データ１２３として比較機能部１２１に供給する。

比較機能部１２１は、差分データ１２２と時系列変化データ１２３を取得すると、これらのデータ１２２、１２３が「冷却性能」に関するので、判定レベル保持レジスタ１２４から「冷却性能」に関する閾値１２５を読み出す。そして、閾値１２５との乖離度を比較することで、変化量の多寡を判定し、電子装置１００の安定度合いを示す比較結果データ１２７を出力して（ステップＳ２３０）、処理を待機状態に戻す（リターン）。比較結果データ１２７が、電子装置１００の障害の早期発見や障害の予兆の検知に該当する内容の場合、判定結果出力機能部１２６は、警報出力１２８として障害の予兆の検知の警報（以下、第２のアラームという。）を出力することになる。

以上説明したように本実施の形態の障害監視装置１０１は、計測データ１１２に対応する第１のアラームと、比較結果データ１２７を基にした障害の予兆の検知の結果としての第２のアラームの２種類のアラームを出力することになる。これを更に具体的に説明する。

障害監視装置１０１が測定する環境温度をＴａとし、被測定物の温度をＴｂとする。また、冷却度をＴｄとし、電子装置１００としての限界温度としての保証値をＴｌｔとする。判定結果出力機能部１２６は、次の（１）式を用いて冷却度Ｔｄを算出する。

Ｔｄ＝Ｔｂ−Ｔａ ……（１）

また、図１１で示したように、計測データ１１２をデータメモリ機能部１１１にそれぞれ格納する時点で、次の（２）式により被測定物の温度Ｔｂが保証値Ｔｌｔを超過しているかを判別し、この条件を満たす事態になっていれば第１のアラームを警報出力１２８として出力する。

Ｔｂ＞Ｔｌｔ ……（２）

ところで、冷却度Ｔｄは外気温としての環境温度Ｔａや電子装置１００の負荷の具合で多少の上下がある。そこで、時系列で変化を捉えることができるようにし、そのために冷却度Ｔｄとして、ある程度の個数の値を冷却度Ｔｄ₁、Ｔｄ₂、Ｔｄ₃、……のように用意しておく。また、基準となる基準冷却度Ｔｄｓを設定しておく。ここで基準冷却度Ｔｄｓは、予め実機で収集して基準となる値を設定するか、電子装置１００を最初の１日程度運転して、そのときの冷却度に関するデータを集めて平均値を採って基準冷却度Ｔｄｓとして設定する。

この基準冷却度Ｔｄｓと、各冷却度Ｔｄ₁、Ｔｄ₂、Ｔｄ₃、……の変位量Ｔｄｉｓ₁、Ｔｄｉｓ₂、Ｔｄｉｓ₃、……を次の（３）式のように生成して保存する。

Ｔｄｓ−Ｔｄ₁＝Ｔｄｉｓ₁
Ｔｄｓ−Ｔｄ₂＝Ｔｄｉｓ₂
Ｔｄｓ−Ｔｄ₃＝Ｔｄｉｓ₃
…… ……（３）

そして、たとえば１日単位で変位量Ｔｄｉｓの変化ΔＴｄｉｓを計測する。ヒートシンク１４１やファン１４２等による冷却性能が維持されている限り、変位量の変化ΔＴｄｉｓ自体がマイナスにならない。一方、ファン１４２が汚損して冷却性能が低下すると、環境温度Ｔａが低下している場合には変位量の変化ΔＴｄｉｓがマイナスにならないときでも、環境温度Ｔａが高くなってきたような場合に冷却性能が不十分となる。このような場合には、変位量の変化ΔＴｄｉｓがマイナスに移行し始めることがある。そこで、変位量の変化ΔＴｄｉｓがマイナスになった時点で、何らかの障害の予兆であるものとして、第２のアラームを警報出力１２８として出力する。

このように第２のアラームは、異常温度が実際に検出されたときの警告通知という従来の手法と異なり、部品の経年変化や長期的な環境変化に対する部品や装置の性能の限界を知り、障害の発生前や障害がまだ認知されていない障害の初期段階で警報を出力する仕組みとして有効である。

以上、電子装置１００の発熱障害について説明した。次に、図１０に示した音響センサ１０９を用いた障害検知について図１０〜図１２を用いて簡単に説明を行う。本実施の形態では音響センサ１０９自体がノイズキャンセリング機能を備えたものとなっており、電子装置１００の外部に存在する音源の影響は無視することができるようになっている。

まず、音に関する第１のアラームの出力に関しては、電子装置１００の内部で発生する音が保証値を超過しているか（図１１ステップＳ２０３）を判別することによって行われる。すなわち、保証値あるいは限界値を超過するような音が検出された場合には（ステップＳ２０３：Ｙ）、第１のアラームが判定結果出力機能部１２６から警報出力１２８として出力される。本実施の形態の音響センサ１０９は、音をその可聴周波数における振幅と周波数という２つの成分で検出することができる。したがって、たとえば正常な運転では発生しない周波数領域で所定のレベル以上の音が検出された場合には、異常音が発生したものとして第１のアラームを出力する。

次に音に関する第２のアラームの出力について説明する。図１０に示す音響センサ１０９の出力についての差分演算のタイミングが到来すると（図１２ステップＳ２２１：Ｙ）、データメモリ機能部１１１から音響センサ１０９の出力する計測データ１１４の読み出しが行われる（ステップＳ２２４）。そして、音の振幅と周波数の差分をとるための差分データの演算が行われる（ステップＳ２２５）。これによって得られた差分データ１１６は、演算結果メモリ機能部１１５に格納され（ステップＳ２２６）。

演算結果メモリ機能部１１５に格納された差分データは、ステップＳ２２７で時系列に沿って読み出され（ステップＳ２２７）、音に関する時系列変化データが生成される（ステップＳ２２８）。この時系列変化データ１２０を変化量メモリ機能部１１９に格納し（ステップＳ２２９）、比較タイミングが到来した時点で（ステップＳ２２３：Ｙ）、比較機能部１２１が比較処理を実行する（ステップＳ２３０）。この比較処理では、差分データ１１８における差分の大きくなっていく過程を監視することで、ファン１４２や図示しないハードディスクといった可動部分を有する部品の劣化や不具合の進行の状況を把握することができ、所定の時点で第２のアラームを警報出力１２８として出力する。

音響センサ１０９の場合でも、計測データの採取は、温度の場合と同様にたとえば６分置きといった間隔で行い、平均値を算出することが有効である。発熱の場合と比較すると、異音が発生しても電子装置１００はその動作に早急に不都合を生じることが少ない。したがって、従来の電子装置１００の多くでは、音による動作の監視を軽視し、異音の発生を見落としがちである。しかし障害の予兆として考えたとき、何らかの不具合が生じた結果として音に変化が生じるという点は見過ごすべきではない。また、音響センサ１０９は電子装置１００に外部から加わった衝撃も音の変化として検知可能である。したがって、衝撃を急激な音の変化として捉えて、第２のアラームを警報出力１２８として出力することも可能である。

なお、以上説明した実施の形態では、温度の検知と音の検知のそれぞれについて第２のアラームを個別に警報出力１２８として出力することにしたが、これらの論理積をとって両者がほぼ同じ時間帯に発生した場合には、更に重度の警報を出力するようにしてもよい。また、以上説明した実施の形態では、温度と音を検知対象としたが、電子装置の種類によっては光、磁気、電流、湿度といった他の物理現象を測定し、これらの差分データの経時的な変化をチェックして、第２のアラームを警報出力１２８として出力するものであってもよい。もちろん、この場合にもこれらのセンサの出力を単純に所定の閾値と比較して第１のアラームを出力することも可能である。

以上説明した本実施の形態によれば、障害の発生前に動作状況や環境要因の変化を読み取って障害の予兆を警告することができるので、電子装置の稼働品質の向上を図ることができる。また、本実施の形態では、第２のアラームを出力できる構成となっていると共に第１のアラームも出力する構成となっている。したがって、第２のアラームが出力することなく障害が発生するような事態にも対処することができる。

更に、本実施の形態によれば、障害が発生して第１のアラームが出力されて電子装置の修理に出向いた作業者は、その時点で第２のアラームが出ていれば、この第２のアラームの出力原因を探ることで、障害の特定を容易にしたり、具体的に発生した障害に対する修理だけでなく、次に生じる可能性のある障害への対応も採ることができる。また、定期点検の際に第２のアラームが出ているかの履歴を調べて対処することで、次の定期点検まで電子装置を健全に保つ確率を向上させることができ、保守管理のコストの低減と顧客のクレームの減少を図ることができる。更に、現実には障害に至らないような検知が行われたような場合に、電子装置のカバーを頻繁に開閉したことが衝撃音等の障害を予測させる音の発生の原因であったような場合には、ユーザにより良い環境で運用させるためのアドバイスを行うことができる。

本発明の電子装置の障害監視装置のクレーム対応図である。本発明の他の電子装置の障害監視装置のクレーム対応図である。本発明の更に他の電子装置の障害監視装置のクレーム対応図である。本発明の電子装置の障害監視方法のクレーム対応図である。本発明の他の電子装置の障害監視方法のクレーム対応図である。本発明の更に他の電子装置の障害監視方法のクレーム対応図である。本発明の電子装置の障害監視プログラムのクレーム対応図である。本発明の他の電子装置の障害監視プログラムのクレーム対応図である。本発明の更に他の電子装置の障害監視プログラムのクレーム対応図である。本発明の実施の形態による障害監視装置を備えた電子装置の構成を表わしたブロック図である。本実施の形態における計測データの受信処理の概要を表わした流れ図である。本実施の形態の電子装置における障害の早期発見や障害の予兆の検知の処理の様子を表わした流れ図である。

符号の説明

１０、２０、３０電子装置の障害監視装置
１１測定手段
１２、３３差分演算手段
１３、３５比較手段
１４、２７、３６障害予測警告手段
２１冷却手段
２２所定部位温度測定手段
２３環境温度測定手段
２４、３２サンプリング手段
２５冷却度演算手段
２６冷却度変化データ作成手段
３１、１０９音響センサ
３４変化データ作成手段
４０、５０、６０電子装置の障害監視方法
４１測定ステップ
４２、６２差分演算ステップ
４３、６４比較ステップ
４４、５４、６５障害予測警告ステップ
５１測定データ取得ステップ
５２冷却度演算ステップ
５３冷却度変化データ作成ステップ
６１データサンプリングステップ
６３変化データ作成ステップ
７０、８０、９０電子装置の障害監視プログラム
７１測定処理
７２、９２差分演算処理
７３、９４比較処理
７４、８４、９５障害予測警告処理
８１、９１サンプリング処理
８２冷却度演算処理
８３冷却度変化データ作成処理
９３変化データ作成処理
１００電子装置
１０１障害監視装置
１０２中央制御機能部
１０３ＣＰＵ
１０４メモリ
１０６センサ入力回路
１０７周辺温度計測サーモセンサ
１０８環境温度計測サーモセンサ
１１３差分演算機能部
１１７変化演算機能部
１１９変化量メモリ機能部
１２１比較機能部
１２４判定レベル保持レジスタ
１２６判定結果出力機能部
１２８警報出力（アラーム）
１４１ヒートシンク
１４２ファン

Claims

電子装置内部の温度を冷却する冷却手段と、
この冷却手段によって冷却する所定部位の温度を測定する所定部位温度測定手段と、
前記電子装置の設置されている場所の環境温度を測定する環境温度測定手段と、
前記環境温度測定手段および前記所定部位温度測定手段から時間を置いてそれぞれの測定データを繰り返し取得するサンプリング手段と、
このサンプリング手段を用いてそれぞれのサンプリングの時点で取得した２種類の前記測定データの差分としての温度差を求めることで前記冷却手段の前記サンプリングの時点における冷却度を演算する冷却度演算手段と、
この冷却度演算手段の演算結果を時系列に配置し、冷却度の時間的な変化の様子を示す冷却度変化データを作成する冷却度変化データ作成手段と、
この冷却度変化データ作成手段で作成した冷却度変化データから所定の環境温度以上で冷却度が環境温度の上昇に応じて上昇しないことが判別されたとき障害発生の予兆として検知する障害発生検知手段と、
この障害発生検知手段が障害発生の予兆を検知したとき前記冷却手段の冷却に関する警告を発する障害予測警告手段
とを具備することを特徴とする電子装置の障害監視装置。
音響センサと、
この音響センサから時間を置いて音の振幅を示す振幅データと音の周波数を示す周波数データをそれぞれ測定データとして繰り返し取得するサンプリング手段と、
このサンプリング手段を用いて取得した２種類の前記測定データの差分をそれぞれ演算する差分演算手段と、
この差分演算手段の演算結果を時系列に配置し、音を振幅と周波数で表わす変化データを作成する変化データ作成手段と、
この変化データ作成手段で作成した変化データの示す変化を、障害が発生しないと見なせる予め定めた所定の安全範囲と比較する比較手段と、
この比較手段によって前記所定の安全範囲を超える変化データの変化があったことが判別されたとき障害発生の予兆として検知する障害発生検知手段と、
この障害発生検知手段が障害発生の予兆を検知したとき音の発生に関する警告を発する障害予測警告手段
とを具備することを特徴とする電子装置の障害監視装置。
前記音響センサは自装置以外の場所で発生した音の影響を抑制するノイズキャンセラ回
路を備えていることを特徴とする請求項２記載の電子装置の障害監視装置。
電子装置内部の温度を冷却する冷却手段によって冷却する所定部位の温度を測定する所定部位温度測定手段と、前記電子装置の設置されている場所の環境温度を測定する環境温度測定手段とから時間を置いて各サンプリング時にそれぞれの測定データを取得する測定データ取得ステップと、
この測定データ取得ステップで取得した２種類の前記測定データの差分としての温度差を求めることで前記冷却手段の前記サンプリング時における冷却度を演算する冷却度演算ステップと、
この冷却度演算ステップでの演算結果を時系列に配置し、冷却度の時間的な変化の様子を示す冷却度変化データを作成する冷却度変化データ作成ステップと、
この冷却度変化データ作成ステップで作成した冷却度変化データから所定の環境温度以上で冷却度が環境温度の上昇に応じて上昇しないことが判別されたとき障害発生の予兆として検知する障害発生検知ステップと、
この障害発生検知ステップで障害発生の予兆を検知したとき前記冷却手段の冷却に関する警告を発する障害予測警告ステップ
とを具備することを特徴とする電子装置の障害監視方法。
電子装置に備えられた音響センサから時間を置いて音の振幅を示す振幅データと音の周波数を示す周波数データをそれぞれ測定データとして繰り返し取得するデータサンプリングステップと、
このデータサンプリングステップで取得した２種類の前記測定データの差分をそれぞれ演算する差分演算ステップと、
この差分演算ステップでの演算結果を時系列に配置し、音を振幅と周波数で表わす変化データを作成する変化データ作成ステップと、
この変化データ作成ステップで作成した変化データの示す変化を、障害が発生しないと見なせる予め定めた所定の安全範囲と比較する比較ステップと、
この比較ステップによって前記所定の安全範囲を超える変化データの変化があったことが判別されたとき障害発生の予兆として検知する障害発生検知ステップと、
この障害発生検知ステップで障害発生の予兆を検知したとき音の発生に関する警告を発する障害予測警告ステップ
とを具備することを特徴とする電子装置の障害監視方法。
電子装置内部の温度を冷却する冷却手段と、この冷却手段によって冷却する所定部位の温度を測定する所定部位温度測定手段と、前記電子装置の設置されている場所の環境温度を測定する環境温度測定手段とを備えたコンピュータに、
前記環境温度測定手段および前記所定部位温度測定手段から時間を置いてそれぞれの測定データを繰り返し取得するサンプリング処理と、
このサンプリング処理によってそれぞれのサンプリングの時点で取得した２種類の前記測定データの差分としての温度差を求めることで前記冷却手段の前記サンプリングの時点における冷却度を演算する冷却度演算処理と、
この冷却度演算処理による演算結果を時系列に配置し、冷却度の時間的な変化の様子を示す冷却度変化データを作成する冷却度変化データ作成処理と、
この冷却度変化データ作成処理で作成した冷却度変化データから所定の環境温度以上で冷却度が環境温度の上昇に応じて上昇しないことが判別されたとき障害発生の予兆を検知する障害発生検知処理と、
この障害発生検知処理で障害発生の予兆を検知したとき前記冷却手段の冷却に関する警告を発する障害予測警告処理
とを実行させることを特徴とする電子装置の障害監視プログラム。
電子装置に音響センサを備えたコンピュータに、
前記音響センサから時間を置いて音の振幅を示す振幅データと音の周波数を示す周波数データをそれぞれ測定データとして繰り返し取得するサンプリング処理と、
このサンプリング処理で取得した２種類の前記測定データの差分をそれぞれ演算する差分演算処理と、
この差分演算処理による演算結果を時系列に配置し、音を振幅と周波数で表わす変化データを作成する変化データ作成処理と、
この変化データ作成処理で作成した変化データの示す変化を、障害が発生しないと見なせる予め定めた所定の安全範囲と比較する比較処理と、
この比較処理によって前記所定の安全範囲を超える変化データの変化があったことが判別されたとき障害発生の予兆を検知する障害発生検知処理と、
この障害発生検知処理で障害発生の予兆を検知したとき音の発生に関する警告を発する障害予測警告処理
とを実行させることを特徴とする電子装置の障害監視プログラム。