JP2013020500A - 冷却システム、携帯型情報機器、外部装置、携帯型情報機器の温度制御方法、及びコンピュータが実行可能なプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】携帯型情報機器に外部装置が装着されて携帯型情報機器の温度環境が変化しても、携帯型情報装置を好適に冷却することが可能な冷却システムを提供することを目的とする。
【解決手段】携帯型情報機器は、携帯型情報機器が単体の場合の、検出温度と制御対象デバイスの動作状態の関係を規定した第１のサーマルテーブルと、温度制御を行う制御部と、を含み、外部装置は、携帯型情報機器に外部装置を装着した場合の、検出温度と制御対象デバイスの動作状態を規定した第２のサーマルテーブルを含み、制御部は、外部装置が装着されていない場合は、第１のサーマルテーブルを使用して温度制御を行う一方、外部装置が装着されている場合は、第２のサーマルテーブルを使用して温度制御を行う。
【選択図】 図６

Description

本発明は、冷却システム、携帯型情報機器、外部装置、携帯型情報機器の温度制御方法、及びコンピュータが実行可能なプログラムに関する。

近時、例えば、ノート型パソコン等の携帯型情報機器に装着可能な各種機能を備えたドッキング装置がある。ドッキング装置は、「ドッキングステーション」、「ポートリプリケータ」、「機能拡張装置」とも称される。ドッキング装置が、携帯型情報機器に装着された際には、携帯型情報機器の各種機能を拡張することができる。例えば、ドッキング装置には、冷却機能を備えたものがある。この冷却機能を備えたドッキング装置が携帯型情報機器に装着された際には、内部に備えられたファンユニットにより携帯型情報機器を冷却することができる。

ドッキング装置を携帯型情報機器に装着すると、携帯型情報機器が単体の場合に比して、携帯型情報機器内の温度環境が変化する。また、携帯型情報機器の筺体の一部が覆われるなどの理由でスペックも変化する。かかる携帯型情報機器の温度環境は、装着するドッキング装置の種類によっても異なるものとなる。例えば、異なる構造のドッキング装置Ａとドッキング装置Ｂを携帯型情報機器に装着した場合では、携帯型情報機器の温度環境は異なるものとなる。

特開２０００−２０７０６３号公報 特開２０００−２９３２７０号公報 特開２０１０−３９６５５号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、携帯型情報機器に外部装置が装着されて携帯型情報機器の温度環境が変化しても、携帯型情報装置を好適に冷却することが可能な冷却システム、携帯型情報機器、外部装置、携帯型情報機器の温度制御方法、及びコンピュータが実行可能なプログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、携帯型情報機器と、前記携帯型情報機器に着脱可能に設けられた外部装置とからなる冷却システムであって、前記携帯型情報機器は、前記携帯型情報機器が単体の場合の、検出温度と制御対象デバイスの動作状態の関係を規定した第１のサーマルテーブルと、温度制御を行う制御部と、を含み、前記外部装置は、前記携帯型情報機器に前記外部装置を装着した場合の、検出温度と制御対象デバイスの動作状態を規定した第２のサーマルテーブルを含み、前記制御部は、前記外部装置が装着されていない場合は、前記第１のサーマルテーブルを使用して温度制御を行う一方、前記外部装置が装着されている場合は、前記第２のサーマルテーブルを使用して温度制御を行うことを特徴とする。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１のサーマルテーブルの制御対象デバイスの少なくとも１つは、前記携帯型情報機器に設けられた第１の冷却ファンであり、前記第１のサーマルテーブルは、少なくとも、監視対象の電子デバイスの温度と、前記第１の冷却ファンの回転速度との関係を規定しており、前記第２のサーマルテーブルの制御対象デバイスの少なくとも１つは、前記外部装置に設けられた第２の冷却ファンであり、前記第２のサーマルテーブルは、少なくとも、前記監視対象の電子デバイスの温度と、前記第２の冷却ファンの回転速度との関係を規定しており、前記制御部は、前記外部装置が装着されていない場合は、前記第１のサーマルテーブルを参照して、検出した前記監視対象の電子デバイスの温度に基づいて前記第１の冷却ファンの回転速度を制御し、また、前記外部装置が装着されている場合は、前記第２のサーマルテーブルを参照して、検出した前記監視対象の電子デバイスの温度に基づいて前記第２の冷却ファンの回転速度を制御することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記外部装置は、装着可能な前記携帯型情報機器の種類毎に前記第２のサマーテーブルを備え、前記制御部は、自機に対応した前記第２のサマーテーブルを使用することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第２の冷却ファンの回転速度は、前記第１の冷却ファンに比して低く設定されてていることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１及び第２のサーマルテーブルは、アクティブ・クーリング方式を採用することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記監視対象の電子デバイスの少なくとも１つは、ＣＰＵであることが望ましい。

また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、外部装置が着脱可能な携帯型情報機器において、前記携帯型情報機器が単体の場合の、検出温度と制御対象デバイスの動作状態の関係を規定した第１のサーマルテーブルと、温度制御を行う制御部と、を含み、 前記制御部は、前記外部装置が装着されていない場合は、前記第１のサーマルテーブルを使用して温度制御を行う一方、前記外部装置が装着されている場合は、前記外部装置に格納されている、前記携帯型情報機器に前記外部装置を装着した場合の、検出温度と制御対象デバイスの動作状態の関係を規定した第２のサーマルテーブルを使用して温度制御を行うことを特徴とする。

また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、携帯型情報機器に着脱可能に構成された外部装置において、冷却ファンと、前記携帯型情報機器に前記外部装置を装着した場合の、前記携帯型情報機器における監視対象の電子デバイスの温度と、前記冷却ファンの回転速度との関係を規定したサーマルテーブルを備え、前記携帯型情報機器の制御部は、前記外部装置が装着されている場合は、前記サーマルテーブルを参照して、測定した前記監視対象の電子デバイスの温度に基づいて前記冷却ファンの回転速度を制御することを特徴とする。

また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、外部装置が着脱可能である携帯型情報機器の温度制御方法であって、前記外部装置が接続されたか否かを検出するステップと、前記外部装置の接続を検出しなかった場合には、自機に格納されている、前記携帯型情報機器が単体の場合の、検出温度と制御対象デバイスの動作状態の関係を規定した第１のサーマルテーブルを使用して温度制御を行うステップと、前記外部装置の接続を検出した場合には、前記外部装置に格納されている、前記携帯型情報機器に前記外部装置を装着した場合の、検出温度と制御対象デバイスの動作状態を規定した第２のサーマルテーブルを使用して温度制御を行うステップと、を含むことを特徴とする。

また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、外部装置が着脱可能である携帯型情報機器に搭載されるプログラムであって、前記外部装置が接続されたか否かを検出するステップと、前記外部装置の接続を検出しなかった場合には、自機に格納されている、前記携帯型情報機器が単体の場合の、検出温度と制御対象デバイスの動作状態の関係を規定した第１のサーマルテーブルを使用して温度制御を行うステップと、前記外部装置の接続を検出した場合には、前記外部装置に格納されている、前記携帯型情報機器に前記外部装置を装着した場合の、検出温度と制御対象デバイスの動作状態を規定した第２のサーマルテーブルを使用して温度制御を行うステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明によれば、携帯型情報機器に外部装置が装着されて携帯型情報機器の温度環境が変化しても、携帯型情報装置を好適に冷却することが可能な冷却システムを提供することが可能になるという効果を奏する。

図１は、本実施の形態に係る携帯型情報機器であるノート型パーソナルコンピュータ（以下、「ノートＰＣ」と称する）の一例を概略的に示す斜視図である。 図２は、ノートＰＣに外部装置を装着した冷却システムであるＰＣシステムを示す側面図である。 図３は、ＰＣシステムの斜視図である。 図４は、ＰＣシステムの底面図である。 図５は、ＰＣシステムのシステム構成を示す概略のブロック図である。 図６は、ＰＣシステムの温度制御に関する要部構成を示す図である。 図７は、エンベデッド・コントローラによる温度制御の一例を説明するためのフローチャートである。 図８は、第１のサーマルテーブルの一例を示す図である。 図９は、第１のサーマルテーブルを使用した温度制御の一例を示すフローを示す図である。 図１０は、第２のサーマルテーブルの一例を示す図である。

以下、本発明に係る冷却システム、携帯型情報機器、外部装置、携帯型情報機器の温度制御方法、及びコンピュータが実行可能なプログラムの実施の形態について説明する。本発明の構成要素は、本明細書の図面に一般に示してあるが、様々な構成で広く多様に配置し設計してもよいことは容易に理解できる。したがって、本発明の装置、方法、及びプログラムの実施の形態についての以下のより詳細な説明は、特許請求の範囲に示す本発明の範囲を限定するものではなく、単に本発明の選択した実施の形態の一例を示すものであって、本明細書の特許請求の範囲に示す本発明と矛盾無く装置、システム及び方法についての選択した実施の形態を単に示すものである。当業者は、特定の細目の１つ以上が無くても、又は他の方法、部品、材料でも本発明を実現できることが理解できる。

（実施の形態）
図１は、本実施の形態に係る携帯型情報機器であるノート型パーソナルコンピュータ（以下、「ノートＰＣ」と称する）の一例を概略的に示す斜視図である。図１に示すノートＰＣ１０は、本体側筐体２０と、表示側筐体３０とで構成されている。本体側筐体２０の表面には、キーボードやタッチパッドを備えた入力装置２１が設けられている。また、本体側筐体２０の内部には、システム基板（Ｐｌａｎａｒ）、ＨＤＤ、光学ユニット、バッテリ、及び冷却ファン等が設けられている。表示側筐体３０は、液晶表示パネル（以下「ＬＣＤ」と称する）３１を備えている。表示側筐体３は、ヒンジ２２により本体側筐体２０に対して回動可能に支持されている。

図２は、ノートＰＣ１に外部装置を装着した冷却システムであるＰＣシステムを示す側面図である。図３は、図２のＰＣシステムの斜視図である。図４は、図２のＰＣシステムの底面図である。外部装置は、例えばドッキング装置であり、本実施の形態では、外部装置の一例として冷却機能（冷却ファン）を備えた外部装置について説明する。

図２〜図４に示す外部装置１は、ノートＰＣ１０の冷却機能を備えており、ノートＰＣ１０に着脱可能に構成されている。ノートＰＣ１０及び外部装置１は、それぞれ冷却機能を備え、以下、この冷却機能を中心として説明する。

ノートＰＣ１０は、ノートＰＣ１０を冷却する第１の冷却ファン３３を備えている。第１の冷却ファン３３は、回転羽根３３ａを回転させて送風し、ノートＰＣ１０内部を冷却する。第１の冷却ファン３３は、回転羽根３３ａの回転数（ｒｐｍ）を変えることができる。

外部装置１は、第２の冷却ファン２と、空気冷却部６と、これらを収納する筐体７と、を有している。第２の冷却ファン２は、回転羽根２ａを回転させて送風するものであり、回転羽根２ａの回転数（ｒｐｍ）を変えることができる。第２の冷却ファン２の送風方向には、空気冷却部６が配設されている。即ち、第２の冷却ファン２の送風経路中に、この経路を通る空気を冷却するための空気冷却部６が配設されている。

空気冷却部６は、空気を冷却する部分である。空気冷却部６の上側が冷却部６ａ、下側が放熱部６ｂとなっている。空気冷却部６は、ペルチエ素子によって構成されている。ペルチエ素子は、略板状に形成されており、電流を流すと、一方側の板状面で放熱が生じ、他方側の板状面で吸熱が生じるようになっている。ペルチエ素子は、筐体７の内部において、ペルチエ素子の放熱面が上側を向くように配設されている。従って、ペルチエ素子の吸熱面は、筐体７の底面側を向いている。ペルチエ素子の放熱が生じる面（放熱面）と、吸熱が生じる面（吸熱面）とには、柱状の熱伝導体が複数突設されている。この熱伝導体は、熱伝導率の高い素材で形成している。ペルチエ素子の吸熱面と放熱面とに柱状の熱伝導体を複数突設することによって、冷却効率及び、放熱効率を高めている。

空気冷却部６の冷却部６ａは、ペルチエ素子の吸熱面と、吸熱面に突設された熱伝導体と、から構成されている。冷却部６ａにおいて、吸熱面及び熱伝導体の表面から吸熱され、空気が冷却される。空気冷却部６の放熱部６ｂは、ペルチエ素子の放熱面と、放熱面に突設された熱伝導体と、から構成されている。ペルチエ素子の放熱面において生じた熱は、放熱面において放熱されるとともに放熱面側の熱伝導体に伝わり、熱伝導体からも放熱される。尚、ペルチエ素子は、ペルチエ素子は、ｐ型半導体とｎ型半導体とを電極で所謂π型に接続した構造を絶縁性のある一対の熱伝導板で挟んで板状に形成したものである。この一対の熱伝導板の一方側の熱伝導板が放熱面を構成し、他方側の熱伝導板が吸熱面を構成する。このように構成されたペルチエ素子は、電圧をかけた際には、吸熱面側の熱伝導板から、放熱面側の熱伝導板に熱が移動するようになっている。

第２の冷却ファン２から送り出された空気は、空気冷却部６の上側、即ち、冷却部６ａを通って冷却される。そして、この冷却された空気が後述する筐体７の送風口７ａから吹き出される。この冷却された空気がノートＰＣ１０に当たってノートＰＣ１０が冷却される。

筐体７は、箱状に形成されている。この筐体７に、第２の冷却ファン２と、空気冷却部６と、筐体７の上面には、送風口７ａが開口されており、第２の冷却ファン２からの送風が吹き出すようになっている。また、筐体７の少なくとも底面には、吸気口７ｂが開口され、筐体７内に空気を取り入れることができるようなっている。また、空気冷却部６の底面には、放熱口７ｃが形成されている。この放熱口７ｃから空気冷却部６の放熱部６ｂを通った空気が排出されるようになっている。また、筐体７の底面の周辺部には、脚部７ｄが形成されている。外部装置１が、机等に設置された際には、脚部７ｄによって、筐体７の底面と、筐体７が設置される設置面との間に所定の間隔が形成され、吸気口７ｂ及び放熱口７ｃにおいて空気が出入り可能となっている。尚、送風口７ａは、外部装置１がノートＰＣ１０に装着された際に、ノートＰＣ１０の底面に形成された空気取り込み口と一致する位置に形成するとよい。そうすることにより、冷却風がノートＰＣ１０の内部に入り込み、よりノートＰＣ１０を冷却することができる。

図５は、上記ＰＣシステムのシステム構成を示す概略のブロック図である。ＣＰＵ１１は、ノートＰＣ１０の中枢機能を担う演算処理装置で、ＯＳ（例えば、ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標））、ＢＩＯＳ、デバイス・ドライバ、あるいはアプリケーション・プログラムなどを実行する。ＣＰＵ１１はノートＰＣ１０の電子デバイスの中でも消費電力が大きく、かつ、発熱量も多い。ＣＰＵ１１は、スピード・ステップ（ＳＳ）という技術及びスロットリング（Ｔｈｒｏｔｔｌｉｎｇ）という技術に対応している。スピード・ステップは米国インテル社が開発した、ＣＰＵの動作電圧及び動作周波数の値を自由に設定できる技術である。スピード・ステップでは、システムがある状態のときに許可する最大の動作周波数をＢＩＯＳがＣＰＵ１１のレジスタに設定することにより、実際に当該ＣＰＵが動作する動作周波数を段階的に低減させることができる。

ＣＰＵ１１は動作周波数を低減させるときに同時に当該動作周波数でＣＰＵ１１を動作させるのに必要な値まで動作電圧を低減させる。ＣＰＵ１１は、スピード・ステップを実行するときに、エンベデッド・コントローラ２７に指示してＤＣ／ＤＣコンバータ３７に、ＣＰＵ１１の電圧を設定した最大動作周波数に適合するよう変更させる。スピード・ステップによりＣＰＵ１１の消費電力及び発熱量が低減する。スロットリングは、ＣＰＵ１１を一定間隔で動作及び停止させて間欠動作をさせることにより平均的な処理速度を切り替える機能である。スロットリングを実行するには、ＢＩＯＳ２４ａがＣＰＵ１１のレジスタにスロットリングの有効／無効の設定及びデューティ比（スロットリング率）を設定する。スピード・ステップもスロットリングも段階的にＣＰＵ１１の処理能力及び発熱量を変化させることができる。

ノートＰＣ１０に実装されるハードウエア及びソフトウェアは、ＡＣＰＩ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）という規格に適合する。ＡＣＰＩは、ＯＳがＢＩＯＳと連携してＰＣを構成する各デバイスの消費電力を管理するための統一された方式であり、電源のオン／オフ、サスペンド／レジューム、及び放熱ファンの制御などの消費電力の制御にまつわる様々な機能及び動作をＯＳが中心となって細かく設定・管理できるものである。ＡＣＰＩはスピード・ステップ及びスロットリングに対応している。ＡＣＰＩでは、システム状態は、６つのステートＳ０〜Ｓ５が規定されており、Ｓ０はフル稼働状態、Ｓ１は低消費電力状態（ただし、プロセッサ、チップセットともに電源オン）、Ｓ２は低消費電力状態（ただし、プロセッサとキャッシュは電源オフ、チップセットは電源オン）、Ｓ３はスタンバイ状態、Ｓ４は休止状態、Ｓ５はソフトウェアによるシャットダウン状態を示している。

ＣＰＵ１１は、ノース・ブリッジ１３及びノース・ブリッジ１３にさまざまなバスを経由して接続された各デバイスを制御する。ノース・ブリッジ１３は、メインメモリを構成するＤＩＭＭ（Ｄｕａｌ Ｉｎｌｉｎｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ｍｏｄｕｌｅ）１（１４）及びＤＩＭＭ２（１５）へのアクセス動作を制御するためのメモリ・コントローラ機能や、ＣＰＵ１１と他のデバイスとの間のデータ転送速度の差を吸収するためのデータ・バッファ機能などを含む。

ＤＩＭＭ１（１４）及びＤＩＭＭ２（１５）は、ＣＰＵ１１が実行するプログラムの読み込み領域、処理データを書き込む作業領域として利用される揮発性のＤＲＡＭである。
ビデオ・コントローラ１７はノース・ブリッジ１３に接続され、ビデオ・チップ及びＶＲＡＭを備えており、ＣＰＵ１１からの命令を受けて描画すべき画像ファイルのイメージを生成してＶＲＡＭに書き込み、ＶＲＡＭから読み出したイメージを画像データとしてＬＣＤ３１に送る。

サウス・ブリッジ１９は、ノース・ブリッジ１３に接続され、さまざまな周辺入出力デバイスのインターフェースやＰＣＩバス、ＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓバスのポートを備えている。サウス・ブリッジ１９には、オーディオ・コントローラ２５、ＨＤＤ２３、及びＥＥＰＲＯＭ２４などが接続される。ＨＤＤ２３は、ＯＳ、デバイス・ドライバ、及びアプリケーション・プログラムなどを格納する。ＯＳは、ＣＰＵ１１の使用率を示す使用率メータを備えている。Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）では、使用率メータがタスクマネージャのパフォーマンスの項目に表示されている。

ＥＥＰＲＯＭ２４は、不揮発性で記憶内容の電気的な書き替えが可能なメモリであり、Ｉ／Ｏデバイスの制御や、電源及び筐体内の温度などを管理するＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、ノートＰＣ１０の起動時にハードウエアの試験や初期化を行うＰＯＳＴ（Ｐｏｗｅｒ−Ｏｎ Ｓｅｌｆ Ｔｅｓｔ）、ユーザによって登録されたパスワードやスーパーバイザーパスワード、製品シリアル番号等の情報が格納されている。

さらにサウス・ブリッジ１９は、ＰＣＩバス又はＬＰＣバス２６を介して、従来からノートＰＣ１０に使用されているレガシー・デバイス、あるいは高速なデータ転送を要求しないデバイスに接続される。ＰＣＩバス又はＬＰＣバス２６には、エンベデッド・コントローラ２７、フラッシュＲＯＭ４５、Ｉ／Ｏコントローラ４７、及びドッキングＩ／Ｆ５１などが接続されている。Ｉ／Ｏコントローラ４７には、入力装置２１やＷＬＡＮアダプタ４８が接続されている。エンベデッド・コントローラ２７は、８〜１６ビットのＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成されたマイクロ・コンピュータであり、さらに複数チャネルのＡ／Ｄ入力端子、Ｄ／Ａ出力端子、タイマー、及びディジタル入出力端子を備えている。

エンベデッド・コントローラ２７には、それらの入出力端子を介して、第１のファン駆動部２９、温度センサ♯０〜３（３４）、及びパワー・コントローラ３５が接続されており、ノートＰＣ１０の内部の動作環境の管理にかかるプログラムをＣＰＵ１１とは独立して実行させることができる。

第１のファン駆動部２９には第１の冷却ファン３３が接続されている。温度センサ＃０〜３（３４）は、監視対象の電子デバイスに対応する位置に設けられている。

パワー・コントローラ３５は、ノートＰＣ１０の電源を制御する半導体ロジック回路である。パワー・コントローラ３５には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３７が接続される。ＤＣ−ＤＣコンバータ３７は、ＡＣ／ＤＣアダプタ４３又はバッテリ４１から供給される直流電圧を複数の電圧に変換してＣＰＵ１１及びその他の電子デバイスに電力を供給する。ＡＣ／ＤＣアダプタ４３はノートＰＣ１０に接続されると、ＤＣ−ＤＣコンバータ３７とバッテリィ４１を充電する充電器３９に電力を供給する。

図６は、上記ＰＣシステムの温度制御に関する要部構成を示す図である。同図において、バスやブリッジの図示を省略している。図７は、エンベデッド・コントローラ２７による温度制御の一例を説明するためのフローチャートである。

図６に示すように、ノートＰＣ１０は、ドッキングＩ／Ｆ５１と、エンベデッド・コントローラ２７と、温度センサ＃０〜３（３４）と、第１のファン駆動部２９と、第１の冷却ファン３３と、ＢＩＯＳ２４ａと、ＣＰＵ１１とを備えている。

温度センサ＃０〜３（３４）は、監視対象の電子デバイスに対応する位置に設けられており、外付け型として監視対象となる電子デバイスの近辺に配置されるか、又は埋め込み型として当該電子デバイスのダイの中に形成される。温度センサ＃０〜３（３４）は測定結果をエンベデッド・コントローラ２７に出力する。ＢＩＯＳ２４ａは、サウス・ブリッジ１９を介して外部装置１のＩＤをリードして、エンベデッド・コントローラ２７に出力する。

エンベデッド・コントローラ２７は、そのＲＯＭに、エンベデッド・コントローラ２７が実行する制御プログラム（ＦＷ）や第１のサーマルテーブル２７ａが格納されている。第１のサーマルテーブル２７ａは、外部装置１が装着されていない状態、すなわち、ノートＰＣ１０が単体の状態での、検出温度と制御対象デバイスの動作状態の関係を規定している。また、エンベデッド・コントローラ２７は、ドッキングＩ／Ｆ５１への外部装置１の接続を検出する。

エンベデッド・コントローラ２７は、外部装置１が接続されていない状態では、第１のサーマルテーブル２７ａを使用して温度制御を行う。具体的には、エンベデッド・コントローラ２７は、第１のサーマルテーブル２７ａを参照し、温度センサ＃０〜３（３４）が測定した測定温度に基づき、第１の冷却ファン３３をＯＮ／ＯＦＦさせる制御信号及び回転速度を指示する制御信号を第１のファン駆動部２９に出力する。第１のファン駆動部２９は、エンベデッド・コントローラ２７から入力される制御信号に基づいて、第１の冷却ファン３３のオン／オフ制御及び回転速度の段階的な制御を行う。

また、エンベデッド・コントローラ２７は、外部装置１が接続されている状態では、外部装置１に格納されている第２のサーマルテーブル５ａを使用して温度制御を行う。具体的には、エンベデッド・コントローラ２７は、外部装置１が接続されている状態では、第２のサーマルテーブル５ａを参照し、温度センサ＃０〜３（３４）が測定した測定温度に基づき、第２の冷却ファン３３をＯＮ／ＯＦＦさせる制御信号及び回転速度を指示する制御信号を外部装置１のマイクロ・コントローラ４に出力する。

また、エンベデッド・コントローラ２７は、ＣＰＵ１１にスピード・ステップ又はスロットリングを実行させる際に、設定すべき動作周波数又はスロットリング率を指定してパワー・マネジメント・ドライバを通じてＢＩＯＳ２４ａに通知する。通知を受けたシＢＩＯＳ２４ａは、ＣＰＵ１１のレジスタに指定された動作周波数又はスロットリング率を設定する。

外部装置１は、第２の冷却ファン２と、外部装置１の各種動作を制御するマイクロ・コントローラ４と、第２のファン駆動部３と、ＥＥＰＲＯＭ５と、ノートＰＣ１のドッキングＩ／Ｆ５１と接続するためのドッキングＩ／Ｆ８とを備えている。ＥＥＰＲＯＭ５には、外部装置１のＩＤと、装着可能なノートＰＣの機種毎に、好適な第２のサーマルテーブル５ａを格納している。外部装置１がノートＰＣ１に装着されると、ノートＰＣ１内の温度環境が変わるため、第２のサーマルテーブル５ａでは、その温度環境の変化を考慮して、検出温度と制御対象デバイスの動作状態の関係が規定されている。また、外部装置１を装着した場合に、ノートＰＣの機種毎に内部の温度分布が変わるため、ノートＰＣの機種毎に第２のサマーテーブル５ａが用意されている。実験及び／又はシミュレーションにより、外部装置１をノートＰＣの各機種に装着した場合に、ノートＰＣの稼働条件を変更してノートＰＣ内の各部の温度を測定し、ノートＰＣの機種毎に好適な第２のサーマルテーブルを作成している。

マイクロ・コントローラ４は、ノートＰＣ１０のエンベデッド・コントローラ２７から送出されてくる上述の制御信号に応じた制御信号を第２のファン駆動部３に出力する。第２のファン駆動部３は、マイクロ・コントローラ４から入力される制御信号に基づいて、第２のファン３３のオン／オフ制御および回転速度の段階的な制御を行う。尚、図６に示す例では、エンベデッド・コントローラ２７は、第２の冷却ファン２を外部装置１のマイクロ・コントローラ４を介して制御しているが、直接制御することにしてもよい。

図７は、上記エンベデッド・コントローラ２７による温度制御の概略の一例を説明するためのフローチャートである。同図において、エンベデッド・コントローラ２７は、外部装置１が接続されているか否かを判断する（ステップＳ１）。外部装置１が接続されていない場合には（ステップＳ１の「Ｎｏ」）、エンベデッド・コントローラ２７は、第１のサーマルテーブル２７ａを使用して、自機の第１の冷却ファン３３を制御することで温度制御を行う（ステップＳ２）。

外部装置１が接続されている場合には（ステップＳ１の「Ｙｅｓ」）、エンベデッド・コントローラ２７は、外部装置１のＥＥＰＲＯＭ５に格納されている、自機に対応する第２のサーマルテーブル５ａをリードして、ＲＡＭに展開する（ステップＳ３）。そして、展開した第２のサーマルテーブル５ａを使用して、外部装置１の第２の冷却ファン２を制御することで、温度制御を行う（ステップＳ４）。

つぎに、第１のサーマルテーブル２７ａ及び第２のサーマルテーブル５ａの実装例を説明する。図８は第１のサーマルテーブル２７ａの一例を示す図である。図９は、第１のサーマルテーブル２７ａを使用した温度制御の一例を示すフローである。

本実施の形態では、サーマルテーブルは、アクティブ・クーリング方式を採用しており、コンピュータの温度が上昇し始めると最初に冷却ファンを動作させ、冷却ファンが最大の回転速度に到達しても温度上昇が続く場合にＣＰＵの処理能力を低減させる方式となっている。

図８に示すように、第１のサーマルテーブル２７ａは、監視対象の各電子デバイスの温度に応じてＳＴＥＰ０〜４の５段階の温度制御を規定している。監視対象の電子デバイスは、例えば、ＣＰＵ１１、ＤＩＭＭ１，ＤＩＭＭ２、ＷＬＡＮアダプタ４８である。尚、監視対象の電子デバイスの種類及び個数はこれに限られるものではない。

各電子デバイス（ＣＰＵ１１、ＤＩＭＭ１，ＤＩＭＭ２、ＷＬＡＮアダプタ４８）の基準温度値は、温度センサ＃０〜３で検出される温度に対応している。第１のサーマルテーブル２７ａは出荷時にエンベデッド・コントローラ２７のＲＯＭに書き込まれる。温度センサ＃０は、例えば，ＣＰＵ１１に内蔵されている内臓タイプのセンサである。温度センサ＃１〜３は、システム基板上に配置されるＤＩＭＭ１，ＤＩＭＭ２、ＷＬＡＮアダプタ４８のそれぞれ近傍に配置されている外付けタイプのセンサである。

各温度センサ＃１〜３に対応して設定されている基準温度値は、各電子デバイスとそれを監視する各温度センサが実際に本体側筐体２０の内部に実装されたときに、第１の冷却ファン３３をできるだけ低い回転速度で動作させて本体側筐体２０の所定の場所の表面温度が所定値を越えないようにするために設定されている。さらに基準温度値は、監視対象の各電子デバイスがクリティカル温度を超えないように第１の冷却ファン３３を適切な回転速度で動作させるために設定されている。基準温度値は、各動作状態に対するイネーブル温度（Ｅｎａｂｌｅ）とディスエーブル温度（Ｄｉｓａｂｌｅ）で構成され、回転速度が上昇方向に変化する場合と下降方向に変化する場合との間にヒステリシス特性を形成している。

ここでは、以下の場合を一例として想定している。ＤＩＭＭ１、ＷＬＡＮアダプタ４８は、デバイス自体の温度を守る必要があるものとする。ＤＩＭＭ２は、ホットスポットを形成するベースカバーの近くに配置されているため、デバイス自体の温度を守ることに加えて、ベースカバーの仕様温度も考慮してより低い温度に保つ必要があるので、ＤＩＭＭ１に比して、基準温度値が低く設定されているものとする。

図８及び図９において、制御の段階を、ＳＴＥＰ４＞ＳＴＥＰ３＞ＳＴＥＰ２＞ＳＴＥＰ１＞ＳＴＥＰ０（高速回転＞中速回転＞中速低回転＞低速回転＞超低速回転）とした場合、イネーブル温度は、制御を１つ上の段階に移行させる温度であり、ディスエーブル温度は、制御を１つ下の段階に移行させる温度である。ＳＴＥＰ０では第１の冷却ファン３３の回転速度を制御し、ＳＴＥＰ１では第１の冷却ファン３３の回転速度の高速回転を維持したまま、さらに、ＣＰＵ１１の速度を低下させ、ＳＴＥＰ２では、ＣＰＵ１１のスロットリングを行い、ＳＴＥＰ３ではＯＳのシャットダウン／サスペンド、ＳＴＥＰ４ではシステムのシャットダウンを行う。さらに、ＳＴＥＰ０では、電子デバイスの温度に応じて、第１の冷却ファン３３の動作状態を超低速回転（ＦＡＮ Ｓｔｅａｌｔｈ Ｌｏｗ：２０００ｒｐｍ）、低速回転（ＦＡＮ Ｌｏｗ：３６００ｒｐｍ）、中速低回転（ＦＡＮ Ｍｉｄｄｌｅ Ｌｏｗ：３７００ｒｐｍ）、中速回転（ＦＡＮ Ｍｉｄｄｌｅ：３８５０ｒｐｍ）、高速回転（ＦＡＮ Ｈｉｇｈ：４５５０ｒｐｍ）の５段階の制御を規定している。

監視対象の電子デバイスの１つでも設定されたイネーブル温度に到達したときには、制御を１つ上の段階に移行させ、監視対象の全ての電子デバイスがディスエーブル温度以下まで下降したとき制御を１つ下の段階に移行させる。例えば、現在の状態が、ＣＰＵ１１の温度＝６０℃、ＤＩＭＭ１の温度＝４３℃、ＤＩＭＭ２の温度＝４０℃、ＷＬＡＮアダプタ４８の温度＝４４℃であり、ＳＴＥＰ０の第１のファン３３の中速回転制御が行われているとする。ここで、ＣＰＵ１１の温度＝６１℃になった場合は、温度制御が１つ上の段階に移行して、ＳＴＥＰ０の第１の冷却ファン３３の高速回転制御が行われる。他方、ＣＰＵ１１の温度＝５９℃、ＤＩＭＭ１の温度＝４２℃、ＤＩＭＭ２の温度＝３９℃、ＷＬＡＮアダプタ４８の温度＝４３℃となった場合は、温度制御が１つ下の段階に移行して、ＳＴＥＰ０の第１の冷却ファン３３の中低速回転制御が行われる。図９において、電源投入直後は、第１の冷却ファン３３は停止状態であるが、監視対象の電子デバイスの温度が上昇するに従って、ＳＴＥＰ０〜ＳＴＥＰ４の制御が行われる。

図１０は、第２のサーマルテーブル５ａの一例を示す図である。ここでは、第１のサーマルテーブル２７ａと異なる点についてのみ説明する。同図において、斜線部分は第１のサマーテーブル２７ａと異なる部分である。第２のサーマルテーブル５ａでは、ＳＴＥＰ０の制御対象を第２の冷却ファン２としている。第２の冷却ファン２は、第１の冷却ファン３３よりも大きな形状となっており、ゆっくりと静かに回っても大きな風量を得ることができ、第１の冷却ファン３３に比して回転数が低く設定されている。具体的には、ＳＴＥＰ０では、第２の冷却ファン２の動作状態を超低速回転（ＦＡＮ Ｓｔｅａｌｔｈ Ｌｏｗ：１８００ｒｐｍ）、低速回転（ＦＡＮ Ｌｏｗ：３２００ｒｐｍ）、中速低回転（ＦＡＮ Ｍｉｄｄｌｅ Ｌｏｗ：３３００ｒｐｍ）、中速回転（ＦＡＮ Ｍｉｄｄｌｅ：３４００ｒｐｍ）、高速回転（ＦＡＮ Ｈｉｇｈ：４０００ｒｐｍ）の５段階の制御を規定している。これにより、騒音を低減することができる。

ここで、一例として、ＷＬＡＮアダプタ４８は、外部装置１の装着の有無で本体側筐体２０内の風の流れが変わる場所に配置されているものとする。このため、温度センサ＃３の検出値とＷＬＡＮアダプタ４８の実際の温度との温度差が、外部装置１を装着していない場合と異なるため、外部装置１を装着していない場合と同じ基準温度値を使用していると、ＷＬＡＮアダプタ４８の温度を正しく監視していることにはならない。そこで、ＷＬＡＮアダプタ４８の基準温度値が変更されている。同図に示す例では、温度センサ＃３の検出値がＷＬＡＮアダプタ４８の実際の温度よりも低くなるため、基準温度値を低く変更している。

また、一例として、ＤＩＭＭ２は、外部装置１が装着されると、外部装置１によりベースカバーが覆われるためホットスポットが形成されてもユーザがベースカバーに触ることがなくホットスポットが問題とならない場合、又は、ベースカバーが冷却され易くなってベースカバーに上述のホットスポットが形成されなくなる場合等を想定しているため、ＤＩＭＭ１と同じ基準温度値に変更されている。

このように、第２のサーマルテーブル５ａは、外部装置１がノートＰＣ１０に装着された場合の温度環境の変化や温度センサの検出値の正確性（デバイスの実際の温度を正確に検出しているか）を反映したものとなっている。

尚、上記実施の形態では、第２のサーマルテーブル５ａは、外部装置１に設けられた第２の冷却ファン２のみを回転させることとしたが、ノートＰＣ１に設けられている第１の冷却ファン３３も併せて回転させることにしてもよい。この場合、第２のサーマルテーブルは、第１の冷却ファン３３及び第２の冷却ファン２の回転速度を規定すればよい。

また、例えば、冷却ファンの静かさをもっとも重視したモード、冷却を強化してパフォーマンスを重視したモード、それぞれをバランスさせたモード、システム温度と冷却ファン・冷却素子動作を総合的に捉えシステム全体として消費電力の最適化を図るモードにそれぞれ対応した第１及び第２のサーマルテーブルを設け、ユーザがモードを選択可能な構成としてもよい。

また、上記実施の形態では、アクティブ・クーリング方式を採用しているが、パッシブ・クーリング方式（コンピュータの温度が上昇し始めると最初にＣＰＵの処理能力を低減させ、ＣＰＵの処理能力が最低まで低減しても温度上昇が続く場合に放熱ファンを動作させる）を採用することにしてもよい。

また、上記実施の形態では、外部装置は冷却ファンを備えた構成であるが、ノートＰＣに外部装置を装着すると、外部装置が冷却ファンを備えているか否かに拘わらず、ノートＰＣの温度環境が変わるため、冷却ファンを備えていない外部装置にも適用可能である。
この場合、外部装置に格納される第２のサマーテーブルは、ノートＰＣに設けられている冷却ファンの回転速度を規定すればよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、ノートＰＣ１０と、ノートＰＣ１０に着脱可能に設けられた外部装置１とからなるＰＣシステムであって、ノートＰＣ１０は、ノートＰＣ１０が単体の場合の、検出温度と制御対象デバイスの動作状態の関係を規定した第１のサーマルテーブル２７ａと、温度制御を行うエンベデッド・コントローラ２７と、を含み、外部装置１は、ノートＰＣ１０に外部装置１を装着した場合の、検出温度と制御対象デバイスの動作状態を規定した第２のサーマルテーブル５ａを含み、エンベデッド・コントローラ２７は、外部装置１が装着されていない場合は、第１のサーマルテーブル２７ａを使用して温度制御を行う一方、外部装置１が装着されている場合は、第２のサーマルテーブル５ａを使用して温度制御を行うこととしたので、ノートＰＣに外部装置が装着されてノートＰＣの温度環境が変化しても、ノートＰＣを好適に冷却することが可能となる。

また、本実施の形態によれば、第１のサーマルテーブル２７ａの制御対象デバイスの少なくとも１つは、ノートＰＣ１０に設けられた第１の冷却ファン３３であり、第１のサーマルテーブル２７ａは、少なくとも、監視対象の電子デバイスの温度と、第１の冷却ファン３３の回転速度との関係を規定しており、第２のサーマルテーブル５ａの制御対象デバイスの少なくとも１つは、外部装置１に設けられた第２の冷却ファン２であり、第２のサーマルテーブル５ａは、少なくとも、監視対象の電子デバイスの温度と、第２の冷却ファン２の回転速度との関係を規定しており、エンベデッド・コントローラ２７は、外部装置１が装着されていない場合は、第１のサーマルテーブル２７ａを参照して、検出した監視対象の電子デバイスの温度に基づいて第１の冷却ファン３３の回転速度を制御し、また、外部装置１が装着されている場合は、第２のサーマルテーブル５ａを参照して、検出した監視対象の電子デバイスの温度に基づいて第２の冷却ファン２の回転速度を制御することとしたので、外部装置が冷却ファンを備えている場合に、ノートＰＣに外部装置が装着されてノートＰＣの温度環境が変化しても、外部装置の冷却ファンを制御して、ノートＰＣを好適に冷却することが可能となる。

また、本実施の形態によれば、外部装置は、装着可能なノートＰＣの種類毎に第２のサマーテーブル５ａを備え、エンベデッド・コントローラ２７は、自機に対応した第２のサマーテーブル５ａを使用することとしたので、ノートＰＣの機種に拘わらず、外部装置を装着した場合にそのノートＰＣを好適に冷却することが可能となる。

また、本実施の形態によれば、第２の冷却ファン２の回転速度を、第１冷却ファン３３に比して低く設定することとしたので、騒音を低減することが可能となる。

尚、上記実施の形態では、本発明の携帯型情報機器を、ノートＰＣに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、ＰＤＡ、携帯電話等の他の携帯型情報機器にも適用可能である。また、本発明の外部装置を外付けのドッキング装置に適用する場合について説明したが、装着することにより、携帯型情報機器の温度環境が変わる場合には、携帯型情報機器に内蔵させるタイプの外部装置にも適用可能である。

本発明に係る冷却システム、携帯型情報機器、外部装置、携帯型情報機器の温度制御方法、及びコンピュータが実行可能なプログラムは、各種ノートＰＣ等に有用である。

１ 外部装置
２ 第２の冷却ファン
２ａ 回転羽根
３ 第２のファン駆動部
４ マイクロ・コントローラ
５ ＥＥＰＲＯＭ
５ａ 第２のサーマルテーブル
６ 空気冷却部
６ａ 冷却部
６ｂ 放熱部
７ 筐体
７ａ 送風口
７ｂ 吸気口
７ｃ 放熱口
７ｄ 脚部
８ ドッキングＩ／Ｆ
１０ ノートＰＣ
１１ ＣＰＵ
１４ ＤＩＭＭ１
１５ ＤＩＭＭ２
２０ 本体側筐体
２１ 入力装置
２２ ヒンジ
２４ ＥＥＰＲＯＭ
２４ａ ＢＩＯＳ
２７ エンベデッド・コントローラ
２７ａ 第１のサーマルテーブル
２９ 第１のファン駆動部
３０ 表示側筐体
３１ ＬＣＤ
３３ 第１の冷却ファン
３４ 温度センサ＃０〜３
４８ ＷＬＡＮアダプタ
５１ ドッキングＩ／Ｆ

Claims (10)

1. 携帯型情報機器と、前記携帯型情報機器に着脱可能に設けられた外部装置とからなる冷却システムであって、
   前記携帯型情報機器は、
   前記携帯型情報機器が単体の場合の、検出温度と制御対象デバイスの動作状態の関係を規定した第１のサーマルテーブルと、
   温度制御を行う制御部と、
   を含み、
   前記外部装置は、
   前記携帯型情報機器に前記外部装置を装着した場合の、検出温度と制御対象デバイスの動作状態を規定した第２のサーマルテーブルを含み、
   前記制御部は、前記外部装置が装着されていない場合は、前記第１のサーマルテーブルを使用して温度制御を行う一方、前記外部装置が装着されている場合は、前記第２のサーマルテーブルを使用して温度制御を行うことを特徴とする冷却システム。
2. 前記第１のサーマルテーブルの制御対象デバイスの少なくとも１つは、前記携帯型情報機器に設けられた第１の冷却ファンであり、
   前記第１のサーマルテーブルは、少なくとも、監視対象の電子デバイスの温度と、前記第１の冷却ファンの回転速度との関係を規定しており、
   前記第２のサーマルテーブルの制御対象デバイスの少なくとも１つは、前記外部装置に設けられた第２の冷却ファンであり、
   前記第２のサーマルテーブルは、少なくとも、前記監視対象の電子デバイスの温度と、前記第２の冷却ファンの回転速度との関係を規定しており、
   前記制御部は、前記外部装置が装着されていない場合は、前記第１のサーマルテーブルを参照して、検出した前記監視対象の電子デバイスの温度に基づいて前記第１の冷却ファンの回転速度を制御し、また、前記外部装置が装着されている場合は、前記第２のサーマルテーブルを参照して、検出した前記監視対象の電子デバイスの温度に基づいて前記第２の冷却ファンの回転速度を制御することを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
3. 前記外部装置は、装着可能な前記携帯型情報機器の種類毎に前記第２のサマーテーブルを備え、
   前記制御部は、自機に対応した前記第２のサマーテーブルを使用することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷却システム。
4. 前記第２の冷却ファンの回転速度は、前記第１の冷却ファンに比して低く設定されていることを特徴とする請求項２に記載の冷却システム。
5. 前記第１及び第２のサーマルテーブルは、アクティブ・クーリング方式を採用したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の冷却システム。
6. 前記監視対象の電子デバイスの少なくとも１つは、ＣＰＵであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の冷却システム。
7. 外部装置が着脱可能な携帯型情報機器であって、
   前記携帯型情報機器が単体の場合の、検出温度と制御対象デバイスの動作状態の関係を規定した第１のサーマルテーブルと、
   温度制御を行う制御部と、
   を含み、
   前記制御部は、前記外部装置が装着されていない場合は、前記第１のサーマルテーブルを使用して温度制御を行う一方、前記外部装置が装着されている場合は、前記外部装置に格納されている、前記携帯型情報機器に前記外部装置を装着した場合の、検出温度と制御対象デバイスの動作状態の関係を規定した第２のサーマルテーブルを使用して温度制御を行うことを特徴とする携帯型情報機器。
8. 携帯型情報機器に着脱可能に構成された外部装置であって、
   冷却ファンと、
   前記携帯型情報機器に前記外部装置を装着した場合の、前記携帯型情報機器における監視対象の電子デバイスの温度と、前記冷却ファンの回転速度との関係を規定したサーマルテーブルを備え、
   前記携帯型情報機器の制御部は、前記外部装置が装着されている場合は、前記サーマルテーブルを参照して、検出した前記監視対象の電子デバイスの温度に基づいて前記冷却ファンの回転速度を制御することを特徴とする外部装置。
9. 外部装置が着脱可能である携帯型情報機器の温度制御方法であって、
   前記外部装置が接続されたか否かを検出するステップと、
   前記外部装置の接続を検出しなかった場合には、自機に格納されている、前記携帯型情報機器が単体の場合の、検出温度と制御対象デバイスの動作状態の関係を規定した第１のサーマルテーブルを使用して温度制御を行うステップと、
   前記外部装置の接続を検出した場合には、前記外部装置に格納されている、前記携帯型情報機器に前記外部装置を装着した場合の、検出温度と制御対象デバイスの動作状態を規定した第２のサーマルテーブルを使用して温度制御を行うステップと、
   を含むことを特徴とする携帯型情報機器の温度制御方法。
10. 外部装置が着脱可能である携帯型情報機器に搭載されるプログラムであって、
    前記外部装置が接続されたか否かを検出するステップと、
    前記外部装置の接続を検出しなかった場合には、自機に格納されている、前記携帯型情報機器が単体の場合の、検出温度と制御対象デバイスの動作状態の関係を規定した第１のサーマルテーブルを使用して温度制御を行うステップと、
    前記外部装置の接続を検出した場合には、前記外部装置に格納されている、前記携帯型情報機器に前記外部装置を装着した場合の、検出温度と制御対象デバイスの動作状態を規定した第２のサーマルテーブルを使用して温度制御を行うステップと、
    をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータが実行可能なプログラム。

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