JP6370611B2

JP6370611B2 - 制御装置及び電子機器

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Publication number: JP6370611B2
Application number: JP2014113453A
Authority: JP
Inventors: 森　匡輝; 匡輝森; 道章佐藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2018-08-08
Anticipated expiration: 2034-05-30
Also published as: JP2015228417A

Description

本発明は、電子機器の筐体内にある発熱部の動作を制御する制御装置、及び制御装置を備える電子機器に関する。

従来から、電子機器の筐体内に備えられたＣＰＵ（Central Processing Unit）などの発熱部の熱を放熱させるヒートパイプに関する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、ヒートパイプ内に封入された冷媒の気化及び凝縮によって発熱体を冷却する平板状のヒートパイプであって、気化した冷媒を水平方向に拡散し、凝縮した冷媒を垂直もしくは垂直・水平方向に還流させるヒートパイプの技術が開示されている。

特開２００９‐２５７７２２号公報（２００９年１１月５日公開）

しかしながら、特許文献１では、ヒートパイプ本体の放熱面と受熱面と間に充分な距離がないため、受熱面は放熱面の温度の影響を受けやすい。このため、放熱面が電子機器の外部から温められた場合、放熱面の温度の影響により受熱面の温度が上昇し、ヒートパイプの放熱能力が低下するという問題がある。例えば、近年では電子機器の小型化が進み、電子機器は容易に携帯されることが多くなっているため、電子機器が人体などの温かい物体と接触することにより、ヒートパイプの放熱面が温められて、ヒートパイプの放熱能力が低下することがある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電子機器に備えられたＣＰＵなどの発熱部が所定の負荷を超えて動作している場合に、発熱部で発生した熱に対する上記放熱能力が低下する状況を検知して、発熱部の動作を制限することにより、電子機器の故障等の不具合を防止する装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御装置は、電子機器の筐体内にある発熱部の温度を示す発熱部温度情報及び、当該発熱部と放熱部とを熱的に接続する熱接続部の温度を示す熱接続部温度情報を取得する温度情報取得手段と、上記温度情報取得手段によって取得された上記発熱部温度情報及び上記熱接続部温度情報に基づいて、上記放熱部及び上記熱接続部による放熱能力が、上記電子機器の安定動作を妨げ得る程度に低下したことを判定する低下判定手段と、上記低下判定手段によって、上記電子機器の安定動作を妨げ得る程度に上記放熱能力が低下したと判定される場合に、上記発熱部の動作を制限する動作制限手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、上記発熱部が所定の負荷を超えて動作している場合に、発熱部で発生した熱に対する上記放熱能力が低下する状況を検知して、発熱部の動作を制限することにより、電子機器の故障等の不具合（例えば、発熱部の故障及び電子機器の消費電力の増加）を防止することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る制御装置の要部構成を示すブロック図である。本発明に係る制御装置を備えた電子機器の一例を示す概要図である。（ａ）は、発熱部の動作を多段階に制限する制限レベルの例を示す図である。（ｂ）は、発熱部の動作が多段階で制限された場合において発熱部温度の時間変化の一例を示すグラフである。本発明の一実施形態に係る制御装置により実行される動作制限処理の一例を示すフローチャートである。図４に示したフローチャートの変形例である。本発明の一実施形態に係る制御装置により実行される故障判定処理の一例を示すフローチャートである。

本発明の実施形態について、図１〜図６に基づいて以下に説明する。なお、以下の特定の実施形態で説明する構成以外の構成については、必要に応じて説明を省略する場合があるが、他の実施形態で説明されている場合は、その構成と同じである。また、説明の便宜上、各実施形態に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付記し、適宜その説明を省略する。

〔実施形態１〕
（電子機器の概要）図２は、本発明に係る制御装置１を備えた電子機器１０の一例を示す概要図である。図２の（ａ）は、電子機器１０の外観の一例を示す正面図であり、電子機器１０の一例としてスマートフォンを図示している。電子機器１０の例として、スマートフォンの他に、ＰＨＳ（Personal Handy phone System）、携帯電話、タブレット端末、ノート型パーソナルコンピュータなどの携帯型の情報処理機器、及び大画面を備える薄型ＴＶ（テレビジョン受信機）などの据え置き型の情報処理機器が挙げられる。以下では、スマートフォンを電子機器１０の例として説明するが、電子機器１０をスマートフォンに限定するものではない。

図２の（ｂ）は、図２の（ａ）に示された電子機器１０における内部の要部構造の一例を示す構成図である。図２の（ｂ）に示すように、電子機器は、ヒートパイプ（熱接続部）２０、発熱部２１及び放熱部２２を備えている。ヒートパイプ２０は、発熱部２１と放熱部２２とを熱的に接続しており、発熱部２１で発生した熱を放熱部２２に伝達する。発熱部２１は、動作の制御が可能なものであり、例えば基板上に実装されたＣＰＵ、電源ＩＣ（Integrated circuit）で構成される。放熱部２２は、通常動作時において発熱部２１よりも相対的に温度が低い電池近傍等に設けられ、ヒートパイプ２０から伝達された熱を筐体外部に放出する。なお、図２の（ｂ）で、電池の配置位置は、電子機器１０の右側に示す矩形形状で示している部分である。

なお、ヒートパイプの詳細な構成は公知であるため、その説明を省略する。また、ヒートパイプ２０は熱接続部の一例に過ぎない。例えば、熱接続部は放熱シートや放熱フィルムであってもよい。

ヒートパイプ２０は、細長い管の形状であり、筐体内部に備えられている各種部品の隙間を利用して配置されている。例えば、ヒートパイプ２０の全長が７０ｍｍの場合、ヒートパイプ２０の端部（例えばヒートパイプ２０の一端から１０ｍｍまでの部分）は、発熱部２１と熱的に接続する部位（受熱部２０ａ）として、発熱部２１または発熱部２１の近傍（例えば発熱部２１の外周から５ｍｍ以内）に固定される。

また、放熱部２２と熱的に接続している部位（ヒートパイプ２０のもう一方の端部）は、受熱部２０ａと同様の長さ分（例えばヒートパイプ２０の一端から１０ｍｍまでの部分）が、放熱部２２と熱的に接続する部位として固定される。

図２の（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る制御装置１が取得する温度の測定箇所を示す概念図である。図２の（ｃ）に示すように、ヒートパイプ２０において、受熱部２０ａで測定される温度を受熱部温度Ｔ_Ｈ（第１熱接続部温度）、及び放熱部２２と接続している部位で測定される温度を放熱部温度Ｔ_Ｌ（第２熱接続部温度）とし、受熱部温度Ｔ_Ｈの測定部位と放熱部温度Ｔ_Ｌの測定部位とから中間にある部位にて測定される温度を、中間部温度Ｔ_Ｍとする。なお、受熱部温度Ｔ_Ｈ及び放熱部温度Ｔ_Ｌは、発熱部２１または放熱部２２に接続しているヒートパイプ２０の部位にて各々測定されたものでもよいし、発熱部２１または放熱部２２に固定されたヒートパイプ２０の部位の近傍（例えば固定部から５ｍｍ以内）にて各々測定されたものでもよい。

また、発熱部２１で測定される温度を発熱部温度Ｔ_Ｓとする。発熱部温度Ｔ_Ｓは、発熱部２１の表面または発熱部２１の内部で測定されたものである。

（制御装置における動作制限に関する構成）図１は、本発明の一実施形態に係る制御装置１の要部構成を示すブロック図である。図１に示すように、制御装置１を備える電子機器１０は、温度センサ１１、タイマ１２、記憶部１３、ヒートパイプ２０、発熱部２１及び放熱部２２を備える。なお、図１では、制御装置１と発熱部２１とを概念的に別ブロックとして記載しているが、発熱部２１がＣＰＵで構成される場合、制御装置１と発熱部２１とは同一の構成（ＣＰＵ）により実現される。

温度センサ１１は、ヒートパイプ２０の温度（受熱部温度Ｔ_Ｈ、放熱部温度Ｔ_Ｌ及び中間部温度Ｔ_Ｍ）と、発熱部２１の温度（発熱部温度Ｔ_Ｓ）とを測定するものである。ヒートパイプ２０の温度を測定する温度センサ１１は、例えば熱電対によって構成され、発熱部２１の温度を測定する温度センサ１１は、例えばＩＣ内部に形成された温度センサによって構成される。

タイマ１２は、制御装置１の通知に応じて時間を計測するものである。記憶部１３は、制御装置１がヒートパイプ２０及び放熱部２２による放熱能力（以下、単に放熱能力とする）の低下を判定するための情報を記憶するものである。なお、タイマ１２の詳細については、実施形態３にて後述する。

制御装置１は、温度情報取得部（温度情報取得手段）２、判定部３、及び制御部４を備える。温度情報取得部２は、温度センサ１１によって測定された発熱部温度Ｔ_Ｓ、受熱部温度Ｔ_Ｈ、放熱部温度Ｔ_Ｌ、及び中間部温度Ｔ_Ｍを示す温度情報（発熱部温度情報、及び熱接続部温度情報）を、各々取得する。

判定部３は、温度情報取得部２によって取得された温度情報に基づいて、発熱部２１で発生した熱に対する放熱能力の適否を判定するものであり、低下判定部（低下判定手段）３１、復帰判定部（復帰判定手段）３２及び故障判定部（故障判定手段）３３を備える。なお、故障判定部３３については実施形態３にて後述する。低下判定部３１は、温度情報取得部２が取得した温度情報に基づいて、放熱能力が電子機器１０の安定動作を妨げ得る程度に低下したか否かを判定する。低下判定部３１が判定するための条件の詳細については、後述する。復帰判定部３２は、低下判定部３１によって放熱能力が低下したと判定されない場合、温度情報取得部２によって取得された温度情報に基づいて、電子機器１０の安定動作を継続させ得る程度に放熱能力が復帰したことを判定する。より具体的には、復帰判定部３２は、発熱部温度Ｔ_Ｓが、発熱部２１が安定して動作している場合における温度よりも低いこと示す第５閾値未満の値であり、かつ受熱部温度Ｔ_Ｈが放熱部温度Ｔ_Ｌよりも大きい値である場合に、放熱能力が復帰したと判定する。なお、電子機器１０の安定動作を継続させ得る程度の放熱能力とは、放熱構造による放熱が正常に行われている状況で、動作している電子機器１０の発熱量に対して放熱構造による放熱能力に余力がある程度の能力である。

制御部４は、判定部３の判定に応じて、発熱部２１の動作を制御するものであり、動作制限部（動作制限手段）４１、制限解除部（制限解除手段）４２及び故障対応処理部（故障対応処理手段）４３を備える。なお、故障対応処理部４３の詳細については、実施形態３にて後述する。動作制限部４１は、低下判定部３１によって放熱能力が低下したと判定される場合に、発熱部２１の動作を制限する。発熱部２１の動作が制限された場合、電子機器１０を他の発熱体から離すことを示す警告をユーザに対して行う構成としてもよい。制限解除部４２は、復帰判定部３２によって放熱能力が復帰したと判定される場合、発熱部２１の動作制限を動作制限部４１に解除させる。動作制限部４１は、制限解除部４２からの通知に応じて、発熱部２１の動作制限を停止する。

また、動作制限部４１は、低下判定部３１によって放熱能力が低下したと判定される毎に、放熱能力が低下したと前回判定された時よりも、さらに発熱部２１の動作を制限する構成（多段階の動作制限）としてもよい。動作制限部４１による発熱部２１の動作制限が多段階である場合、制限解除部４２は、復帰判定部３２によって放熱能力が復帰したと判定される毎に、放熱能力が復帰したと前回判定されたときよりも、さらに動作制限部４１による発熱部２１の動作制限を解除する構成としてもよい。なお、発熱部２１の動作を多段階で制限する構成については図３及び図４にて後述する。

（動作制限の判定条件）低下判定部３１が放熱能力の低下を判定するための所定の条件とは、例えば以下に示す４つ制限判定条件である。この４つ制限判定条件のうち少なくとも１つの制限判定条件が満たされる場合、放熱能力は低下したと判定される。

＜放熱能力の低下を判定するための条件＞
第１低下判定条件：｜ΔＴ_Ｓ｜＜第１閾値かつ ΔＴ_Ｍ＞第３閾値
第２低下判定条件：｜ΔＴ_Ｓ｜＜第１閾値かつ ΔＴ_Ｈ＜ΔＴ_Ｌ
第３低下判定条件：Ｔ_Ｈ＜Ｔ_ＬかつＴ_Ｓ＞第２閾値
第４低下判定条件：Ｔ_Ｈ−Ｔ_Ｌ≧第４閾値かつＴ_Ｓ＞第２閾値
第１閾値から第４閾値は、予め設定された値であり、記憶部１３に記憶されているものとする。第１閾値は、発熱部２１が安定して動作していること示す値である。なお、本実施形態における第１閾値は、発熱部２１が安定して動作している場合の上限温度と下限温度の差分として説明するが、発熱部２１が安定して動作している場合の上限温度を示す値あってもよい。第１閾値が温度を示す値である場合、復帰判定部３２にて用いられる第５閾値は第１閾値よりも小さい値とする。第２閾値は、発熱部２１が所定の負荷を超えて動作して動作していることを示す値である。第３閾値は、ヒートパイプ２０の放熱部側の温度（Ｔ_ＬまたはＴ_Ｍ）が発熱部２１の動作による温度上昇の範囲を超えて上昇していること示す値である。第４閾値は、ヒートパイプ２０の熱輸送量の上限値を示す値である。ヒートパイプ２０の熱輸送量は、受熱部温度Ｔ_Ｈと放熱部温度Ｔ_Ｌとの差分をヒートパイプ２０固有の熱抵抗値で除して求められる。

また、ΔＴ_Ｓは、所定時間（例えば１００ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃ）における発熱部温度Ｔ_Ｓの変化量である。なお、変化量ΔＴ_Ｓの算出に使用される所定時間前の発熱部温度Ｔ_Ｓは、記憶部１３に一時的に記憶される構成としてもよい。また、ΔＴ_Ｈ、ΔＴ_Ｌ及びΔＴ_Ｍについても、ΔＴ_Ｓと同様に、各々、所定時間（例えば１００ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃ）における、受熱部温度Ｔ_Ｈ、放熱部温度Ｔ_Ｌ、及び中間部温度Ｔ_Ｍの変化量である。

ここで、ヒートパイプ２０及び放熱部２２（以下、放熱構造とする）に何らかの不具合が生じる場合について説明する。例えば、放熱部２２がユーザと接する場合、放熱部２２が電子機器１０とデザリング通信している機器の排熱口（放熱ファンによる排気口）付近に置かれる場合、またはヒートパイプ２０と放熱部２２とが何らかの原因により熱的に接続されない状態となる場合に、ΔＴ_Ｈ＜ΔＴ_ＬまたはＴ_Ｈ＜Ｔ_Ｌとなることがある。第１〜第２制限判定条件によれば、発熱部２１が安定して動作している場合であっても、放熱構造に何らかの不具合が生じた場合に放熱能力が低下したと判定され、発熱部２１の動作が制限される。それゆえ、発熱部２１の動作を制限することにより、発熱部２１の温度が発熱部２１の上限温度を超えることによって生じる不具合を防止するという効果を奏する。

第３〜第４判定条件によれば、発熱部温度Ｔ_Ｓを用いるため、放熱構造に何らかの不具合が生じた場合であっても発熱部２１が所定の負荷を超えて動作していなければ、発熱部２１の動作が制限されることはない。それゆえ、電子機器１０は高いパフォーマンスを維持することが可能となる。

また、第４低下判定条件によれば、ヒートパイプ２０の熱輸送量がヒートパイプ２０の熱輸送量の上限値を超える前に、発熱部２１の動作制限が可能となる。このため、ヒートパイプ２０内に封入された作動液がすべて乾いてしまうという現象（ドライアウト）等の不具合による熱輸送能力の低下を回避することができる。それゆえ、発熱部２１に対する放熱効果が維持されるとともに発熱部２１の動作が停止されることを防止できる。また、発熱部２１の温度が発熱部２１の上限温度を超えることによって生じる不具合を防止するという効果を奏する。

また、第３低下判定条件の第２閾値は、第４低下判定条件の第２閾値と同一の値として説明しているが、第４低下判定条件の第２閾値と異なる値としてもよい。第３低下判定条件の第２閾値を第４低下判定条件の第２閾値と異なる値とする場合、Ｔ_Ｈ＜Ｔ_Ｌ（第３低下判定条件）と、Ｔ_Ｈ−Ｔ_Ｌ≧第４閾値（第４低下判定条件）とにおいて、発熱部２１が所定の負荷を超えて動作しているか否かの判定を各々個別に行うことが可能となる。このため、ヒートパイプ２０の放熱部側または受熱部側からの影響に応じて、発熱部２１の動作を制限することが可能となる。

（動作制限レベル）図３の（ａ）は、発熱部２１の動作を多段階に制限する制限レベルの例を示す図である。図３の（ａ）では、動作制限部４１によって動作制限される発熱部２１をＣＰＵとして説明し、ＣＰＵの動作の制限レベルを０〜２とする。動作制限部４１によってＣＰＵの動作制限が実行されていない場合、ＣＰＵの動作の制限レベルは０である。制限レベルが０のとき、例えばＣＰＵの動作コア数は４であり、ＣＰＵの上限動作周波数は２ＧＨｚである。制限レベルが０の状態で低下判定部３１によって放熱能力が低下したと判定される場合、動作制限部４１は、ＣＰＵの動作の制限レベルを１としてＣＰＵの動作を制限する。制限レベルが１のとき、例えば制限レベルが０の時のＣＰＵの動作コア数が制限される（ＣＰＵの動作コア数は２、ＣＰＵの上限動作周波数は２ＧＨｚ）。制限レベルが１の状態で低下判定部３１によって放熱能力が低下したと判定される場合、動作制限部４１は、ＣＰＵの動作の制限レベルを２としてＣＰＵの動作を制限する。制限レベルが２のとき、例えば制限レベルが１の時のＣＰＵの上限動作周波数が制限される（ＣＰＵの動作コア数は２、ＣＰＵの上限動作周波数は１ＧＨｚ）。なお、ＣＰＵの動作の制限レベルの上限は２に限定せず、ＣＰＵの性能に応じて増減させてもよい。

図３の（ｂ）は、発熱部２１の動作が多段階で制限された場合において発熱部温度Ｔ_Ｓの時間変化の一例を示すグラフである。図３の（ｂ）に示すように、電子機器１０の動作が開始されると、一定の値だった発熱部温度Ｔ_Ｓが上昇し始める。発熱部２１が安定して動作している（定常動作）場合、発熱部温度Ｔ_Ｓの変化量は所定の範囲内であり、発熱部温度Ｔ_Ｓは第２閾値未満の値であるため動作制限部４１による制限レベルは０である。そして、発熱部温度Ｔ_Ｓが上昇し、発熱部温度Ｔ_Ｓが第２閾値を超える場合、動作制限部４１によって発熱部２１の動作が制限レベル１として制限される。動作制限部４１によって制限レベル１として制限された発熱部２１の発熱部温度Ｔ_Ｓは、第２閾値未満の値となり、発熱部２１は安定した動作を実行する。その後、動作制限部４１による発熱部２１の動作制限が解除されない状態で、再び発熱部温度Ｔ_Ｓが第２閾値を超えると、動作制限部４１によって発熱部２１の動作が制限レベル２として制限される。なお、発熱部温度Ｔ_Ｓが第５閾値を下回れば、復帰判定部３２による放熱能力の復帰の判定が行われる。

（発熱部の動作の制限処理）図４は、本発明の一実施形態に係る制御装置１により実行される動作制限処理の一例を示すフローチャートである。図４にて説明する制御装置１の処理は、上述した第１判定条件〜第４判定条件を組み合わせたものであり、発熱部２１の動作は多段階で制限されるものとする。後述するＳ３〜Ｓ５は、第３判定条件及び第４判定条件の組み合わせであり、Ｓ６〜Ｓ８は第１判定条件及び第２判定条件の組み合わせである。なお、図４に示すフローチャートは、制御装置１により実行される処理を限定するものではなく、第１判定条件〜第４判定条件の組み合わせ方は自由である。例えば、Ｓ３〜Ｓ５の処理はＳ６〜Ｓ８の処理の後に実行されてもよいし、制御装置１により実行される処理は、第１判定条件〜第４判定条件を各々単独で用いた処理としてもよい。

まず、電子機器１０の動作（例えば、ビデオチャット、高画質動画撮影など比較的動作の重いアプリケーション）が開始されると（Ｓ１）、発熱部２１の温度が変化（上昇）するとともに、ヒートパイプの温度が変化（上昇）する。Ｓ１の後、温度情報取得部２は、発熱部温度Ｔ_Ｓ、受熱部温度Ｔ_Ｈ、放熱部温度Ｔ_Ｌ、及び中間部温度Ｔ_Ｍを示す各々の温度情報を、各々の温度センサから取得する（Ｓ２）。

Ｓ２の後、低下判定部３１は、Ｓ２にて温度情報取得部２が取得した温度情報（第１熱接続部温度情報、及び第２熱接続部温度情報）を用いて、受熱部温度Ｔ_Ｈと放熱部温度Ｔ_Ｌとを比較する（Ｓ３）。Ｔ_Ｈ＜Ｔ_Ｌの場合（Ｓ３にてＹＥＳ）、低下判定部３１は、Ｓ２にて温度情報取得部２が取得した温度情報を用いて、発熱部温度Ｔ_Ｓと第２閾値とを比較する（Ｓ４）。Ｔ_Ｓ＞第２閾値の場合（Ｓ４にてＹＥＳ）、低下判定部３１は放熱能力が低下したと判定し、Ｓ９の処理へ移行する。一方、Ｔ_Ｈ≧Ｔ_Ｌの場合（Ｓ３にてＮＯ）、低下判定部３１は、Ｓ２にて温度情報取得部２が取得した温度情報を用いて、Ｔ_Ｈ−Ｔ_Ｌと第４閾値とを比較する（Ｓ５）。Ｔ_Ｈ−Ｔ_Ｌ≧第４閾値の場合（Ｓ５にてＹＥＳ）Ｓ４の処理に移行する。値Ｔ_Ｈ−Ｔ_Ｌが、Ｔ_Ｈ−Ｔ_Ｌ＜第４閾値の場合（Ｓ５にてＮＯ）Ｓ６の処理に移行する。

Ｓ５にてＮＯの場合、低下判定部３１は、Ｓ２にて温度情報取得部２が取得した温度情報を用いて、｜ΔＴ_Ｓ｜と第１閾値とを比較する（Ｓ６）。｜ΔＴ_Ｓ｜＜第１閾値の場合（Ｓ６にてＹＥＳ）、低下判定部３１は変化量ΔＴ_Ｍと第３閾値とを比較する（Ｓ７）。ΔＴ_Ｍ≧第３閾の場合（Ｓ７にてＹＥＳ）、低下判定部３１は放熱能力が低下したと判定し、Ｓ９の処理へ移行する。ΔＴ_Ｍ＜第３閾の場合（Ｓ７にてＮＯ）、低下判定部３１はΔＴ_ＨとΔＴ_Ｌとを比較する（Ｓ８）。ΔＴ_Ｈ＜ΔＴ_Ｌの場合（Ｓ８にてＹＥＳ）、低下判定部３１は放熱能力が低下したと判定し、Ｓ９の処理へ移行する。なお、｜ΔＴ_Ｓ｜≧第１閾値の場合（Ｓ６にてＮＯ）、及び、ΔＴ_Ｈ≧ΔＴ_Ｌの場合（Ｓ８にてＮＯ）、Ｓ１３の処理に移行する。

そして、低下判定部３１によって放熱能力が低下したと判定された後、動作制限部４１は、発熱部２１の動作の制限レベルが上限に達しているか否かを判定する（Ｓ９）。発熱部２１の動作の制限レベルが上限に達していない場合（Ｓ９にてＮＯ）、動作制限部４１は、制限レベルを変更（１つ加算）し（Ｓ１０）、変更（加算）した制限レベルで発熱部２１の動作を制限し（Ｓ１１）、Ｓ２以降の処理を繰り返す。一方、発熱部２１の動作の制限レベルが上限に達している場合（Ｓ９にてＹＥＳ）、電子機器１０の動作を強制終了させる（Ｓ１２）。

一方、Ｓ６にてＮＯの場合、及びＳ８にてＮＯの場合、復帰判定部３２は、Ｓ２にて温度情報取得部２が取得した温度情報を用いて、発熱部温度Ｔ_Ｓと第５閾値とを比較する（Ｓ１３）。Ｔ_Ｓ＜第５閾値の場合（Ｓ１３にてＹＥＳ）、復帰判定部３２は、Ｓ２にて温度情報取得部２が取得した温度情報を用いて、受熱部温度Ｔ_Ｈと放熱部温度Ｔ_Ｌとを比較する（Ｓ１４）。Ｔ_Ｈ＞Ｔ_Ｌの場合（Ｓ１４にてＹＥＳ）、復帰判定部３２は放熱能力が電子機器１０の安定動作を継続させ得る程度（すなわち、放熱状態が正常で放熱状況に余力がある程度）に復帰したことを判定する。

次に、復帰判定部３２によって放熱能力が復帰したことが判定された後、制限解除部４２は、発熱部２１の動作の制限レベルを復帰（１つ減算）し（Ｓ１５）、Ｓ１１における動作制限部４１による発熱部２１の動作制限を解除する。そして、動作制限部４１は、Ｓ１５にて変更（減算）した制限レベルで発熱部２１の動作を制限し（Ｓ１６）、Ｓ１７の処理に移行する。一方、Ｔ_Ｓ≧第５閾値の場合（Ｓ１３にてＮＯ）、及びＴ_Ｈ≦Ｔ_Ｌの場合（Ｓ１４にてＮＯ）、Ｓ１７の処理に移行する。なお、Ｓ１５にて変更される制限レベルが０の場合、制限レベルは変更（減算）されないものとする。

そして、ユーザによる電子機器１０の動作を終了する操作が検知されると（Ｓ１７にてＹＥＳ）電子機器１０の動作は終了する（Ｓ１８）。また、ユーザによる電子機器１０の動作を終了する操作が検知されなければ（Ｓ１７にてＮＯ）Ｓ２以降の処理を繰り返す。

〔実施形態２〕
図５は、図４に示したフローチャートの変形例であり、図３のＳ７におけるΔＴ_Ｍを、図４ではΔＴ_Ｌに置き換え、Ｓ７の処理をＳ７’としている。

上記構成によれば、温度情報取得部２が取得する温度情報は、発熱部温度Ｔ_Ｓ、受熱部温度Ｔ_Ｈ、及び放熱部温度Ｔ_Ｌを示す温度情報となる。このため、ヒートパイプ２０にて測定された中間部温度Ｔ_Ｍを示す温度情報は必要とされないため、温度測定の構成を簡易化することが可能となる。それゆえ中間部温度Ｔ_Ｍを測定する温度センサのためのスペースを削減でき、制御装置１を備える電子機器１０の小型化に寄与することが可能となる。

〔実施形態３〕
本実施形態では、発熱部２１の動作制限が行われた後に放熱能力が復帰しない場合、放熱構造の故障を判定する。以下、本実施形態について図１及び図６に基づいて説明する。

（制御装置における故障時の処理に関する構成）図１に示すように、制御装置１は、放熱構造に故障が生じている場合に実行される構成として故障判定部３３及び故障対応処理部４３を備える。

故障判定部３３は、動作制限部４１による発熱部２１の動作制限を制限解除部４２が解除してから所定の時間内に、低下判定部３１によって放熱能力が低下したと判定される場合、ヒートパイプ２０及び放熱部２２のうち少なくとも１つが故障していると判定する。なお、制限解除部４２によって動作制限部４１による発熱部２１の動作制限が解除された場合、制御装置１（例えば、制限解除部４２）はタイマ１２に通知し、タイマ１２は制御装置１の通知に応じて、動作制限部４１による発熱部２１の動作制限を制限解除部４２が解除してから、低下判定部３１によって放熱能力が低下したと判定されるまでの時間の計測を開始する。

故障対応処理部４３は、故障判定部３３によってヒートパイプ２０及び放熱部２２のうち少なくとも１つが故障していると判定された場合に、故障時における処理を実行する。故障時における処理とは、例えば、動作制限部４１による発熱部２１の動作制限を固定する処理、振動や点灯によりユーザに通知させる処理、電子機器１０の動作を強制的に停止する処理である。故障対応処理部４３の処理により制御装置１の判定を簡易化でき、また、ユーザへの通知を行うことにより、発熱部２１の温度上昇による電子機器１０の故障を未然に防止することが可能となる。なお、故障対応処理部４３が、動作制限部４１による発熱部２１の動作制限を固定する処理を行う場合については、図６を用いて後述する。

（故障判定の処理）図６は、本発明の一実施形態に係る制御装置１により実行される故障判定処理の一例を示すフローチャートである。図６に示されるＳ２１〜Ｓ２３は、図４にて上述したＳ１、Ｓ２及びＳ３〜Ｓ８に各々対応する。Ｓ２２の後、低下判定部３１は動作制限の判定条件を満たすか否かを判定する（Ｓ２３）。動作制限の判定条件が満たされる場合（Ｓ２３にてＹＥＳ）、故障判定部３３は、タイマ１２が時間を計測しているか否かを判定する（Ｓ２４）。タイマ１２が時間を計測していない場合（Ｓ２４にてＮＯ）、Ｓ２７以降の処理を実行する。なお、図６に示されるＳ２７〜Ｓ３０は、図４にて上述したＳ９〜Ｓ１２に各々対応する。

一方、タイマ１２が時間を計測している場合（Ｓ２４にてＹＥＳ）、故障判定部３３は、後述するＳ３５にて動作制限部４１による発熱部２１の動作制限を制限解除部４２が解除してから、Ｓ２３にて低下判定部３１によってヒートパイプ２０及び放熱部２２による放熱能力が低下したと判定されるまでの時間（タイマ計測時間）が、所定の時間内か否かを判定する（Ｓ２５）。タイマ計測時間が所定の時間を超える場合（Ｓ２５にてＮＯ）、Ｓ２７の処理に移行する。また、タイマ計測時間が所定の時間内である場合（Ｓ２５にてＹＥＳ）、故障判定部３３は放熱構造が故障していると判定し、故障対応処理部４３は故障時における処理を実行する（Ｓ２６）。なお、Ｓ２６の処理が、故障対応処理部４３によって電子機器１０の動作が強制的に停止される構成である場合、Ｓ２６の処理後に制御装置１の処理は終了する。

動作制限の判定条件が満たされない場合（Ｓ２３にてＮＯ）、故障判定部３３による補熱構造の故障が判定されていなければ（Ｓ３１にてＮＯ）Ｓ３２の処理に移行し、故障判定部３３による補熱構造の故障が判定されていれば（Ｓ３１にてＹＥＳ）Ｓ３７の処理に移行する。Ｓ３１にてＮＯの場合、動作制限部４１による発熱部２１の動作が制限されていれば（Ｓ３２にてＹＥＳ）Ｓ３４に移行し、動作制限部４１による発熱部２１の動作が制限されていなければ（Ｓ３２にてＮＯ）Ｓ３７に移行する。図６に示されるＳ３３〜Ｓ３５は、図４にて上述したＳ１３〜１４、Ｓ１５及びＳ１６に各々対応する。

Ｓ３５の後、制限解除部４２は、タイマ１２が計測している時間をリセットする（Ｓ３６）。なお、Ｓ３５の後タイマが時間を計測していない場合、Ｓ３６の処理は行われず、Ｓ３７に移行する。

そしてユーザによる電子機器１０の動作を終了する操作が検知されなければ（Ｓ３７にてＮＯ）タイマ１２は時間の計測を開始し（Ｓ３８）Ｓ２２の処理に移行する。なお、Ｓ３２にて動作制限部４１による発熱部２１の動作が制限されていない場合Ｓ３８の処理は行われないものとする。一方、ユーザによる電子機器１０の動作を終了する操作が検知されると（Ｓ３７にてＹＥＳ）電子機器１０の動作は終了する（Ｓ３９）。

なお、Ｓ２５にてＹＥＳの場合、故障判定部３３は、放熱構造が故障していることを示す故障フラグを立てる構成としてもよい（Ｓ２６）。Ｓ３１の処理は、故障フラグの有無によって判定されてもよい。また、Ｓ２９にて動作制限部４１が発熱部２１の動作を制限する場合、発熱部２１の動作を制限していることを示す動作制限フラグを立てる構成としてもよい。動作制限フラグが立てられた場合、Ｓ３２の処理は動作制限フラグの有無によって判定されてもよい。なお、Ｓ２９にて立てられた動作制限フラグは、Ｓ３５にて変更した制限レベルが０である場合、Ｓ３６にて降ろされる。また、Ｓ３５にて制限解除部４２がＳ２９における動作制限部４１による発熱部２１の動作制限を解除する場合、動作制限部４１による発熱部２１の動作制限を解除したことを示す解除フラグを立てる構成としてもよい。解除フラグが立てられた場合、Ｓ２４の処理は解除フラグの有無によって判定されてもよい。また、Ｓ３８においてタイマ１２による時間計測が開始されたら、カウンタを＋１ずつインクリメントする構成としてもよい。このようにインクリメントされたカウンタを、Ｓ２５における所定時間以内か否かの判定に用いてもよい。カウンタがインクリメントされる構成の場合、Ｓ３６の時間計測リセット処理にて、カウンタはリセットされる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
制御装置１の制御ブロック（特に判定部３および制御部４）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、制御装置１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る制御装置１は、電子機器１０の筐体内にある発熱部２１の温度を示す発熱部温度情報及び、当該発熱部と放熱部とを熱的に接続する熱接続部（ヒートパイプ２０）の温度を示す熱接続部温度情報を取得する温度情報取得手段と（温度情報取得部２）と、上記温度情報取得手段によって取得された上記発熱部温度情報及び上記熱接続部温度情報に基づいて、上記放熱部及び上記熱接続部による放熱能力が、上記電子機器の安定動作を妨げ得る程度に低下したことを判定する低下判定手段（低下判定部３１）と、上記低下判定手段によって、上記電子機器の安定動作を妨げ得る程度に上記放熱能力が低下したと判定される場合に、上記発熱部の動作を制限する動作制限手段（動作制限部４１）とを備えている。上記構成によれば、上記発熱部が所定の負荷を超えて動作している場合に、発熱部で発生した熱に対する上記放熱能力が低下する状況を検知して、発熱部の動作を制限することにより、電子機器の故障等の不具合（例えば、発熱部の故障及び電子機器の消費電力の増加）を防止することができるという効果を奏する。

本発明の態様２に係る制御装置１は、上記態様１において、上記動作制限手段は、上記低下判定手段によって、上記電子機器の安定動作を妨げ得る程度に上記放熱能力が低下したと判定される毎に、上記放熱能力が低下したと前回判定された時よりも、さらに上記発熱部の動作を制限してもよい。上記構成によれば、低下判定手段によって上記放熱能力が低下したと判定される毎に、発熱部の動作は動作制限手段によって段階的に制限される。このため、発熱部の動作は、放熱能力の低下の程度に応じて制限される。それゆえ、発熱部で発生した熱に対する放熱能力の低下を最小限にするとともに、発熱部の動作性能を維持することが可能となる。

本発明の態様３に係る制御装置１は、上記態様１または２において、上記温度情報取得手段によって取得された上記発熱部温度情報及び上記熱接続部温度情報に基づいて、上記電子機器の安定動作を継続させ得る程度に上記放熱能力が復帰したことを判定する復帰判定手段（復帰判定部３２）と、上記復帰判定手段によって、上記電子機器の安定動作を継続させ得る程度に上記放熱能力が復帰したと判定される場合に、上記動作制限手段による上記発熱部の動作制限を解除する制限解除手段（制限解除部４２）とをさらに備えていてもよい。上記構成によれば、低下していた放熱能力が復帰した場合に、発熱部の動作制限が解除される。このため、放熱能力が低下していない状態で、発熱部の高い動作性能が保障され得る。

なお、本発明に係る制御装置１は、上記態様３において、上記制限解除手段は、上記復帰判定手段によって、上記電子機器の安定動作を継続させ得る程度に上記放熱能力が復帰したと判定される毎に、上記放熱能力が復帰したと前回判定されたときよりも、さらに上記動作制限手段による上記発熱部の動作制限を解除してもよい。上記構成によれば、復帰判定手段によって上記放熱能力が復帰したと判定される毎に、動作制限手段による発熱部の動作制限は段階的に解除される。このため、発熱部の動作制限は、放熱能力の復帰の程度に応じて制限される。それゆえ、動作制限手段による発熱部の動作制限を最小限にするとともに、発熱部の動作性能を維持することが可能となる。

本発明の態様４に係る制御装置１は、上記態様３において、上記動作制限手段による上記発熱部の動作制限を上記制限解除手段が解除してから所定の時間内に、上記低下判定手段によって上記電子機器の安定動作を妨げ得る程度に上記放熱能力が低下したと判定される場合、上記熱接続部及び上記放熱部のうち少なくとも１つが故障していると判定する故障判定手段（故障判定部３３）をさらに備えていてもよい。上記構成によれば、発熱部の動作制限が解除されてから、再び発熱部の動作が制限されるまでの時間が短い場合に、放熱構造に何らかの故障があると判定される。このため、定常的に放熱能力の復帰が見込めない場合に、放熱構造の故障における各種処理が対応可能となる。

なお、本発明の態様に係る制御装置１は、上記態様１から３の何れか一態様において、上記温度情報取得手段によって取得される上記熱接続部温度情報は、上記発熱部と熱的に接続している上記熱接続部の部位の温度を示す第１熱接続部温度情報と、上記放熱部に熱的に接続している上記熱接続部の部位の温度を示す第２熱接続部温度情報と、を含んでいてもよい。上記構成によれば、熱接続部において、発熱部と熱的に接続している部位の温度（受熱部温度Ｔ_Ｈ）及び放熱部と熱的に接続している部位の温度（放熱部温度Ｔ_Ｌ）が測定される。このため、受熱部温度Ｔ_Ｈに対する放熱部温度Ｔ_Ｌの変化に応じて放熱能力の変化をより正確に検知することができる。

また、本発明の態様に係る制御装置１は、上記温度情報取得手段によって取得された上記発熱部温度情報及び上記熱接続部温度情報に基づいて、所定時間における上記発熱部の温度の変化量が、上記発熱部が安定して動作していることを示す第１閾値未満の値であり、かつ、所定時間における上記第１熱接続部温度情報により示される温度（受熱部温度Ｔ_Ｈ）の変化量が、所定時間における上記第２熱接続部温度情報により示される温度（放熱部温度Ｔ_Ｌ）の変化量よりも小さい値である場合に、上記低下判定手段は、上記放熱能力が、上記電子機器の安定動作を妨げ得る程度に低下したことを判定してもよい。上記構成によれば、発熱部が安定して動作している場合であっても、放熱構造に何らかの不具合が生じた場合に放熱能力が低下したと判定され、発熱部の動作が制限される。それゆえ、発熱部の動作を制限することにより、発熱部の温度が発熱部の上限温度を超えることによって生じる不具合を防止するという効果を奏する。

また、本発明の態様に係る制御装置１は、上記温度情報取得手段によって取得された上記発熱部温度情報及び上記熱接続部温度情報に基づいて、上記発熱部の温度が、上記発熱部が所定の負荷を超えて動作していることを示す第２閾値よりも大きい値であり、かつ、上記第１熱接続部温度が上記第２熱接続部温度よりも小さい値である場合に、上記低下判定手段は、上記放熱部及び上記熱接続部による放熱能力が、上記電子機器の安定動作を妨げ得る程度に低下したことを判定してもよい。上記構成によれば、放熱構造（熱接続部、及び放熱部）に何らかの不具合が生じた場合であっても発熱部が所定の負荷を超えて動作していなければ、発熱部の動作が制限されることはない。それゆえ、電子機器は高いパフォーマンスを維持することが可能となる。

本発明の態様５に係る電子機器１０は、上記態様１から４の何れか１態様に記載の制御装置１を備えていてもよい。上記構成によれば、上記態様１から８の何れか１態様と同様の効果を奏する。

本発明の各態様に係る制御装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記制御装置が備える各手段として動作させることにより上記制御装置をコンピュータにて実現させる電子機器の制御プログラム、及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

本発明は、ＣＰＵなどから発せられる熱を換気によって放散させることができない電子機器（スマートフォン、ＰＨＳ、携帯電話、タブレット端末、ノート型パーソナルコンピュータ、大画面を備える薄型ＴＶ、その他情報処理を行う情報処理機器など）に利用することができる。

１制御装置
２温度情報取得部（温度情報取得手段）
１０電子機器
１２タイマ
２０ヒートパイプ（熱接続部）
２１発熱部
２２放熱部
３１低下判定部（低下判定手段）
３２復帰判定部（復帰判定手段）
３３故障判定部（故障判定手段）
４１動作制限部（動作制限手段）
４２制限解除部（制限解除手段）
４３故障対応処理部
Ｔ_Ｓ発熱部温度Ｔ_Ｈ受熱部温度（第１熱接続部温度）
Ｔ_Ｌ放熱部温度（第２熱接続部温度）

Claims

電子機器の筐体内にある発熱部の温度を示す発熱部温度情報及び、当該発熱部と放熱部とを熱的に接続する熱接続部の温度を示す熱接続部温度情報を取得する温度情報取得手段と、
上記温度情報取得手段によって取得された上記発熱部温度情報及び上記熱接続部温度情報に基づいて、上記放熱部及び上記熱接続部による放熱能力が、上記電子機器の安定動作を妨げ得る程度に低下したことを判定する低下判定手段と、
上記低下判定手段によって、上記電子機器の安定動作を妨げ得る程度に上記放熱能力が低下したと判定される場合に、上記発熱部の動作を制限する動作制限手段と、
上記温度情報取得手段によって取得された上記発熱部温度情報及び上記熱接続部温度情報に基づいて、上記電子機器の安定動作を継続させ得る程度に上記放熱能力が復帰したことを判定する復帰判定手段と、
上記復帰判定手段によって、上記電子機器の安定動作を継続させ得る程度に上記放熱能力が復帰したと判定される場合に、上記動作制限手段による上記発熱部の動作制限を解除する制限解除手段と、
上記動作制限手段による上記発熱部の動作制限を上記制限解除手段が解除してから所定の時間内に、上記低下判定手段によって上記電子機器の安定動作を妨げ得る程度に上記放熱能力が低下したと判定される場合、上記熱接続部及び上記放熱部のうち少なくとも１つが故障していると判定する故障判定手段とを備えることを特徴とする制御装置。
請求項１に記載の制御装置を備える電子機器。