JP6623604B2 - 筺体表面温度推定方法及び電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、筺体表面温度推定方法及び電子装置に関する。

スマートフォン、タブレットＰＣ（Personal Computer）、ノートＰＣなど、人の手やひざに触れる状況で使用される電子装置では、筺体表面の温度が高くなると、やけどなど人体への影響が懸念される。

従来、電子装置の筺体表面に配置された温度センサで温度を検出し、その結果がしきい値を超えた場合、表面温度を低減するような制御を行う技術があった。

特表２０１３−５４６２１４号公報 特開２０１１−０１０１３４号公報 特開２００５−１５９３１７号公報 特開２０００−２５２１８１号公報 特開平９−３０４１９５号公報 特表２００１−５２０７４１号公報

ところで、携帯端末などの電子装置では、筺体表面に温度センサを配置するとデザインが悪くなる可能性があるため、筺体内の基板に温度センサを配置し、その温度センサでの測定値からある固定値を差し引くことで、筺体表面の温度を推定することが考えられる。

しかし、基板に配置された温度センサの測定値から固定値を差し引く方法では、熱源の温度の変動によって、実際の筺体表面の温度と算出された温度との誤差が増加してしまうという問題がある。

発明の一観点によれば、電子装置の基板に配置されたプロセッサが、前記基板に配置された第１の温度センサから第１の測定値を取得し、前記プロセッサが、前記基板上の熱源と前記電子装置の筺体の表面との間の第１の熱抵抗と第１の熱容量に基づく第１の伝達関数と、前記熱源と前記第１の温度センサとの間の第２の熱抵抗と第２の熱容量に基づく第２の伝達関数と、前記第１の測定値とに基づき前記表面の表面温度を算出する筺体表面温度推定方法が提供される。

また、発明の一観点によれば、筺体と、基板と、前記基板に配置され、温度を測定して第１の測定値を出力する第１の温度センサと、前記基板上の熱源と前記筺体の表面との間の第１の熱抵抗と第１の熱容量に基づく第１の伝達関数と、前記熱源と前記第１の温度センサとの間の第２の熱抵抗と第２の熱容量に基づく第２の伝達関数と、前記第１の測定値とに基づき前記表面の表面温度を算出する温度演算処理部と、を有する電子装置が提供される。

開示の筺体表面温度推定方法及び電子装置によれば、筺体表面の温度を精度よく算出できる。

第１の実施の形態の筺体表面温度推定方法及び電子装置の一例を示す図である。 第２の実施の形態の電子装置のハードウェアの一構成例を示す図である。 第２の実施の形態の電子装置の一部の断面の一例を示す図である。 第２の実施の形態の電子装置の一部を示す斜視図である。 第２の実施の形態の筺体表面温度推定方法の一例の流れを説明するフローチャートである。 基準温度と温度センサ１６ｂでの測定値との一例の関係を示す図である。 熱回路モデルの一例を示す図である。 式（１３）を演算する演算システムの一例を示す図である。 パラメータフィッティングの一例を示す図である。 筺体表面の温度の算出結果を示す図である。 温度変化の時定数に応じた表面温度の推定アルゴリズムの一例の流れを示す図である。 温度センサ１６ａで検出される温度変化の一例を示す図である。 温度センサ１６ａで検出される１秒当たりの温度変化と、差ｒａの時間変化との関係の計算結果の例を示す図である。 温度センサ１６ａで検出される温度と、熱容量を含む熱回路モデルを用いて算出される筺体の表面温度の時間変化の計算結果の例を示す図である。 温度変化の大きさに応じた表面温度の推定アルゴリズムの一例の流れを示す図である。 ユーザによる電子装置の操作時間に基づいた表面温度の推定アルゴリズムの一例の流れを示す図である。 ユーザによる電子装置の単位時間当たりの操作回数に基づいた表面温度の推定アルゴリズムの一例の流れを示す図である。 ２次のローパスフィルタに相当する熱回路モデルを説明するための電子装置の一部の断面の一例を示す図である。

以下、発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の筺体表面温度推定方法及び電子装置の一例を示す図である。

電子装置１は、筺体２、基板３、基板３に配置された温度センサ４、温度演算処理部５ａを有する。
温度演算処理部５ａは、基板３上の熱源と筺体２の表面との間の熱抵抗と熱容量に基づく伝達関数と、熱源と温度センサ４との間の熱抵抗と熱容量に基づく伝達関数と、温度センサ４の測定値と、に基づき筺体２の表面の温度を算出する。電子装置１における主熱源は、計算を行うプロセッサ５であるため、以下では、熱源＝プロセッサ５として説明する。

図１の例では、上記の温度演算処理部５ａの機能は、プロセッサ５にて実行される。
時間の関数であるプロセッサ５の温度、筺体２の表面の温度、温度センサ４の測定値をそれぞれラプラス変換したときの値をＴｃｐｕ（ｓ）、Ｔｃａｓｅ（ｓ）、Ｔｓｅｎｓｏｒ（ｓ）とする（ｓはラプラス変換の演算子である）。このときＴｃｐｕ（ｓ）とＴｃａｓｅ（ｓ）との関係は、伝達関数Ｇ（ｓ）を用いて以下の式（１）のように表せる。

Ｔｃａｓｅ（ｓ）＝Ｇ（ｓ）Ｔｃｐｕ（ｓ） （１）
また、Ｔｃｐｕ（ｓ）とＴｓｅｎｓｏｒ（ｓ）との関係は、伝達関数Ｈ（ｓ）を用いて以下の式（２）のように表せる。

Ｔｓｅｎｓｏｒ（ｓ）＝Ｈ（ｓ）Ｔｃｐｕ（ｓ） （２）
式（１），（２）から、Ｔｃａｓｅ（ｓ）は、以下の式（３）のように表せる。
Ｔｃａｓｅ（ｓ）＝｛Ｇ（ｓ）／Ｈ（ｓ）｝Ｔｓｅｎｓｏｒ（ｓ） （３）
伝達関数Ｇ（ｓ），Ｈ（ｓ）は、たとえば、１次のローパスフィルタ回路に相当する熱回路モデルを用いて以下の式（４），（５）のように表せる。

Ｇ（ｓ）＝Ｋ_G／（１＋ｓτ_G） （４）
Ｈ（ｓ）＝Ｋ_H／（１＋ｓτ_H） （５）
式（４）において、Ｋ_Gは、プロセッサ５と筺体２の表面との間における熱伝達係数であり、τ_Gは、プロセッサ５と筺体２の表面間における熱時定数である。τ_Gは、プロセッサ５と筺体２の表面との間の熱抵抗の値Ｒ_Gと熱容量の値Ｃ_Gの積で表される。

式（５）において、Ｋ_Hは、プロセッサ５と温度センサ４との間における熱伝達係数であり、τ_Hは、プロセッサ５と温度センサ４との間における熱時定数である。τ_Hは、プロセッサ５と温度センサ４との間の熱抵抗の値Ｒ_Hと熱容量の値Ｃ_Hの積で表される。

上記のパラメータ、Ｋ_G，Ｋ_H，τ_G，τ_Hは、予め、実測値に基づき決定され、たとえば、図示しない記憶部に記憶されている（パラメータの決定方法の例については後述する）。

温度演算処理部５ａは、Ｔｓｅｎｓｏｒ（ｓ）の値を式（３）に適用することで、Ｔｃａｓｅ（ｓ）を求めることができる。温度演算処理部５ａは、Ｔｃａｓｅ（ｓ）を逆ラプラス変換することで、筺体２の表面の温度を算出することができる。

本実施の形態の筺体表面温度推定方法の流れをまとめる。
ステップＳ１：測定値取得
電子装置１内の基板３に配置されたプロセッサ５が、温度センサ４から測定値を取得する。

ステップＳ２：筺体表面温度算出
プロセッサ５は、上記伝達関数Ｇ（ｓ），Ｈ（ｓ）と、取得した温度センサ４の測定値とに基づき、式（３）を用いて表面の温度を算出する。

以上のように、プロセッサ５は、筺体２の表面温度を、熱源と筺体２の表面間及び熱源と基板３上の温度センサ４との間の熱抵抗と熱容量に基づく伝達関数Ｇ（ｓ），Ｈ（ｓ）と、温度センサ４での測定値とに基づき算出する。これにより、熱源と筺体２の表面間及び、熱源と基板３上の温度センサ４との間の、熱の伝わる時間が計算結果に反映される。

たとえば、熱源と筺体２の表面間の熱抵抗と熱容量の大きさで決まる熱時定数τ_Gが、熱源と温度センサ４との間の熱抵抗と熱容量の大きさで決まる熱時定数τ_Hより大きいと、熱源の熱は、温度センサ４より筺体２の表面に遅く伝わる。

温度センサ４の測定値から単に固定値を差し引いて、筺体２の表面温度を算出する方法では、このような情報が計算結果に反映されない。そのため、熱源の温度が変化したとき、温度センサ４の測定値に基づく筺体２の表面温度の計算値が、実際の表面温度よりも速く変化し、計算値と実測値の誤差が生じる。

これに対し、本実施の形態の筺体表面温度推定方法及び電子装置によれば、上記の伝達関数Ｇ（ｓ），Ｈ（ｓ）を用いることで、熱の伝わる時間が計算結果に反映されるようになるため、熱源の温度変化への追従性が高まり、計算精度が向上する。

また、基板３に配置した温度センサ４での測定値から精度よく筺体２の表面温度を算出できるため、筺体２の表面への温度センサの配置を避けられ、電子装置１のデザインを損なう可能性が少なくなる。

（第２の実施の形態）
図２は、第２の実施の形態の電子装置のハードウェアの一構成例を示す図である。
電子装置１０は、たとえば、スマートフォン、タブレットＰＣなどの携帯端末装置またはノートＰＣなどのコンピュータであるが、特にこれらに限定されるわけではなく、デスクトップＰＣなどであってもよい。

電子装置１０は、プロセッサ１１、メモリ１２、グラフィック処理部１３、入力インタフェース１４、通信処理部１５、温度センサ１６ａ，１６ｂ、接続機器インタフェース１７を有している。

プロセッサ１１は、電子装置１０全体を制御する。プロセッサ１１は、マルチプロセッサであってもよい。プロセッサ１１は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、またはＰＬＤ（Programmable Logic Device）である。またプロセッサ１１は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤのうちの２以上の要素の組み合わせであってもよい。

なお、電子装置１０における主熱源は、計算を行うプロセッサ１１であるため、以下では、熱源＝プロセッサ１１として説明する。
メモリ１２は、たとえば、フラッシュメモリや、ＤＤＲＳＤＲＡＭ（Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory）などである。メモリ１２には、ＯＳのプログラム、アプリケーションプログラム及び、温度の測定データや、前述した熱伝達係数や熱時定数などの各種データが格納される。

グラフィック処理部１３には、ディスプレイ１３ａが接続されており、プロセッサ１１からの命令にしたがって、画像を液晶表示装置などのディスプレイ１３ａの画面に表示させる。

入力インタフェース１４には、タッチパネル１４ａまたはキーボード１４ｂなどが接続されている。入力インタフェース１４は、タッチパネル１４ａまたはキーボード１４ｂから送られてくる信号をプロセッサ１１に送信する。

通信処理部１５は、図示しないアンテナを介して、たとえば、無線基地局との間でデータの送受信を行う。
温度センサ１６ａ，１６ｂは、温度を測定する。

接続機器インタフェース１７は、電子装置１０に周辺機器を接続するための通信インタフェースである。たとえば接続機器インタフェース１７には、メモリ装置１７ａなどを接続することができる。メモリ装置１７ａは、接続機器インタフェース１７との通信機能を搭載した記録媒体である。

以上のようなハードウェア構成によって、以下に示す第２の実施の形態の処理機能を実現することができる。
電子装置１０は、たとえばコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムを実行することにより、第２の実施の形態の処理機能を実現する。電子装置１０に実行させる処理内容を記述したプログラムは、様々な記録媒体に記録しておくことができる。たとえば、電子装置１０に実行させるプログラムをメモリ１２に格納しておくことができる。プロセッサ１１は、メモリ１２に格納されたプログラムを実行する。電子装置１０に実行させるプログラムを、光ディスクや図２に示したようなメモリ装置１７ａなどの可搬型記録媒体に記録しておくこともできる。可搬型記録媒体に格納されたプログラムは、たとえばプロセッサ１１からの制御により、メモリ１２に格納された後、実行可能となる。またプロセッサ１１が、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み出して実行することもできる。

以下、電子装置１０におけるプロセッサ１１と温度センサ１６ａ，１６ｂの配置例を説明する。
図３は、第２の実施の形態の電子装置の一部の断面の一例を示す図である。

また、図４は、第２の実施の形態の電子装置の一部を示す斜視図である。
基板２０上には、バンプ１１ａを介してプロセッサ１１が配置されている。また、温度センサ１６ａ，１６ｂが基板２０上に配置されている。図３、図４の例では、温度センサ１６ａは、温度センサ１６ｂよりも、プロセッサ１１に近い位置に配置されている。

なお、図３、図４では図示を省略しているが、基板２０には配線が形成されており、プロセッサ１１と温度センサ１６ａ，１６ｂとは電気的に接続される。
また、基板２０、プロセッサ１１及び温度センサ１６ａ，１６ｂ上には筺体２１が配置されている。図３、図４の例では、プロセッサ１１と筺体２１との間には隙間があるが、接触していてもよい。筺体２１は、たとえば、基板２０を囲うように配置されているが、図３、図４では筺体２１の一部分が示されている。

なお、電子装置１０では、プロセッサ１１と筺体２１と温度センサ１６ａ，１６ｂにおける熱時定数τ_cpu，τ_surface，τ_sensor1，τ_sensor2の大きさの関係が、τ_cpu＜τ_sensor1＜τ_surface＜τ_sensor2となるように各要素が配置されている。プロセッサ１１は、筺体２１の表面温度を、温度センサ１６ａでの測定値に基づき算出するため、筺体２１の表面よりも、温度センサ１６ａの方がより熱源の熱の影響を受けやすいように、τ_sensor1＜τ_surfaceの関係になっている。また、温度センサ１６ｂは、後述するように電子装置１０の周囲の温度に相当する基準温度を算出するために設けられているので、熱源（プロセッサ１１）で発生する熱の影響を受けにくいように、τ_sensor1＜τ_surface＜τ_sensor2の関係になっている。

なお、図３、図４の例では、τ_sensor1＜τ_surface＜τ_sensor2となるように、温度センサ１６ｂが温度センサ１６ａより熱源から遠くに配置されているが、これに限定されない。たとえば、基板２０において、熱源と温度センサ１６ｂの間に開口部を設けて、熱を伝わりにくくして、上記のような熱時定数の関係になるようにしてもよい。

図４では、筺体２１の表面の温度分布の一例を示している。熱源であるプロセッサ１１の直上に位置する領域２２ａの温度が最も高く、直上の領域２２ａから離れるほど温度が下がっていく傾向にある。つまり、領域２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの順に温度が下がっていく。

筺体２１の表面温度の算出は、たとえば、領域２２ａの最高温度となる点２３（予め実機測定で検出しておく）で行われる。なお、点２３は、必ずしもプロセッサ１１の直上でなくてもよい。また以下では、筺体２１の表面において、温度センサ１６ｂの直上の点２４を温度基準点といい、点２４の温度を基準温度Ｔｇｎｄという。基準温度Ｔｇｎｄは、電子装置１０の周囲の温度（以下外気温という）に相当するものである。なお、基準温度Ｔｇｎｄは、外気温に相当する温度であれば、必ずしも温度センサ１６ｂの直上の点２４の温度でなくてもよい。

図５は、第２の実施の形態の筺体表面温度推定方法の一例の流れを説明するフローチャートである。
まず、プロセッサ１１は、温度センサ１６ａ，１６ｂでの測定値を取得し（ステップＳ１０）、温度センサ１６ｂでの測定値に基づき、基準温度Ｔｇｎｄを算出する（ステップＳ１１）。

基準温度Ｔｇｎｄは、電子装置１０の実機での測定結果に基づき以下のように算出される。
図６は、基準温度と温度センサ１６ｂでの測定値との一例の関係を示す図である。

横軸は温度センサ１６ｂの測定値Ｔｓｅｎｓｏｒ２（℃）、縦軸は基準温度Ｔｇｎｄ（℃）を示している。
基準温度Ｔｇｎｄは、電子装置１０の筺体２１の表面の点２４（温度基準点）において、熱電対などで測定された温度である。

図６に示すように、温度センサ１６ｂの測定値Ｔｓｅｎｓｏｒ２をｘ、基準温度Ｔｇｎｄをｙとすると、ｙ＝０．９８１７５ｘ−１．５７１７５、という関係が得られる。この関係から、基準温度Ｔｇｎｄは、温度センサ１６ｂの測定値Ｔｓｅｎｓｏｒ２よりも約１．６℃低いことが分かる。

プロセッサ１１は、実機測定に基づく上記の関係から、温度センサ１６ｂの測定値Ｔｓｅｎｓｏｒ２に基づき、固定値（上記の例では１．６℃）を差し引いて、基準温度Ｔｇｎｄを算出する。

次に、プロセッサ１１は、温度センサ１６ａでの測定値Ｔｓｅｎｓｏｒ１から、基準温度Ｔｇｎｄを減算し（ステップＳ１２）、減算した値に基づき、基準温度Ｔｇｎｄからの筺体２１の表面温度の変化分を計算する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１３の処理は、たとえば、以下のように行われる。
時間の関数である筺体２１の点２３の温度から基準温度Ｔｇｎｄを引いた値をｙ（ｔ）、温度センサ１６ａの測定値から基準温度Ｔｇｎｄを引いた値をｘ（ｔ）とする。そして、ｙ（ｔ）とｘ（ｔ）をそれぞれラプラス変換したときの値を、Ｙ（ｓ）、Ｘ（ｓ）とする（ｓはラプラス変換の演算子である）。

このとき、前述した式（３）と同様に、Ｙ（ｓ）とＸ（ｓ）との関係は、以下の式（６）のように表せる。
Ｙ（ｓ）＝｛Ｇ１（ｓ）／Ｈ１（ｓ）｝Ｘ（ｓ） （６）
Ｇ１（ｓ）は、熱源であるプロセッサ１１と点２３の間の熱抵抗と熱容量に基づく伝達関数であり、Ｈ１（ｓ）は、プロセッサ１１と温度センサ１６ａの間の熱抵抗と熱容量に基づく伝達関数である。

伝達関数Ｇ１（ｓ），Ｈ１（ｓ）は、たとえば、１次のローパスフィルタ回路に相当する熱回路モデルを用いて算出される。
図７は、熱回路モデルの一例を示す図である。

図７では、プロセッサ１１と点２３の間における熱回路モデル３０の例を示している。熱回路モデル３０は、熱抵抗３１と熱容量３２とアンプ３３を含む。熱抵抗３１の一端には熱容量３２の一端とアンプ３３の入力端子が接続されており、熱容量の３２の他端は接地されている。アンプ３３のゲインＫ_G1は、熱伝達係数を示している。

熱抵抗３１の他端に図７に示すような振幅が１の矩形状の信号が入力されると、アンプ３３の出力端子から出力される信号は、熱抵抗３１の値Ｒ_G1と熱容量３２の値Ｃ_G1の積で表される熱時定数τ_G1分だけＫ_G1までの立ち上がりが遅くなる。このような熱回路モデル３０を、伝達関数Ｇ１（ｓ）で表すと、以下の式（７）のように表せる。

Ｇ１（ｓ）＝Ｋ_G1／（１＋ｓτ_G1） （７）
同様に、伝達関数Ｈ１（ｓ）も以下の式（８）で表せる。
Ｈ１（ｓ）＝Ｋ_H1／（１＋ｓτ_H1） （８）
Ｋ_H1は、プロセッサ１１と温度センサ１６ａの間の熱伝達係数であり、τ_H1は、プロセッサ１１と温度センサ１６ａの間の熱抵抗の値と熱容量の値の積である熱時定数である。

式（６）〜（８）から、Ｙ（ｓ）は以下のように表せる。
Ｙ（ｓ）＝Ｉ（ｓ）Ｘ（ｓ） （９）
Ｉ（ｓ）＝（Ｋ_G1／Ｋ_H1）｛（１＋ｓτ_H1）／（１＋ｓτ_G1）｝ （１０）
以下では、計算を簡略化するために、Ｚ変換と差分方程式を用いる。

ある入力信号ｘ（ｎＴ）と出力信号ｙ（ｎＴ）との関係が、ｙ（ｎＴ）＝ｉ（ｎ）ｘ（ｎＴ）で表せるとき（Ｔはサンプリング周期、ｎは自然数）、Ｚ変換により、変数ｚを使って、Ｙ（ｚ）＝Ｉ（ｚ）Ｘ（ｚ）と表せる。

式（１０）の伝達関数Ｉ（ｓ）をＺ変換で表すと、Ｉ（ｚ）は以下の式（１１）のように表せる。

ｙ（ｎＴ）は、Ｙ（ｓ）の逆Ｚ変換で求められるが、差分方程式を用いて展開すると、以下の式（１２）のように表せる。

式（１２）は、式（１１）で示した伝達関数Ｉ（ｚ）を用いて、さらに以下の式（１３）のように表せる。
ｙ（ｎＴ）＝ａ₀ｘ（ｎＴ）＋ａ₁ｘ（ｎＴ−Ｔ）−ｂ₁ｙ（ｎＴ−Ｔ） （１３）
式（１３）において、ａ₀＝（Ｋ_G1／Ｋ_H1）｛（Ｔ＋２τ_H1）／（Ｔ＋２τ_G1）｝、ａ₁＝（Ｋ_G1／Ｋ_H1）｛（Ｔ−２τ_H1）／（Ｔ＋２τ_G1）｝、ｂ₁＝（Ｔ−２τ_G1）／（Ｔ＋２τ_G1）である。

図８は、式（１３）を演算する演算システムの一例を示す図である。
演算システム４０は、遅延部４１，４２、乗算部４３，４４，４５、加減算部４６，４７を有している。

遅延部４１は、入力信号ｘ（ｎＴ）を１サンプリング周期（Ｔ）分遅らせる。
遅延部４２は、出力信号ｙ（ｎＴ）を１サンプリング周期分遅らせる。
乗算部４３は、入力信号ｘ（ｎＴ）とａ₀との乗算を行う。乗算部４４は、入力信号ｘ（ｎＴ）の１サンプリング周期分前の信号、すなわちｘ（ｎＴ−Ｔ）とａ₁との乗算を行う。乗算部４５は、出力信号ｙ（ｎＴ）の１サンプリング周期分前の信号、すなわちｙ（ｎＴ−Ｔ）とｂ₁との乗算を行う。

加減算部４６は、乗算部４３，４４での演算結果を足し合わせる。加減算部４７は、加減算部４６での演算結果から、乗算部４５での演算結果を引いて、出力信号ｙ（ｎＴ）を出力する。

プロセッサ１１は、図８に示すような各部の機能を実行して、式（１３）の演算を行う。式（１３）の演算を行う場合は、プロセッサ１１は、温度センサ４からサンプリング周期（Ｔ）で測定値Ｔｓｅｎｓｏｒ１を取得し、測定値Ｔｓｅｎｓｏｒ１から基準温度Ｔｇｎｄを減算した値をｘ（ｎＴ）として、式（１３）に適用する。

なお、式（１３）における、ａ₀，ａ₁，ｂ₁に含まれる、熱伝達係数Ｋ_G1，Ｋ_H1、熱時定数τ_G1，τ_H1の値は、実測値に基づくパラメータフィッティングにより予め求められている。

図９は、パラメータフィッティングの一例を示す図である。
横軸は時間（単位はＳｅｃ）であり、縦軸は温度変化（ｄＴ）（単位は℃）を示している。なお、図９の例では、基準温度Ｔｇｎｄの実測値は、２５℃としている。

波形５０は、熱源であるプロセッサ１１の温度の実測値から基準温度Ｔｇｎｄの実測値を引いた値の時間変化を示し、波形５１は、筺体２１の表面温度の実測値から基準温度Ｔｇｎｄの実測値を引いた値の時間変化を示している。筺体２１の表面温度は、サーモグラフィーを用いて最高温度となった位置にて、熱電対を用いて測定される。波形５２は、温度センサ１６ａでの測定値Ｔｓｅｎｓｏｒ１から基準温度Ｔｇｎｄの実測値を引いた値の時間変化を示している。

波形５３は、筺体２１の表面の温度から基準温度Ｔｇｎｄを引いた値の時間変化の計算結果である。
波形５３は、たとえば、以下のように算出される。

プロセッサ１１の温度と筺体２１の表面の温度をラプラス変換したものを、それぞれ第１の実施の形態と同様にＴｃｐｕ（ｓ）、Ｔｃａｓｅ（ｓ）と表記すると、Ｔｃａｓｅ（ｓ）は、以下のように表せる。

Ｔｃａｓｅ（ｓ）＝Ｇ１（ｓ）Ｔｃｐｕ（ｓ） （１４）
なお、伝達関数Ｇ１（ｓ）は、前述の式（７）で表せる。たとえば、設計者は、コンピュータに、プロセッサ１１の温度の実測値に基づき、式（１４）を計算させる。このとき設計者は、Ｔｃａｓｅ（ｓ）の逆ラプラス変換結果から基準温度Ｔｇｎｄの実測値を引いた値の時間変化が、波形５１に近づくように、伝達関数Ｇ１（ｓ）のパラメータである熱伝達係数Ｋ_G1と熱時定数τ_G1を、コンピュータに変化させる。このようなパラメータフィッティングによって、波形５３が得られる。

波形５４は、温度センサ１６ａでの測定値Ｔｓｅｎｓｏｒ１から基準温度Ｔｇｎｄを引いた値の時間変化の計算結果である。
波形５４は、たとえば、以下のように算出される。

温度センサ１６ａでの測定値Ｔｓｅｎｓｏｒ１をラプラス変換したものを、Ｔｓｅｎｓｏｒ１（ｓ）と表記すると、Ｔｓｅｎｓｏｒ１（ｓ）は、以下のように表せる。
Ｔｓｅｎｓｏｒ１（ｓ）＝Ｈ１（ｓ）Ｔｃｐｕ（ｓ） （１５）
なお、伝達関数Ｈ１（ｓ）は、前述の式（８）で表せる。たとえば、設計者は、コンピュータに、プロセッサ１１の温度の実測値に基づき、式（１５）を計算させる。このとき設計者は、Ｔｓｅｎｓｏｒ１（ｓ）の逆ラプラス変換結果から基準温度Ｔｇｎｄを引いた値の時間変化が、波形５２に近づくように、伝達関数Ｈ１（ｓ）のパラメータである熱伝達係数Ｋ_H1と熱時定数τ_H1を、コンピュータに変化させる。このようなパラメータフィッティングによって、波形５４が得られる。

なお、波形５３，５４は、波形５１，５２と完全に一致しなくてもよく、たとえば、計算時間などを考慮して、所定の誤差の範囲であれば一致しているとみなされる。
図９の例では、パラメータフィッティングによって得られるパラメータの値は、Ｋ_G1＝０．４２５、Ｋ_H1＝０．５００、τ_G1＝８５、τ_H1＝４０となる。

パラメータの値は、たとえば、電子装置１０のメモリ１２に格納され、プロセッサ１１が、式（１３）の計算を行うときに読み出されて用いられる。
以上のようなステップＳ１３の処理が終了すると、プロセッサ１１は、ステップＳ１３の処理で算出した筺体表面温度の変化分（筺体２１の点２３の温度から基準温度Ｔｇｎｄを引いた値）に、基準温度Ｔｇｎｄを加算する（ステップＳ１４）。これにより、筺体２１の表面温度が求まる。図示を省略するが、その後、プロセッサ１１は、たとえば、算出した表面温度に基づいて、表面温度が所定の値よりも高いときには、消費電力を抑える動作を行うようにしてもよい。また、プロセッサ１１は、グラフィック処理部１３を制御して、ディスプレイ１３ａにユーザに注意を促すメッセージを表示させるようにしてもよい。

図１０は、筺体表面の温度の算出結果を示す図である。
横軸は時間（単位はＳｅｃ）を示し、左の縦軸は温度（単位は℃）、右の縦軸は誤差（単位は℃）を示している。

波形６０は、筺体表面温度（筺体２１の点２３の温度）の実測値であり、波形６１は、式（１３）に基づき算出された値である。
また、波形６２は、実測値と式（１３）に基づき算出された値との差（誤差）を示している。

図１０に示すように、誤差が約１℃以内で筺体表面温度を推定できることが分かる。
以上のように、プロセッサ１１は、熱抵抗と熱容量に基づく伝達関数Ｇ１（ｓ），Ｈ１（ｓ）を用いて筺体２１の表面温度を算出するため、熱の伝わる時間が計算結果に反映されるようになる。そのため、熱源の温度変化への追従性が高まり、計算精度が向上する。

また、プロセッサ１１は、温度センサ１６ａでの測定値から基準温度Ｔｇｎｄを減算して、測定値の変化分から上記伝達関数Ｇ１（ｓ），Ｈ１（ｓ）を用いて筺体２１の表面温度の変化分を算出し、基準温度Ｔｇｎｄを加算する。このような処理により、外気温に相当する基準温度を差し引いた各実測値に基づくパラメータフィッティングで得られたパラメータに基づく伝達関数Ｇ１（ｓ），Ｈ１（ｓ）が適用できる。伝達関数Ｇ１（ｓ），Ｈ１（ｓ）は、熱源の温度変化をより反映したものであるため、熱源の温度変化に対応した筺体２１の表面温度の変化を、温度センサ１６ａの測定値からより精度よく計算できる。

さらに、プロセッサ１１は、Ｚ変換と差分方程式を利用した、式（１３）のような演算を行い、筺体２１の表面温度の変化分を算出することで、計算量を減らすことができる。
また、基板２０に配置した温度センサ１６ａ，１６ｂでの測定値から精度よく筺体２１の表面温度を算出できるため、筺体２１の表面への温度センサの配置を避けられ、電子装置１０のデザインを損なう可能性が少なくなる。また、筺体２１の表面へ温度センサを配置すると、温度センサと基板２０をつなぐケーブルなどが設けられることになりコストも増加するが、本実施の形態の電子装置１０では、温度センサ１６ａ，１６ｂは基板２０に配置されているため、コストの増加を抑えられる。

（第３の実施の形態）
以下、第３の実施の形態の筺体表面温度推定方法を説明する。
プロセッサ１１は、温度センサ１６ａで検出した温度変化の時定数が、熱時定数τ_sensor1よりも大きい場合、熱容量を含まない熱回路モデルを用いて筺体２１の表面温度を計算するようにしてもよい。

図１１は、温度変化の時定数に応じた表面温度の推定アルゴリズムの一例の流れを示す図である。
プロセッサ１１は、温度センサ１６ａでの測定値Ｔｓｅｎｓｏｒ１の変化を検出すると（ステップＳ２０）、その変化の時定数が、熱時定数τ_sensor1以下か否かを判定する（ステップＳ２１）。測定値Ｔｓｅｎｓｏｒ１の変化の時定数が、熱時定数τ_sensor1以下であるときには、プロセッサ１１は、熱容量を含む熱回路モデル（図７参照）で上記のように筺体２１の表面温度を算出する（ステップＳ２２）。

一方、測定値Ｔｓｅｎｓｏｒ１の変化の時定数が、熱時定数τ_sensor1より大きいときには、プロセッサ１１は熱容量を含まない熱回路モデルで筺体２１の表面温度を算出する（ステップＳ２３）。熱容量を含まない熱回路モデルは、熱抵抗に基づくものであり、プロセッサ１１は、温度センサ１６ａの測定値から、所定の固定値を減算して筺体２１の表面温度を算出する。所定の固定値は、たとえば、予め実測により求められ、メモリ１２に格納されている。

熱源の温度変化が比較的遅いときには、熱が伝わる時間を考慮しなくても筺体２１の表面温度を比較的精度よく算出できるため、上記のような熱容量を含まない熱回路モデルを用いることで、計算量を削減できる。

（第４の実施の形態）
以下、第４の実施の形態の筺体表面温度推定方法を説明する。
プロセッサ１１は、温度センサ１６ａで検出した単位時間当たりの温度変化の大きさ（絶対値）に基づいて、筺体２１の表面温度を計算する際に用いる熱回路モデルを切り替えるようにしてもよい。

図１２は、温度センサ１６ａで検出される温度変化の一例を示す図である。
横軸は時間を示し、縦軸は、温度センサ１６ａで検出される温度を示している。
たとえば、プロセッサ１１は、時刻ｔ０〜ｔ１，ｔ２〜ｔ３の間と、時刻ｔ４以降では、単位時間当たりの温度変化が小さいので、熱容量を含まない熱回路モデルを用いて筺体２１の表面温度を計算する。また、プロセッサ１１は、時刻ｔ１〜ｔ２，ｔ３〜ｔ４の間では、単位時間当たりの温度変化が大きいので、熱容量を含む熱回路モデル（前述した伝達関数で表される熱回路モデル）を用いて筺体２１の表面温度を計算する。

プロセッサ１１が使用する熱回路モデルを切り替える際の閾値は、たとえば、以下のように算出できる。
単位時間当たりの温度変化が一定であると仮定したとき、伝達関数で表される熱回路モデルを用いて算出される筺体２１の表面温度をＴｒａｍｐ（ｔ）とすると、Ｔｒａｍｐ（ｔ）は、式（３）〜（５）やランプ関数を用いて以下の式（１６）で表せる。

式（１６）において、１／ｓ²は単位ランプ関数をラプラス変換したものである。αは、Ｋ_G／Ｋ_Hである。
温度センサ１６ａで検出される温度の１秒あたりの温度変化をｄ℃／ｓｅｃとした場合の温度センサ１６ａの測定値と、伝達関数で表される熱回路モデルを用いて算出される筺体２１の表面温度との差ｒａは、以下の式（１７）で表せる。

熱容量を含まない熱回路モデルを用いて算出される筺体２１の表面温度は、温度センサ１６ａの測定値から、所定の固定値を減算したものになるため、式（１７）の差ｒａは、両熱回路モデルで表面温度を計算したときの誤差を反映したものとなる。

以下では、差ｒａ≦ｒ０（たとえば、１℃）となる温度変化ｄのとき、プロセッサ１１は、両熱回路モデルで表面温度を計算したときの誤差は小さいと判定し、熱容量を含まない熱回路モデルを用いて筺体２１の表面温度を算出するものとする。

式（１７）において、ｔを無限大としたときには、以下の式（１８）を満たすとき、ｒａ≦ｒ０となる。
ｄ≦ｒ０／｛α（τ_G−τ_H）｝ （１８）
図１３は、温度センサ１６ａで検出される１秒当たりの温度変化と、差ｒａの時間変化との関係の計算結果の例を示す図である。

なお、図１３の例では、式（１７）で、α＝１、τ_H＝４５、τ_G＝８０としている。横軸は、時間（単位はｓｅｃ）を示し、縦軸は差ｒａ（単位は℃）を示している。
また、図１３には、温度変化ｄが、０．３，０．２，０．１，０．０２９℃／ｓｅｃのときの差ｒａの時間変化が示されている。

たとえば、式（１８）において、ｒ０＝１℃とすると、温度変化ｄが、１／（８０−４５）＝０．０２９℃／ｓｅｃ以下であれば、図１３からもわかるように、ｒａ≦１℃となる。

このように、プロセッサ１１は、式（１８）の右辺を、温度変化が大きくなっていくときに（温度が上昇するときも下降するときも）、使用する熱回路モデルを、熱容量を含まないものから熱容量を含むものに切り替える閾値として用いることができる。ｒ０は、許容する誤差に応じて適宜変更可能であるため、許容する誤差に応じた計算手法の切り替えが可能となる。

一方、温度変化が小さくなっていくときに、プロセッサ１１が使用する熱回路モデルを、熱容量を含まないものに切り替える閾値は、たとえば、以下のように算出できる。
温度センサ１６ａで検出される温度の変化がステップ応答特性を示すと仮定する。このとき伝達関数で表される熱回路モデルを用いて算出される筺体２１の表面温度をＴｓｔｅｐ（ｔ）とすると、Ｔｓｔｅｐ（ｔ）は、式（３）〜（５）やステップ関数を用いて以下の式（１９）で表せる。

式（１９）において、１／ｓは単位ステップ関数をラプラス変換したものである。αは、Ｋ_G／Ｋ_Hである。
ステップ応答による変化後の、温度センサ１６ａの測定値（１℃）と、伝達関数で表される熱回路モデルを用いて算出される筺体２１の表面温度との差ｒｂは、以下の式（２０）で表せる。

ｒｂ＝１−Ｔｓｔｅｐ（ｔ） （２０）
熱容量を含まない熱回路モデルを用いて算出される筺体２１の表面温度は、温度センサ１６ａの測定値から、所定の固定値を減算したものになるため、式（２０）の差ｒｂは、両熱回路モデルで表面温度を計算したときの誤差を反映したものとなる。

以下では、差ｒｂ＝ｒ１となる時間ｔａのとき、プロセッサ１１は、両熱回路モデルで表面温度を計算したときの誤差は小さいと判定し、熱容量を含まない熱回路モデルを用いて筺体２１の表面温度を算出するものとする。なおｒ１は前述したｒ０と同じでもよい。差ｒｂ＝ｒ１となる時間ｔａは、以下の式（２１）で表せる。

図１４は、温度センサ１６ａで検出される温度と、熱容量を含む熱回路モデルを用いて算出される筺体の表面温度の時間変化の計算結果の例を示す図である。
なお、図１４の例では、式（１９）で、α＝１、τ_H＝４５、τ_G＝８０としている。横軸は、時間（単位はｓｅｃ）を示し、縦軸は温度（単位は℃）を示している。

また、波形７０は、温度センサ１６ａで検出される温度の時間変化（単位ステップ応答）を示し、波形７１は、熱容量を含む熱回路モデルを用いて算出される筺体の表面温度の時間変化を示している。

たとえば、式（２１）において、ｒ１＝０．１６℃とすると、時間ｔａ＝８０ｓｅｃとなる。
プロセッサ１１は、温度センサ１６ａで検出される温度の単位時間当たりの変化の大きさがある値（以下では±Ｒとする）以内となってから、時間ｔａ経過したときに、使用する熱回路モデルを、熱容量を含むものから熱容量を含まないものに切り替える。つまり、プロセッサ１１は、時間ｔａを、使用する熱回路モデルを、熱容量を含むものから、熱容量を含まないものに切り替えるための閾値として用いることができる。

ｒ１は、許容する誤差に応じて適宜変更可能であるため、許容する誤差に応じた計算手法の切り替えが可能となる。
上記のような各閾値を用いた表面温度の推定アルゴリズムの一例の流れを以下にまとめる。

図１５は、温度変化の大きさに応じた表面温度の推定アルゴリズムの一例の流れを示す図である。
プロセッサ１１は、温度センサ１６ａで検出される温度変化ｄを検出し（ステップＳ３０）、ｄ＞ｒ０／α（τ_G−τ_H）であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。

ｄ＞ｒ０／α（τ_G−τ_H）でないときには、プロセッサ１１は熱容量を含まない熱回路モデルで筺体２１の表面温度を算出する（ステップＳ３２）。熱容量を含まない熱回路モデルは、熱抵抗に基づくものであり、プロセッサ１１は、温度センサ１６ａの測定値から、所定の固定値を減算して筺体２１の表面温度を算出する。所定の固定値は、たとえば、予め実測により求められ、メモリ１２に格納されている。ステップＳ３２の処理後は、ステップＳ３０からの処理が繰り返される。

一方、ｄ＞ｒ０／α（τ_G−τ_H）のときは、プロセッサ１１は、熱容量を含む（伝達関数で表される）熱回路モデルで上記のように筺体２１の表面温度を算出する（ステップＳ３３）。そして、プロセッサ１１は、温度変化ｄと経過時間を検出し（ステップＳ３４）、温度変化ｄが±Ｒとなってからの経過時間ｔが、式（２１）に示した時間ｔａよりも長いか否かを判定する（ステップＳ３５）。温度変化ｄが±Ｒとなってからの経過時間ｔが、時間ｔａよりも長いときには、ステップＳ３２の処理が行われ、温度変化ｄが±Ｒにならないか、経過時間ｔが、時間ｔａ以下のときには、ステップＳ３３からの処理が繰り返される。

上記のように、プロセッサ１１は、温度センサ１６ａで検出される温度変化に基づき、使用する熱回路モデルを切り替える。これにより、両熱回路モデル間での計算精度に差が少ないときにも、熱容量を含む熱回路モデルを使用しなくてもよくなる。このため、精度を維持しつつ、計算量を削減できる。

（第５の実施の形態）
以下、第５の実施の形態の筺体表面温度推定方法を説明する。
プロセッサ１１は、ユーザによる電子装置１０の操作を検出し、その操作時間に基づいて、筺体２１の表面温度を計算する際に用いる熱回路モデルを切り替えるようにしてもよい。

図１６は、ユーザによる電子装置の操作時間に基づいた表面温度の推定アルゴリズムの一例の流れを示す図である。
電子装置１０のスリープ状態のときに（ステップＳ４０）、プロセッサ１１は、ユーザによる電子装置１０の操作（たとえば、画面をオンする操作）を検出すると（ステップＳ４１）、ステップＳ４２の処理を行う。

ステップＳ４２の処理では、プロセッサ１１は、ユーザによる電子装置１０の操作時間（たとえば、ユーザによるタッチパネル１４ａの操作が行われている時間）が、閾値Ｔｔｈより長いか否かを判定する。

操作時間が、閾値Ｔｔｈ以下であるときには、プロセッサ１１は、熱容量を含まない熱回路モデルで筺体２１の表面温度を算出する（ステップＳ４３）。
閾値Ｔｔｈは、たとえば、熱時定数τ_Ｇに基づいて設定される。たとえば、Ｔｔｈ＝τ_Ｇ／２であれば、プロセッサ１１で発生する熱による筺体２１の表面温度の変動は比較的少ないため、熱容量を含まない熱回路モデルを用いても熱容量を含む熱回路モデルを用いたときとの計算精度の差が小さい。なお、許容される誤差がより小さいときには、閾値Ｔｔｈをより短く設定するようにしてもよい。

その後ステップＳ４２からの処理が繰り返される。
操作時間が閾値Ｔｔｈより長くなると、プロセッサ１１は、熱容量を含む（伝達関数で表される）熱回路モデルで筺体２１の表面温度を算出する（ステップＳ４４）。その後、ユーザによる電子装置１０の操作が終了されると（たとえば、画面をオフする操作が行われると）（ステップＳ４５）、ステップＳ４０からの処理が繰り返される。

上記のように、本実施の形態では、プロセッサ１１は、ユーザによる電子装置１０の操作時間と閾値との比較結果に基づき、使用する熱回路モデルを切り替える。これにより、両熱回路モデル間での計算精度に差が少ないときにも、熱容量を含む熱回路モデルを使用しなくてもよくなる。このため、精度を維持しつつ、計算量を削減できる。

（第６の実施の形態）
以下、第６の実施の形態の筺体表面温度推定方法を説明する。
プロセッサ１１は、ユーザによる電子装置１０の単位時間当たりの操作回数に基づいて、筺体２１の表面温度を計算する際に用いる熱回路モデルを切り替えるようにしてもよい。

図１７は、ユーザによる電子装置の単位時間当たりの操作回数に基づいた表面温度の推定アルゴリズムの一例の流れを示す図である。
ステップＳ５０，Ｓ５１の処理は、図１６に示したステップＳ４０，Ｓ４１の処理と同じである。ステップＳ５１の処理後、プロセッサ１１は、電子装置１０の単位時間当たりの操作回数が閾値Ｎｔｈより多いか否かを判定する（ステップＳ５２）。

電子装置１０の単位時間当たりの操作回数が、閾値Ｎｔｈ以下であるときには、プロセッサ１１は、熱容量を含まない熱回路モデルで筺体２１の表面温度を算出する（ステップＳ５３）。

閾値Ｎｔｈは、たとえば、事前のシミュレーションによって、許容する誤差（両熱回路モデルで計算したときの表面温度の差）に応じて設定される。たとえば、１０秒間で１０回の操作回数以下であれば、誤差が許容の範囲となるときには、その値（１０回／１０秒）が、閾値Ｎｔｈとして適用される。

その後ステップＳ５２の処理が繰り返される。
電子装置１０の単位時間当たりの操作回数が閾値Ｎｔｈより多くなると、プロセッサ１１は、熱容量を含む（伝達関数で表される）熱回路モデルで筺体２１の表面温度を算出する（ステップＳ５４）。また、プロセッサ１１は、ステップＳ５２と同様の判定処理を行い（ステップＳ５５）、電子装置１０の単位時間当たりの操作回数が閾値Ｎｔｈより多いときには、ステップＳ５４の処理を繰り返す。電子装置１０の単位時間当たりの操作回数が閾値Ｎｔｈ以下のときには、ステップＳ５３の処理が行われる。

上記のように、本実施の形態では、プロセッサ１１は、ユーザによる電子装置１０の単位時間当たりの操作回数と閾値との比較結果に基づき、使用する熱回路モデルを切り替える。これにより、熱容量を含まない熱回路モデルを用いても誤差が比較的小さいときにも、熱容量を含む熱回路モデルを使用しなくてもよくなる。このため、精度を維持しつつ、計算量を削減できる。

ところで、上記の説明は、伝達関数を、１次のローパスフィルタ回路に相当する熱回路モデルを用いて式（４），（５）や式（７），（８）で表したが、２次以上のローパスフィルタ回路に相当する熱回路モデルを用いて表すようにしてもよい。

図１８は、２次のローパスフィルタに相当する熱回路モデルを説明するための電子装置の一部の断面の一例を示す図である。
図１８において、図３に示した要素と同様のものについては同一の符号が付されている。

プロセッサ１１で発生した熱が、基板２０とセンサ８０を介して筺体２１表面上の点２３ａに伝わるとしたとき、たとえば、式（４）で表される伝達関数Ｇ（ｓ）は、以下の式（２２）に書き換えられる。

式（２２）において、τ_Gaは、プロセッサ１１と点２３ａ間の、基板２０の熱抵抗の値と熱容量の値の積で表される。τ_Gbは、プロセッサ１１と点２３ａ間の、センサ８０の熱抵抗の値と熱容量の値の積で表される。

伝達関数Ｈ（ｓ）は、式（５）と同じとすると、点２３ａの温度Ｔｃａｓｅは、たとえば、以下の式（２３）で表せる。

また、前述したＺ変換や差分方程式を用いると、温度Ｔｃａｓｅに相当する出力信号ｙ（ｎＴ）は、以下の式（２４）で表せる。
ｙ（ｎＴ）＝ａ₀ｘ（ｎＴ）＋ａ₁ｘ（ｎＴ−Ｔ）＋ａ₂ｘ（ｎＴ−２Ｔ）−[ｂ₁ｙ（ｎＴ−Ｔ）＋ｂ₂ｙ（ｎＴ−２Ｔ）] （２４）
ｂｂ＝４τ_Gaτ_Gb＋２Ｔ（τ_Ga＋τ_Gb）＋Ｔ²とすると、式（２４）において、ａ₀＝α（２Ｔτ_H＋Ｔ²）／ｂｂ、ａ₁＝２αＴ²／ｂｂ、ａ₂＝α（−２Ｔτ_H＋Ｔ²）／ｂｂである。また、ｂ₁＝（−８τ_Gaτ_Gb＋２Ｔ²）／ｂｂ、ｂ₂＝（４τ_Gaτ_Gb−２Ｔ（τ_Ga＋τ_Gb）＋Ｔ²）／ｂｂである。

このように、２次のローパスフィルタに相当する熱回路モデルを用いると、計算精度は上がるが計算量が増えるため、計算量の削減が可能な第３乃至第６の実施の形態の手法を用いることが、より好ましい。

なお、上記各実施の形態の手法を組み合わせてもよい。
以上、実施の形態に基づき、本発明の筺体表面温度推定方法及び電子装置の一観点について説明してきたが、これらは一例にすぎず、上記の記載に限定されるものではない。

たとえば、上記の説明では、基準温度Ｔｇｎｄを求めるための温度センサ１６ｂを１つとしているが、複数であってもよく、プロセッサ１１は、複数の温度センサでの測定値に基づき、基準温度Ｔｇｎｄを算出するようにしてもよい。

また、プロセッサ１１は、たとえば、ＣＰＵとＤＳＰを含み、ＣＰＵを熱源としたときの筺体２１の表面の温度を、ＤＳＰが算出するようにしてもよい。
また、プロセッサ１１は、単位時間当たりの自身の動作時間が一定値を超えたとき、熱容量を含む熱回路モデルを用いて表面温度を算出し、動作時間が一定値以下のときには、熱容量を含まない熱回路モデルを用いて表面温度を算出するようにしてもよい。

また、プロセッサ１１は、電力を比較的多く消費するアプリケーションが起動されたときに、熱容量を含む熱回路モデルを用いて表面温度を算出し、電力消費の少ないアプリケーションの起動時には、熱容量を含まない熱回路モデルを用いるようにしてもよい。

１ 電子装置
２ 筺体
３ 基板
４ 温度センサ
５ プロセッサ（熱源）
５ａ 温度演算処理部

Claims (13)

1. 電子装置の基板に配置されたプロセッサが、前記基板に配置された第１の温度センサから第１の測定値を取得し、
   前記プロセッサが、前記基板上の熱源と前記電子装置の筺体の表面との間の第１の熱抵抗と第１の熱容量に基づく第１の伝達関数と、前記熱源と前記第１の温度センサとの間の第２の熱抵抗と第２の熱容量に基づく第２の伝達関数と、前記第１の測定値とに基づき前記表面の表面温度を算出する、
   ことを特徴とする筺体表面温度推定方法。
2. 前記第２の熱抵抗と前記第２の熱容量との積である第１の熱時定数は、前記第１の熱抵抗と前記第１の熱容量との積である第２の熱時定数より小さいことを特徴とする請求項１に記載の筺体表面温度推定方法。
3. 前記プロセッサは、前記第１の温度センサ及び前記表面よりも熱時定数が大きくなるように前記基板に配置された第２の温度センサから第２の測定値を取得し、
   前記プロセッサは、前記第２の測定値から第１の値を引くことで基準温度を算出し、
   前記プロセッサは、前記第１の測定値から前記基準温度を引いた値と、前記第１の伝達関数及び前記第２の伝達関数とに基づき前記表面温度の前記基準温度からの変化分を算出し、
   前記プロセッサは、算出した前記変化分に前記基準温度を加算することで、前記表面温度を算出する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の筺体表面温度推定方法。
4. 前記プロセッサは、第１のサンプリング周期で前記第１の測定値を取得し、前記第１の測定値から前記基準温度を引いた前記値を、前記第１の伝達関数及び前記第２の伝達関数に基づく差分方程式に適用して、前記表面温度の前記変化分を算出することを特徴とする請求項３に記載の筺体表面温度推定方法。
5. 前記プロセッサは、前記第１の測定値の変化の時定数が、前記第１の熱時定数よりも大きいときは、前記第１の測定値から第２の値を引くことで、前記表面温度を算出することを特徴とする請求項２に記載の筺体表面温度推定方法。
   
6. 前記プロセッサは、前記第１の伝達関数、前記第２の伝達関数及び前記第１の測定値に基づいて前記表面温度を算出する第１の算出方法を実行するか、前記第１の測定値から第２の値を引くことで前記表面温度を算出する第２の算出方法を実行するかを、前記第１の測定値の単位時間当たりの変化の大きさに基づいて決定する、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の筺体表面温度推定方法。
7. 前記プロセッサは、前記単位時間当たりの変化の大きさが、第３の値以下のときには、前記第２の算出方法で前記表面温度を算出する、ことを特徴とする請求項６に記載の筺体表面温度推定方法。
8. 前記第３の値は、前記熱源と前記第１の温度センサとの間の、第１の熱伝達係数及び第３の熱時定数と、前記熱源と前記表面との間の、第２の熱伝達係数及び第４の熱時定数と、前記第１の算出方法で得られる第１の算出値と前記第２の算出方法で得られる第２の算出値との間の許容する第１の差と、に基づいて算出される、ことを特徴とする請求項７に記載の筺体表面温度推定方法。
9. 前記プロセッサは、前記単位時間当たりの変化の大きさが、第４の値以下となってから、第１の時間経過したときには、前記第１の算出方法から、前記第２の算出方法に切り替えて前記表面温度を算出する、ことを特徴とする請求項６に記載の筺体表面温度推定方法。
10. 前記第１の時間は、前記熱源と前記第１の温度センサとの間の、第１の熱伝達係数及び第３の熱時定数と、前記熱源と前記表面との間の、第２の熱伝達係数及び第４の熱時定数と、前記第１の算出方法で得られる第１の算出値と前記第２の算出方法で得られる第２の算出値との間の許容する第１の差と、に基づいて算出される、ことを特徴とする請求項９に記載の筺体表面温度推定方法。
11. 前記プロセッサは、前記電子装置に対するユーザの操作を検出し、
    前記プロセッサは、前記第１の伝達関数、前記第２の伝達関数及び前記第１の測定値に基づいて前記表面温度を算出するか、前記第１の測定値から第２の値を引くことで前記表面温度を算出するかを、前記操作の時間または単位時間当たりの前記操作の回数に基づき決定する、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の筺体表面温度推定方法。
12. 前記プロセッサが、前記熱源であることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の筺体表面温度推定方法。
13. 筺体と、
    基板と、
    前記基板に配置され、温度を測定して第１の測定値を出力する第１の温度センサと、
    前記基板上の熱源と前記筺体の表面との間の第１の熱抵抗と第１の熱容量に基づく第１の伝達関数と、前記熱源と前記第１の温度センサとの間の第２の熱抵抗と第２の熱容量に基づく第２の伝達関数と、前記第１の測定値とに基づき前記表面の表面温度を算出する温度演算処理部と、
    を有することを特徴とする電子装置。

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