CN1161782C - 磁盘驱动装置 - Google Patents

Abstract

一个磁盘驱动装置，用于在一个电源电压的关闭时向一个回缩定位移动一个磁头，其中该磁头的回缩操作的数目被计数和提示。据此提示，用户能假设该磁盘驱动装置的性能降低。

Description

磁盘驱动装置

技术领域

本发明涉及一个用于播放或驱动一个信息记录盘的盘驱动装置，例如一个磁盘。

背景技术

硬盘驱动(HDD)装置已经有流行作为用于个人计算机的外部存储器装置，并且近来具有内置HDD的家用电器/电子用具也已经市场化，因为实现了HDD的记录密度(或存储密度)提高和价格降低。有可能在HDD中存储图像和音乐内容的实际量，从而使得采用HDD的产品相继制造。这种产品被期望结合在汽车音频装置中，并且设想大部分汽车导航系统将配备HDD，虽然当前是DVD占优。

参考图1，示出一个HDD的基本结构。示出的HDD是一个斜面加载型，其中定位在一种动臂的自由端的一个磁头51被机械地引动，浮动一个磁盘表面上。

如所示，安装在动臂54上的磁头51能够被用于在磁盘53的径向方向中移动(如双箭头指示)，并且由一个直线电机(VCM)160定位。磁头51利用悬架57的弹力被强制在该磁盘的表面上，但是受控地借助当磁盘53旋转时产生的作用于该磁头51上的空气浮力而在磁头51和磁盘表面之间产生一个几十微米的间隙。当不操作时，磁头51被定位在一个回缩位置，在该位置靠在外壳结构50一端形成的斜面55的一个尖细部分56上。

图2是一个截面示意图，示出磁头51和斜面55之间的位置关系。如图所示，在磁盘53的外边缘附近定位的斜面55具有尖细部分56，沿着盘的径向外方向延伸。此尖细部分56具有一个在远离磁盘53的表面的方向上的平缓倾斜延伸。当磁头51对磁盘53进行信息读出、写入时(即被驱动状态)，磁头51以一个适当的间隙定位在磁盘53之上方的一播放位置(位置“a”)。当不操作时(卸载状态)，磁头51按照箭头A指示的方向在该尖细部分56上移动到该回避(shunting)位置(即等待位置)“b”。

上述HDD装置被配备以一种称为＂紧急卸载＂的功能。当为驱动主轴52和磁头51的马达供电失败时，该紧急卸载功能强制该磁头向回缩位置运动，以免该磁盘53被该磁头损坏。虽然执行该紧急卸载需要电源，已知的是当该供电失败时，由主轴马达52的惯性旋转产生的一个反电动势，即无载电动势，能够被用于该紧急卸载。

如果上述技术被用于引擎驱动车载磁盘驱动装置，由于当该引擎启动时电池电压大大下降，所以每次启动引擎时都执行该紧急卸载操作。

参考图3，图示采用在引擎驱动车辆中的一个电源电路的例子。具体地说交流发电机G由一个没示出的引擎驱动。来自交流发电机G的AC电源由整流器D整流和平滑滤波，然后馈送到电池B。电池B上的电池电压Vb馈送到引擎键开关SW的活动接点“m”。该引擎键开关SW具有静触点ACC、ON和ST，并且该电池电压Vb经过触点ACC作为ACC电源提供到一个轻负载LL，例如一个音频装置。电池电压Vb经过触点ON作为一个ON电源被提供到重负载HL，例如一个电动窗调节器。电池电压Vb经过触点ST被提供到起动电动机(没示出)作为MST电压，转动起动电动机并且启动引擎。电池电压Vb也通过线路BU作为一个后备电源馈送到轻负载LL。

图4A和4B以定时图的形式图示当引擎被起动时该供电线路中的电压改变。具体地说，图4A示出用于该后备电源的电源电压，而图4B示出针对该ACC的电压变化。在这些附图中，定时(I)、(II)、(III)和(IV)分别对应于引擎键按键开关的不同切换位置。具体地说，(I)表示当引擎键在ACC位置时把电馈送到轻负载，比如馈送到声频设备，(II)表示当引擎键在ON位置时把电馈送到重负载，比如馈送到电动窗装置，(III)表示当引擎键在ST位置时把电馈送到起动电动机，而(IV)表示当该引擎键被返回到ON位置。

在此设计中，由于引擎起动时该电池电压下降，所以不仅ACC电压而且后备供电都会在某些场合下降(在图4A和4B的(III)和(IV)之间)。

因此，当把上述HDD采用在一个引擎驱动车辆中时，因为在该引擎的起动时的电压下降，每次引擎被起动都可能出现紧急卸载操作。如上所述，由于该紧急卸载利用的是该主轴马达的反电动势并且强制使该磁头移动，所以，与用于例如个人计算机的非车辆的产品相比，在用于一车辆产品中，在磁头51移到该斜面55的回避位置“b”的同时具有更多的机会碰撞斜面55的该尖细部分56。换言之，以用于车辆的HDD装置中的斜面55磁头51需要具有改进的耐久性。

这是在不稳定的电源条件下的HDD装置操作的一个共同性的问题。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，并且目的是提供一个磁盘驱动装置，即使在一个不稳定的电源之下操作也不会缩短其耐久性。

为了解决上述问题，提供一种用于从一个信息记录盘写入和/或读出信息的磁盘驱动装置，具有由旋转驱动马达转动的信息记录盘和一个驱动受控的磁头，以便在低于预定的额定功率电源电压的供电时在该信息记录盘的径向方向中定位一个磁头，包括：一个强制复位装置，用于控制该磁头驱动器执行一个强制恢复操作，当该电源电压下降到低于一个预定门限值时，强制地把该磁头移动到一个回避位置；一个检测和计数装置，用于检测该强制复位操作的执行，计数该强制复位操作被执行了多少次，并且在每次检测该强制复位操作的执行时更新一个计数值；和一个提示装置，用于提示一个更新计数值。

利用上述的设计，出现该紧急卸载的次数被监视并且通过例如一个显示器通知用户，以使该用户被提示一个磁盘驱动装置的操作条件，并且当该磁盘驱动装置应该被更换等情况时吸引该用户的注意。这将改进作为一个记录信息再现装置的该磁盘驱动装置的可靠性。更进一步，供给该磁盘驱动装置的电源被中断，以便通过使用由于记录介质和驱动装置的惯性旋转产生的一个反电动势而可能确保出现该紧急卸载操作。而且，根据强制移动出现的次数的多少以不同彩色向用户进行提示和警告，使得用户被更有效地提示何时该用户应该更换该磁盘驱动装置等。不同彩色的使用对用户具有更大的影响。

附图说明

图1是表示一个斜面加载型的HDD的基本结构的平面图；

图2是表示图1所示斜面和磁头之间位置关系的截面图；

图3示出车载电源线路的一个电路图；

图4A和4B示出表示当起动引擎时车载电源的一个操作顺序的定时图；

图5是结合本发明磁盘驱动装置的一个汽车导航系统的方框图；

图6示出图5所示的HDD、HDC和电压监控器电路的方框图：

图7A和7B是表示当引擎起动时后备电源和ACC电源的电压波形的定时图；

图8A和8B是表示根据本发明的磁盘驱动装置的工作模式的一个实例的流程图；

图9是表示的本发明的磁盘驱动装置的工作模式的另一实例的流程图；和

图10描述根据本发明的用于用户提示的显示屏幕的一个例子。

具体实施方式

参考图5，示出本发明的包括HDD的一个汽车导航系统的方框图。其中HDD用作该汽车导航系统的一个地图信息存储装置。应该注意，根据本发明的该HDD的应用不局限于汽车导航。示出的汽车导航系统包括作为主控制器的主机CPU 11。还包括ROM 12、RAM 13、定时器LSI 14、硬盘装置(HDD)15、传感器部分16、GPS接收机17、接口18、输入设备19、显示器20、显示控制器21、显示存储器22、语音处理电路23、扬声器24、电源电路25、硬盘控制器(HDC)26和缓存器27。

响应来自用户从输入设备19提供的命令，根据存储在ROM 12和RAM 13中的程序，主机CPU 11执行对于导航的整个控制，例如配合显示控制器21进行目的地检索和路由选择。在该控制过程中，该主机CPU 11也利用从传感器16和GPS接收机17获得的地理信息。定时器LSI 14具有由主机CPU 11编程设置的计数值，并且在通过该设置时间时发出中断信号，从而确定该处理到一个中断程序。

HDC 26执行对于装入到HDD 15的磁盘上的格式控制，并且还用作主接口和HDD接口。

传感器部件16表示该汽车导航系统为了实施自动驱动而需要的各种传感器，例如车辆速度传感器和回转仪传感器。传感器部件通过接口18连接到系统总线10。接口18还从GPS接收机17接收一个输出，以便通过GPS测量位置和自动驱动的组合而执行一个混合驱动控制。

显示器20例如是一个液晶监视器。显示控制器21把例如由主机CPU 11写入显示存储器22的地图信息的处理内容写入到该显示器20中，该显示器20将信息显示在其屏幕上。

输入设备19是一个遥控器或控制台，并且被用作GUI，用于输入命令或通过显示器20与导航系统通话。语音处理电路23用作为一个GUI，以便发出声音指南，或通过声音输入与该导航系统对话。声音指南从该扬声器24输出。参考数字25表示一个电源电路，如上所述，由车辆携带并且包括后备供电线路“a”和ACC电源线路“b”。

图6示出一个电压监视装置30，用于检测HDD 15的电压(图5)以及这车载电源电路25的后备电源和ACC电源的电压。该车载电源电路25包括两个电源，一个用于后备电源线路251，一个用于ACC电源线路252。该电压监视电路30监视在从上述两个电源提供的电源线路251和252上的电压值。阈值设置电路302具有检测一个电压下降的一个确定的门限值，并且这门限值被传达到一个电压比较电路301。

HDD 15包括：在该HDD之内作为核心的CPU 152、主接口电路151、程序存储器153、数据存储器154、HDD接口电路155、R/W(读/写)电路156、磁头驱动控制电路157、主轴马达控制电路158、磁头51、直线电机(VCM)160主轴马达161和反电动势检波电路171。

主接口151、内置CPU 152、程序存储器153、数据存储器154和HDD接口电路155全部都连接到HDD系统总线150。

HDD的内置CPU 152通过主接口电路151从主机CPU 11(图1)接收一个命令，例如寻找、读/写等，并且根据存储在程序存储器153中的程序，通过HDD接口电路155控制该R/W电路156、磁头驱动控制电路157和主轴马达控制电路158。通过该磁头51对于该磁盘53的数据读写是由R/W电路156控制。VCM160的操作(启用和移动)磁头驱动控制电路157控制。主轴马达161的旋转移动由主轴马达控制电路158控制。例如，如果后备电源和ACC电源都下降到4.5V或更小，则由主轴马达161的惯性旋转产生的一个反电动势被通过一个继电器触点r1和线路170馈送。通过反电动势检测电路检测此馈送并通知该HDD内置CPU 152。

应该指出，专用于HDD的电源供给开关可以提供在由虚线矩形B指示的位置，在该电压监视电路30的线路251和252上的监视点251a和252a的上游。

图7A示出通过该电源线路251连续地馈送的后备电源电压的电压波形，而图7B示出在ACC电源线路252上的ACC电源电压的电压波。在本实施例中，该门限值TH是一个预定的9V电压值。

一个操作者插入一个引擎钥匙到LOCK定位以便取消锁定状态，并且旋转该引擎钥匙到该ACC位置(定时I)。这使得ACC电源上升并且达到例如12V。随着ACC电源电压上升，馈电到该汽车导航系统，并且启动主轴马达161。随后，引擎钥匙通过ON(定时II)位置转到一个起动位置(定时III)，开始起动引擎起动马达，从而在后备电源线路251和ACC供电线路252上的电压都下降。在此点，HDD 15中出现紧急卸载。一个预定周期以后，引擎被起动，引擎钥匙返回(定时IV)，并且ACC电源线路252和连续电源线路251的电压上升到初始电压值12V，从而返回到稳定状态。这将再次把电源电压馈送到HDD15，以便启动HDD 15。应该指出，从ACC定位到马达起动以及从马达起动到引擎起动的周期是任意的。

根据本发明，紧急卸载的发生的数目被监视并且通知该用户。这将提示该用户该盘的操作状态并且引起该用户的注意，以便替换该盘等。

图8A示出HDD内置CPU 152的工作模式而图8B示出主机CPU 11的工作模式。

首先，确定该ACC电源是否被馈送到HDD(步骤S31)。如果没有电被馈送，则随后监视是否产生一个反电动势(步骤S32)。如上所述，在该紧急卸载过程中，使用主轴马达161的反电动势把该磁头51强制回送到斜面位置。因此，有可能从检测主轴马达161的反电动势的产生的该反电动势检波电路171的输出知道该紧急卸载的出现。

当产生反电动势时，与该HDD内置数据存储器154相关的一个存储计数器被刷新(步骤S33)，以便存储紧急卸载的出现数目。

以此方式，在电源被馈送到HDD 15的同时，该HDD内置CPU 152总是监视器该反电动势的产生，以便存储该反电动势产生的数目。另一方面，随着电源被被提供到汽车导航系统，该主机CPU 11首先发出一个读出命令到HDD15(步骤S41)，并且根据图8B所示的程序，提取与HDD 15的数据存储器154相关存储计数器的计数值，以便获得紧急卸载该数目作为数据(步骤S42)。随后，主机CPU准备如图10所示的数据，并且将其发送到显示存储器22(步骤S43)。该显示控制器21与一个显示定时同步地读出该显示存储器22，以便指示在该显示器20上的数据。

因此，主机CPU 11从该电源被提供到该汽车导航系统的时间中获得紧急卸载的数目，并且指令在该显示单元20上的显示。应该指出，该紧急卸载的数目的显示可以依据来自操作该输入设备19的用户的指令而不是依据提供到该汽车导航系统电源的出现。

参考图9，示出的是当系统(主机CPU 11)累计和管理该紧急卸载数目时的一个例子。如上描述，当ACC电源和后备电源都被关闭(电压降低)时即出现紧急卸载。例如，一个计数器被连接到一个非易失的存储器，例如缓存器RAM 27，以便计数出现了多少次关闭并且保持其计数值。参考当HDD 15的起动时的此值，管理该紧急卸载的数目。具体地说，主机CPU 11首先确认HDD 15的电源的接通(步骤S51)。该主机CPU 11随后从该电压监视电路30接收关闭信息。其中，用于关闭确定的一个门限值是9V。

图5和6所示的电压监视电路30总是监视该ACC和后备电源的电压是否下降到低于9V(步骤S52)。如果它们变成低于9V，该主机CPU 11将更新该可访问的计数器(缓存器RAM 27)以便计数紧急卸载的数量(步骤S53)。当该电源电压上升超出9V并且该关闭条件不再存在时(步骤S54)，则该主机CPU参考该计数值并且获得该紧急卸载的的数量作为数据(步骤S55)。随后，该主机CPU产生如图10所示的显示数据并且发送该数据到该显示存储器22。该显示控制器21利用一个显示定时同步地读出该显示存储器22的数据，以便在该显示器20上显示数据(步骤S56)。

即使在由该电压监视电路30执行电源电压监控期间没有关闭出现，该主机CPU 11将参考该计数值，以便获得该紧急卸载的数目，创建该显示数据并且将其传送到显示存储器22以便可视指示。

如上所述，该主机CPU 11获得该电源电压关闭的数量并且输出一个命令到该监视，以便显示。应该指出，除了在该关闭出现时之外，该关闭的数目，即紧急卸载的数目，可以在从由该用户操作的输入设备19来的命令之时被显示。

参考图10，示出的是当该紧急卸载的出现的数量被监视并且通知该用户时根据本发明的所使用的一个屏幕的例子。叫做“HDD REPORT”(硬盘驱动器报告)，并且以直方图的形成表示，在该显示器20的屏幕的右角。具体地说，无阴影的直方图被以该紧急卸载的数目横向加刻度(或百分比)，并且每次紧急卸载出现该阴影都向右移动而做提示。如果该直方图被从左边分别地分成绿、黄、红的三个着色区域以便替换时间，则其将提供更有效的可视化指示。

应该指出，如果有必要，依据来自操作该输入设备19的用户的请求，上述的提示可以在一个整个屏幕中显示，或总是显示在如图所画的屏幕的边角。

如从上述理解的那样，本发明能够提供一个监视该紧急卸载的出现的数目的磁盘驱动装置，并且通知该用户该紧急卸载的出现，以便让该用户知道该HDD的操作条件并且提醒该用户注意进行替换，从而改进可靠性。例如，该紧急卸载的出现的数目通过显示器指示给用户，以使用户能够识别该磁盘驱动装置的操作条件，并且知道该用户应何时更换该磁盘驱动装置。另外，该磁头的受迫运动的频率被以不同彩色显示，以使其有可能更有效地提示该用户用于替换该磁盘驱动装置的时间和其它信息。

Claims (10)

1.一种用于从一个信息记录盘写入和/或读出信息的磁盘驱动装置，具有由旋转驱动马达转动的信息记录盘和一个驱动受控的磁头，以便在低于预定的额定功率电源电压的供电时在该信息记录盘的径向方向中定位一个磁头，包括：

一个强制复位装置，用于控制该磁头驱动器执行一个强制恢复操作，当该电源电压下降到低于一个预定门限值时，强制地把该磁头移动到一个回缩位置；

一个检测和计数装置，用于检测该强制复位操作的执行，计数该强制复位操作被执行了多少次，并且在每次检测该强制复位操作的执行时更新一个计数值；和

一个提示装置，用于提示一个更新计数值。

2.根据权利要求1的磁盘驱动装置，其中该检测和计数装置通过检测由强制复位装置执行的一个强制恢复操作的本身而检测该强制复位操作。

3.根据权利要求1的磁盘驱动装置，其中该检测和计数装置通过来自一个电压监视电路的电压下降检测信号而检测该强制复位操作的执行，该电压监视电路监视低于该预定门限值的电源电压的一个电压下降。

4.根据权利要求1的磁盘驱动装置，其中该强制复位装置利用由该旋转驱动马达产生的反电动势驱动该磁头驱动器，以便执行该强制复位操作。

5.根据权利要求4的磁盘驱动装置，其中该检测和计数装置通过检测提供到该磁头驱动器的该旋转驱动马达的反电动势而检测该强制复位操作。

6.根据权利要求1的磁盘驱动装置，其中该电源电压是从提供在一车辆上的一个引擎驱动电源单元馈送的，并且在该电源电压上升超过该预定门限值之后，当该电源电压下降到低于该预定门限值时，检测和计数装置检测该强制恢复操作。

7.根据权利要求1的磁盘驱动装置，其中该提示装置在电源电压之下连续执行一个提示操作。

8.根据权利要求1的磁盘驱动装置，其中每次起动该电源电压的供电时，该提示装置执行一个短周期的提示操作。

9.根据权利要求1的磁盘驱动装置，其中该提示装置以一种可视辨别方式执行一个提示操作。

10.根据权利要求9的磁盘驱动装置，其中该提示装置利用一个随着检测数目的增加而改变的彩色图案执行该提示操作。

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