JPH03113782A - 磁気デイスク装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセクタサーボ方式によって磁気ヘッドを目標ト
ラックに位置決めするに際してクラッシュストップに高
速で衝突することを回避できるようにした磁気ディスク
装置の制御方法に関する６Ｃ従来の技術〕 従来の装置は、特開昭６２−２７１２６９号公報記載の
ように、ヘッドを位置決めするシーク動作における移動
すべきシリンダ数からヘッド移動速度の制限速度を設定
する制限速度設定回路と、シーク動作中のヘッド移動速
度が前記制限速度を越えたときに異常信号を出力する比
較器回路とからなり、前記異常信号によりシーク動作異
常として制御を停止するようになっていた。この技術に
よると、シーク動作でシークすべきシリンダ数によって
ヘッドの移動速度の制限速度を設定するので、どのよう
なシーク動作でも制御の異常を速やかに検出して制御を
停止することができるという効果があるとされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、制御の異常を速やかに検出して制御を
停止することには効果がある。しかし、ヘッドの高速移
動の停止という点について配慮がされていない、このた
め、いくら制限速度をきめ細く設定しても制御を停止す
る目的で、ボイスコイルモータに与えている電流を切っ
て加速もしくは減速を停止しようとするならば慣性力に
よってその速度のままヘッドは移動する。本来摩擦力が
小さいのでこの速度は全く低下することなくただちに最
内周もしくは最外周に到達する。これによって、ヘッド
とディスクが接触して損傷を与えたり、機構が損壊する
ようになったりする可能性があった。

本発明は、動作エラー時においても、最内周もしくは最
外周のクラッシュストップに激突することをなくし、ヘ
ッドやディスクに損傷を与えることのない磁気ディスク
装置の制御方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、セクタサーボ方式によって
磁気ヘッドを目標トラックに位置決めする磁気ディスク
装置の制御方法において、その動作状態から予め決めら
れた減速をすることによってディスクの最内周もしくは
最外周位置に停止できるトラック位置と速度によって動
作状態を監視し、これをはずれたことを検知した場合に
は、最内周もしくは最外周位置に停止できるよう予め決
められた減速制御をかけるようにしたものである。

〔作用〕

本発明の磁気ディスク装置に制御方法は、その動作状態
から予め決められた減速をすることによってディスクの
最内周もしくは最外周位置に停止できるトラック位置と
速度からはずれたことを検知した場合には、最内周もし
くは最外周位置に停止できるよう予め決められた減速制
御をする。それによって、大きな速度のままクラッシュ
ストップに激突することがなくなるので、ヘッドとディ
スクが接触して損傷を与えることがない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図により説明する。

第１図は本発明の磁気ディスク装置の速度制御装置の全
体構成を示すブロック線図である。１は磁気記録するた
めのディスク円板であり、各面はデータ信号を記録する
ため複数個の扇状のセクタ２に等間隔に分割しである。

このセクタ２の境界には、トラック番号とポジション信
号から成るセクタサーボ信号部３を設けである。トラッ
ク番号によって、ディスク２の半径方向のトラックの位
置を特定できる。またポジション信号によって、トラッ
ク内におけるトラック中心からの位置ずれを認識するこ
とができる。このディスク円板２は。

スピンドルモータ（図示せず）によって、一定回転数で
回転される。この円板１に対応して浮上する磁気ヘッド
４が設けられており、これによって所定のディスクの所
定のトラックからデータ信号とセクタサーボ信号を読み
取る。そして、セクタサーボ信号を用いることによって
磁気ヘッド４を目標トラックに向って移動させかつその
トラックに追従位置決めすることができる。セクタサー
ボ信号は数百μｓおきに離散的に書き込まれているので
、磁気ヘッド４で読み取られる信号はサンプル時点毎の
みに存在する離散時間信号である。このセクタサーボ信
号はトラック番号復調回路５とポジション信号復調回路
６とＡＤ変換器７とによって復調されて、現サンプル時
点のディスク半径方向の位置が求められる。この現在位
置と目標トラックとの位置偏差に応じて与えられる目標
速度に対して速度制御をすることによって、磁気ヘッド
４を目標トラックに向って滑らかに移動させ目標トラッ
ク付近で低速度にして目標トラックに正確に整定位置決
めさせることができる。このため、位置偏差に応じて予
め記憶しである目標速度テーブル８から目標速度を参照
し、目標速度を算出する。これに対し、現サンプル時点
で求められる現在位置と前のサンプル時点で求めておい
た位置の差分によって速度演算９を行い現在速度を求め
る。

目標速度と現在速度の速度偏差に速度偏差ゲイン１０を
乗じて速度偏差を小さくするための操作量を算出する。

以上の演算処理はセクタサーボ信号にもとづいて、離散
時間で行なわれるので、操作量も離散時間で求められる
。これをＤＡ変換器１１によってホールドし連続時間の
信号に変換する。この信号はバクアンプ１２によって増
幅され、ボイスコイルモータ１３を駆動制御する。これ
によってキャリジ１４が移動し磁気ヘッド４を目標トラ
ックに位置決めする。ＡＤ変換器７からＤＡ変換器１１
までは、離散時間信号を取り扱うことからマイクロコン
ピュータなどを用いたディジタルコントローラとして実
現するのが好都合である。

速度制御によって適当な目標速度テーブル８に対する追
従精度を向上させ目標トラックに精度良く誘導するため
にはできるだけ帯域を広くとる必要がある。しかし、速
度制御ループの位相余有や位置決め機構系の共振周波数
の関係で広くとれない場合が多い、このため、目標速度
を微分または差分して求められる加速度を目標加速度と
して予め記憶しておき、位置偏差に応じてこの目標加速
度テーブル１５から目標加速度を参照し目標加速度を算
呂する。これにフィードフォワードゲイン１６を乗じて
速度偏差を小さくするための加速度フィードフォワード
を算出する。この操作量は、速度偏差にもとづいて求め
られた操作量に並列に加算１７される。加速度フィード
フォワードを加えることによって、現時点において必要
な目標速度にみあった操作量すなわち電流が即時に加え
られる。このため、現在速度をフィードバックして速度
を制御するループにおける時間遅れすなわち位相遅れを
補償することができる。このため、速度制御の帯域を広
くとることなく正確な速度制御が可能になる。この正常
な場合には、スイッチＳ１はＯＮ、Ｓ２はＯＦＦの状態
で使用する。

第２図によって第１図における状態監視及び緊急停止１
７の機能を説明する。横軸はディスク半径方向の位置、
縦軸は速度を示す、この平面上の一点で現時点の動作状
態として位置と速度が表現される。

予め決められた目標速度に対して正常な制御が行なわれ
これに精度よく追従して移動しているのであれば、必ず
一点鎖線で示した領域の近傍に動作状態がある。したが
ってこれにある程度の誤差をみこんで上方に移した実線
よりも上の領域に動作状態があるかどうかによって状態
監視を行う。

もし、この領域に入っている場合には、先に述べた正常
な場合の制御を打切ってただちに緊急停止の処理を行う
方に切換える。このためスイッチ５１をＯＦＦ、Ｓ２を
ＯＮにして、先に述べた正常な制御と構成は同じである
が、内容が異なる制御を用いる。１８は緊急停止のため
の目標速度テーブル、１９は目標速度と現在速度９の速
度偏差に対するゲイン、２０は緊急停止のための目標加
速度テーブル、２１は加速度フィードフォワードゲイン
である。これらの速度フィードバックｉ！ｉ１１′＃と
加速度フィードフォワード制御によって最内周もしくは
最外周位置に高速で移動しないように減速停止する速度
制御を行う。

つぎに第３図にもとづいて、第１図における状態監視及
び緊急停止１７の機能を説明する。まず、動作状態が第
２図に示した緊急停止領域にあるかどうかを判定する。

このために、表に示したような第２図に担当する緊急停
止領域の境界を予め記憶しておいてこれを参照するのが
便利である。

表 緊急停止テーブル この表を用いて、現在の位置に対して速度をチエツクす
ればよい。緊急停止領域に入っていることが判定された
場合には、直ちに、緊急停止制御を開始する。このため
、その位置と速度から最内周もしくは最外周位置に高速
で到達しないように、第４図に示した緊急停止のための
目標加速度及び第５図に示した緊急停止のための目標速
度を用いて緊急停止制御をする。加速度フィードフォワ
ードは、大きな加速度で急激に速度を減速させるため、
ボイスコイルモータに最大の電流を与える一定値とし、
これを目標加速度テーブル２０に記憶しておく。これに
よって、いかなる速度からでも直ちに減速が始まり急激
に速度が減ってくる。速度フィードバックは、この加速
度フイードフオワ−ドと、緊急停止開始時点の速度にも
とづいて目標速度の開始点と傾きが決まるので、これを
目標速度テーブル１８に記憶しておく。緊急停止が始ま
ってから、ｔｏ後に目標速度が零になるが、ここは最内
周もしくは最外周位置の手前である。したがって、高速
でクラッシュストップに激突することはない。第６図に
、正常な動作状態における加速度フィードフォワードと
目標速度を示す。第４図、第５図の場合と第６図、第７
図とを比較すると、緊急停止の場合には、加速度フィー
ドフォワードを最大限まで大きく選んでいる。正常な場
合には、物のばらつきや動作のばらつきに対応するため
に最大限よりもやや少なくするのが普通である。また、
緊急停止の場合には、目標位置に精度良く止める必要は
ないので目標位置まで最短時間で直線的に速度を減らす
。これに対し正常な場合には、目標位置付近においては
加速度フィードフォワードを小さくして速度を滑らかに
減らすのが普通である。

なお、信号や動作のわずかのミスによって動作エラーを
起した場合には、これを検出し先に述べた緊急停止動作
を行うことによって、必ず最内周もしくは最外周に高速
で到達する前に停止することができる。しかし、回路が
故障したり、ボイスコイルモータが断線してしまった場
合には、先に述べた緊急停止の動作を行ったとしてもこ
の制御が作動しない。このような状況は速度が第５図に
示した目標速度パターンに従って減少するかどうかをチ
エツクすることによって判断することができる。第４図
に示す緊急停止の動作を行っても速度が減少しない場合
には、スイッチを８３に切換えて出力を零にするが減速
はできないので、クラッシュストップに激突することは
避けられない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、万一動作エラーを起こしたとしてもい
かなる位置、速度からでも最内周もしくは最外周のクラ
ッシュストップに高速で衝突する前に停止させることが
できるので、ディスクとヘッドが接触して互いに損傷を
こうむることがないという効果がある。また、クラッシ
ュストップに高速で衝突することが少なくなるので、ク
ラッシュストップの構造を小さくすることができるとい
う効果もある。また、クラッシュストップへの衝突速度
を考慮して移動速度を低くおさえる必要がなくなるので
、アクセス時間を短くできるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気ディスク装置に制御装置の全体構
成を示すブロック線図、第２図ないし第７図は本発明の
詳細な説明する図である。 １・・・ディスク円板、２・・・セクタ、３・・・セク
タサーボ信号部、４・・・磁気ヘッド、５・・・トラッ
ク番号復調回路、６・・・ポジション信号復調回路、７
・・・ＡＤ変換器、８・・・目標速度テーブル、９・・
・速度演算、１０・・・速度偏差ゲイン、１１・・・Ｄ
Ａ変換器、１２・・・バクアンプ、１３・・・ボイスコ
イルモータ、１４・・・キャリジ、１５・・・目標加速
度テーブル、１６・・・フィードフォワードゲイン、１
７・・・状態監視緊急停止、１８・・・目標速度テーブ
ル、１９・・・速度偏差ゲイン、２０・・・目標加速度
テーブル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、セクタサーボ方式によつて磁気ヘッドを目標トラッ
   クに位置決めする磁気ディスク装置の制御方法において
   、その動作状態から予め決められた減速をすることによ
   つてディスクの最内周もしくは最外周位置に停止できる
   トラック位置と速度によつて動作状態を監視しこれをは
   ずれたことを検知した場合には最内周もしくは最外周位
   置に停止できるように予め決められた減速制御をかける
   ようにしたことを特徴とする磁気ディスク装置の制御方
   法。