JPS627787B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、情報記憶デイスク駆動装置に係り、
特に情報記憶デイスク駆動装置の回転速度を制御
する装置に関する。

磁気デイスク駆動装置においては、いくつかの
パラメータが媒体の回転速度を精密に調整するこ
とに依存している。これらのパラメータには、デ
ータ速度、データ・セクタ領域へデータを書込み
且つ該領域からデータを読取るトランスジユーサ
の能力、空気薄膜媒体面の上方に支持されるスラ
イダを担持するトランスジユーサの飛行特性並び
に回転装置によつて空気循環が確立され制御され
る装置においては、空気流速、及び媒体面からの
微粒子除去の効率が含まれる。

本発明は、モータに連結された例えば磁気デイ
スクのような被駆動体の速度をプロセツサを使用
して制御する場合に、簡単な回路を付加するだけ
でプロセツサを上記速度制御以外の用途にも使用
できるようにすることを目的とする。

この目的を達成するために、本発明は、プロセ
ツサの制御の下に上記被駆動体を動作速度まで加
速し且つ上記被駆動体の速度を所定範囲内に調整
する加速調整手段と、プロセツサの動作と独立し
て上記被駆動体の速度を所定範囲内に維持するデ
イジタル回路とを有し、上記被駆動体の速度が所
定範囲内に調整されたときに、上記被駆動体の速
度制御を上記加速調整手段から上記デイジタル回
路へ切換えるものである。

被駆動体の速度を所定範囲内に維持する回路
は、例えばカウンタ及びデコーダ等の組合せで簡
単に構成できるから、プロセツサを他の用途に使
えるようにするために付加する回路は簡単なもの
となる。

本発明の実施例においては、始動から運転まで
３つのモードの動作を含む。例えば、初期モード
においては、45度離して配置された２つのホー
ル・センサがモータの永久磁石の４つの磁極の通
過によつて誘導される磁束変化を感知して、1/8
回転毎に１つのパルスを発生する。第１及び第２
のモードはプロセツサによつて制御される。第１
モードにおいて、プロセツサは1/8回転につき6.4
マイクロ秒の精度で速度を測定するために内部タ
イマーを使用する。1/8回転は、ホール・センサ
の位置、及びセンサが感知する永久磁石の長さの
変動によつて不正確なものとなる。このような固
有の不正確さを克服するために、完全な動作速度
に達したときに第２段階の制御が行われる。第２
モードにおいて、１回転毎に１回ずつ速度が測定
され、精確な反復回転距離に関して連続的な測定
が行われる。

所定精度の速度調整が得られたとき、プロセツ
サは、例えばデイスク駆動装置のような制御対象
装置の動作（運転）の間有用な第３段階の速度制
御を行うハードウエア回路に対する主制御を放棄
する。このモードにおいては、各セクタについて
速度が測定され、各デイスク回転の間に複数回
（典型的な場合では50回を越える回数）速度感知
が行われる。走査回路は各セクタの間発生する予
め記録された独特の部分を読取り、セクタ間の時
間が測定される。１つのセクタの通過の間の速度
が所定値に等しいか又はこれより大きいときに
は、駆動パルスは発生しない。速度が所定の値よ
り低いことが示されると、駆動パルスがモータに
供給される。従つて、モータが１つのセクタの間
低速で運転されていることが感知されると、次に
続くセクタの間モータに１つの駆動パルスが送ら
れる。モータが１つのセクタの間高速で運転され
ていることが感知されると、モータには駆動パル
スが供給されず、モータは次に続くセクタの通過
の間惰性で運転される。第３モードの動作の間、
エラー状態が発生しない限り、コントローラ（プ
ロセツサ）は制御対象装置に関連した他の機能を
自由に実行する。これはモータをオフに切換える
指令が生じるまで継続する。かかる指令が発せら
れると、プロセツサが第１段階すなわち初期モー
ドの制御に戻る。独立のハードウエア回路によつ
て制御される第３モード動作すなわち制御対象装
置の動作の間、プロセツサは同期インジケータを
感知し、第３モードのデイジタル回路の同期はず
れが生じたときに割込みを行わせる。モータに問
題が生じると、適正な速度を再確立するために第
１段階の制御に戻る。

プロセツサは、停止指令を受けると、制御対象
装置が運転を行つているときに動作するすなわち
第３段階のデイジタル論理回路を消勢する。減速
の間、モータが通常の回転方向と反対のトルクを
発生するようにモータにパルスが与えられる。減
速の間モータが非常に低速となつて逆転するのを
防止するために制動力を低減するように1/8回転
毎にパルスが供給される。回転速度が閾値よりも
低くなると、減速が終了し、モータは惰性で停止
する。

また、本発明の実施例においては、モータ巻線
電流を所定値より大きくすることなく減速制御を
行い指令に応じてモータを停止させることができ
る。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。

第１図には、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３及びＰ４として
示された４相巻線を有する二本巻モータ１０を含
むモータ、駆動回路及び整流子回路の一般的構成
が示されている。一対のホール効果センサＨ１及
びＨ２が互いに45度の角度離隔されてモータ固定
子に取付けられている。モータ１０は駆動回路１
１を介して24ボルトの電圧源によつて駆動され
る。電流は線１２で感知され、閾値を越えたとき
に線１３に過電流信号が発生される。整流子回路
６２は、ホール・センサＨ１及びＨ２から入力信
号を受け、第２図に示されているように１度に１
つずつ連続的に巻線Ｐ１乃至Ｐ４に選択的に信号
を供給する。モータ駆動信号１５は、第２図に示
されているように加速又は減速のために巻線を順
序付ける線１６の順方向信号及びホール・センサ
信号に従つて適当な巻線に供給される。

モータ１０は固定子１８と回転子１９とを有す
る（第５図参照）。１枚又はそれ以上のデータ・
デイスクがモータ１０との一体的回転を得るため
に回転子１９に取付けられる。情報すなわちデー
タはリニア・アクチユエータ２１によつて担持さ
れたトランジユーサによつて半径方向にアクセス
されるデイスクの同心トラツクに記憶される。各
トラツクは複数（典型例においては50又はそれ以
上）のセクタを含む。各セクタは、識別（ID）
セクタ部、及びこれに続くデータ・セクタ部を含
む。各識別セクタ部には、セクタの存在を示すパ
ターンが予め書込まれている。

第３図はホール・センサ線Ｈ１及びＨ２、過電
流信号線１３、並びに識別セクタ部が同期されて
いることを示す信号線２５が接続されたプロセツ
サ２２を示す。第４図は過電流信号１３を受ける
回路を示す。同期２進カウンタ２７は、3.2マイ
クロ秒クロツク・パルスを８個計数したときに、
ANDゲート３０へのモータ駆動付勢信号の供給
を阻止するように作用する約25マイクロ秒のパル
スを出力２９から発生できるようにするANDゲ
ート２８からの信号を受ける。従つて、過電流状
態が感知されたときにはモータへの電力供給は25
マイクロ秒の間中断する。

駆動装置が停止状態から始動するときには、モ
ータ駆動付勢信号３２が高レベルとなり、過電流
信号２９がANDゲート３０を消勢するときを除
くすべての時間、信号３３を高レベルにする。連
続的なモータ駆動信号１５を発生するように
ANDゲート３５及びORゲート３６を満足させる
にはデユーテイ・サイクル信号３４が低レベルで
識別部同期信号２５が低レベルである必要があ
る。これにより、過電流状態が生じたときの中断
を除いて連続的なデユーテイ・サイクルが得られ
る。過電流状態による25マイクロ秒の中断により
コイル電流は過電流状態よりも十分低い値になる
ことができる。この時間の間、順方向信号１６も
また高レベルである。

初期動作モードの間、プロセツサ２２はデイス
ク・アセンブリの1/8回転の間の速度を測定する
ためにホール・センサＨ１及びＨ２からの入力を
感知する。内部時間間隔タイマーが各1/8回転の
間6.4マイクロ秒の精度で速度を測定する。これ
らの測定は、感知すべき永久磁石の長さの変動及
びホール・センサの位置の公差によつてエラーが
含まれる。

ホール・センサの転移間間隔がモータの全速回
転に必要な時間の1/8に等しくなると、プロセツ
サ２２は制御を第２段階に切換える。第２段階の
制御においては、プロセツサ２２は１回転毎に１
回ずつモータ速度を測定する。これは、１つのセ
ンサＨ１を使用し且つ１つおきの出力を使用して
行われる。何故なら、各ホール・センサは１回転
につき２つの完全な磁化サイクルを感知している
からである。センサＨ１の出力信号は、割込選択
０信号が低レベル（従つて第６図のANDゲート
３９の一番上の入力が高レベル）で且つ割込選択
Ｉ信号が高レベルのときに、第２動作モードの
間、ANDゲート３９及びORゲート４０の出力を
高レベルにし、これにより線３８の信号を低
レベルとすることによりプロセツサ２２に割込み
を行う（プロセツサはの反転信号INTが高レ
ベルのときに割込みを受けるようになつてい
る）。

第７図に示されているように、同期２進カウン
タ４９は51.2マイクロ秒のクロツク入力を受け
る。カウンタ４９の値が５のとき、その４ビツト
出力がANDゲート５０及び５１並びにインバー
タ５２及び５３を介してラツチ５４をセツトす
る。カウンタ４９がオーバーフローして零になる
とラツチ５４はリセツトされる。従つて、ラツチ
５４は線４２及び４１にそれぞれ11/16デユーテ
イ・サイクル信号及び5/16デユーテイ・サイクル
信号を発生する。

プロセツサ２２はホール・センサＨ１によつて
割込みを受け、これによりプロセツサの時間間隔
タイマーがリセツトされる。時間間隔タイマーの
オーバーフローは、次のホール・センサ信号の入
力のために割込みが可能となる時間である１回転
の90％まで記録される。割込みの後、時間間隔タ
イマー及びオーバーフロー・レジスタの内容は公
称のモータ回転周期と比較される。高速ならば、
論理回路が低いデユーテイ・サイクル信号４１を
選択してゲート４３を付勢するように制御が行わ
れ、モータ１０がわずかに低速となることが可能
となる。低速ならば、高いデユーテイ・サイクル
信号４２が選択されてゲート４４が付勢され、モ
ータ１０はわずかに高速となることが可能とな
る。測定されたモータ速度が公称値の所定公差範
囲内であれば、プロセツサ２２はデイスク走査回
路がセクタ毎に１つずつ予め記録されたパターン
を探知することを可能にする。デイスク走査回路
がセクタ・パルスと同期していて識別部同期信号
２５を発生すると、ゲート４６が付勢され且つゲ
ート３５及び４７が消勢されたときに第３段階の
制御に入る。

第３段階の動作においては、走査回路は識別部
同期信号２５を高レベルにする予め記録されたデ
イスク・パターンを探索する。カウンタ回路はセ
クタ間の時間を測定する。第８図において、カウ
ンタ５５，５６及び５７は100ナノ秒のクロツ
ク・パルスによつて駆動され、セクタ・パルスに
よつて初期設定される。カウンタ５５，５６及び
５７の種々の出力は、第８図に示されたように
ANDゲート５８及び５９に接続され、これによ
りラツチ６０はバイト計数値２２４でリセツトさ
れバイト計数値３４０でセツトされる。第１の時
間が所定の限界値（１バイト当り800ナノ秒の場
合の340バイトすなわち272マイクロ秒）を越える
と、ラツチ６０がセツトされ、駆動パルスが
ANDゲート４６を介してモータに供給される
（第３図）。デイスク・アセンブリが272マイクロ
秒（バイト計数値が340）より短い時間でセクタ
を通過すると、次に続くセクタの間駆動パルスは
発生されない。ここにおいて、第８図に示された
デイジタル回路がプロセツサのかわりにモータ制
御装置として動作する。第８図のデイジタル回路
が同期がとられていなければ、プロセツサは識別
部同期信号を感知し、ともに低レベルの割込選択
０信号及び割込選択Ｉ信号並びに割込入力が割込
まれるようにセツトアツプする。

第３段階の動作においては、プロセツサ２２
は、モータに関係ないことを処理するためにその
処理能力を100％使用できる。デイジタル・ハー
ドウエア中でモータ制御に関する問題が生じれ
ば、割込みを受ける。このような問題が生じた場
合、プロセツサ２２はモータを適正な速度にする
ためにモータ制御を第１段階に戻す。エラーが生
じなければ、モータは該モータをオフに切換える
指令が受取られるまでハードウエア制御の下にお
かれる。このような指令が発せられると、プロセ
ツサ２２は第１段階のモータ制御に戻る。

デイスクを停止するために、プロセツサ２２は
デイスク走査論理回路を消勢し、ハードウエアが
モータの制御を行えないようにする。プロセツサ
２２は整流子６２に対して作用する逆方向線（低
レベルの順方向線１６）によつて第１制御段階に
切換わる。これにより、モータ巻線に全電流が供
給され、回転子の回転が遅れ、通常の回転方向の
反対のトルクが発生する。始動のための一連の動
作の間、モータ駆動信号は、過電流が発生する毎
に第４図に示された回路によつて約25マイクロ秒
の間断続させられる。

プロセツサ２２は、時間間隔タイマーを使用す
ることによつて、各ホール・センサの出力変化に
続く最高25ミリ秒の時間の間駆動線を付勢状態に
維持する。このようにして、速度が300RPMより
低くなつたとき、制動力はモータが（回転速度０
に向かつて減速されているときに）逆転しないよ
うに低減される。同じ理由により、センサの出力
変化の間の時間が200ミリ秒を越えたときにモー
タ電流は完全に停止される。これによりモータは
約40RPMから惰性で停止することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を取入れたモータ制御装置の整
流子、駆動回路、及びモータ巻線回路の一例を示
す概略構成図、第２図は加速及び減速の場合のセ
ンサ出力及び巻線順序を示すタイミング図、第３
図はモータ制御装置の３つの段階すなわち３つの
モードのための装置プロセツサ及びゲート回路を
示す論理ブロツク図、第４図は過電流状態が感知
されたときに25マイクロ秒のゲート阻止信号を発
生するカウンタ回路を示す論理ブロツク図、第５
図はモータ・デイスク・アセンブリとこれに協働
するトランスジユーサ位置決めアクチユエータと
を示す概略図、第６図は制御の３つのモードすな
わち３つの段階において使用される割込選択回路
を示す論理ブロツク図、第７図は速度調整を行う
ために第２モードすなわち第２段階で使用される
高いデユーテイ・サイクル及び低いデユーテイ・
サイクルを発生するカウンタ及び論理回路を示す
論理ブロツク図、第８図は第３段階すなわち第３
モードの駆動動作すなわち運転状態の間プロセツ
サと独立にモータ速度を制御するのに使用される
ハードウエア・カウンタ及び論理回路を示す論理
ブロツク図である。 １０……モータ、１１……駆動回路、２２……
プロセツサ、２７，４９……同期２進カウンタ、
５５，５６，５７……カウンタ、Ｈ１，Ｈ２……
ホール・センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ モータに連結された被駆動体の速度を、プロ
   セツサを使用して制御するモータ駆動制御装置に
   おいて、 前記プロセツサの制御の下に、前記被駆動体を
   動作速度まで加速し且つ前記被駆動体の速度を所
   定範囲内に調整する加速調整手段と、 前記プロセツサの動作と独立して前記被駆動体
   の速度を所定範囲内に維持するデイジタル回路
   と、 前記被駆動体の速度が所定範囲内に調整された
   ときに、前記被駆動体の速度制御を前記加速調整
   手段から前記デイジタル回路へ切換える切換手段
   と、 を具備するモータ駆動制御装置。