[发明专利]磁盘驱动器通过相对温度评估电流预测主轴电机故障

说明书

背景技术

磁盘驱动器包括通过主轴电机旋转的磁盘以及连接到致动器臂末端的磁头，致动器臂通过音圈电机（VCM）绕枢轴旋转将磁头径向定位在磁盘上方。该磁盘包括用于记录用户数据扇区和嵌入式伺服扇区的多个径向间隔的同心磁道。嵌入式伺服扇区包括磁头定位信息（例如，磁道地址），该信息由磁头读取并由伺服控制系统处理以在致动器臂逐道寻找时对其进行控制。

附图说明

图1A和1B示出根据本发明一个实施例的磁盘驱动器，其包括在磁盘上方致动的磁头和用于旋转磁盘的主轴电机。

图1C是根据本发明一个实施例的流程图，其中基于主轴电机的工作电流、工作温度和主轴电机的基线电流在温度范围内的第一基线关系预测主轴电机的故障。

图2示出本发明的一个实施例，其中在制造过程中通过测量主轴电机在两种温度下的电流、曲线拟合测量结果和添加偏移以生成故障阈值来生成第一基线关系。

图3示出根据本发明的一个实施例的流程图，其中在实际部署磁盘驱动器时，控制电路定期地按序测量主轴电机的电流和工作温度，以便基于第一基线关系预测主轴电机的故障。

图4是根据本发明的实施例的流程图，其中在第二工作条件范围内生成主轴电机的基线电流的第二基线关系，其中主轴电机的故障可以基于第一和第二基线关系预测。

具体实施方式

图1A和1B示出根据本发明实施例的磁盘驱动器，其包括在磁盘4上方被致动的磁头2以及可操作用于旋转磁盘4的主轴电机6。该磁盘驱动器进一步包括可操作用于执行图1C的流程图的控制电路8，其中生成主轴电机6的基线电流与温度范围的第一基线关系（方框10）。测量主轴电机的工作电流和相应的工作温度（方框12）。基于工作电流、工作温度和第一基线关系预测主轴电机的故障（方框14）。

在图1A的实施例中，磁盘4包括定义多个伺服磁道20的嵌入式伺服扇区18₀-18_N，其中数据磁道相对伺服磁道被定义（以相同或不同的径向密度）。控制电路8处理从磁头2传出的读信号22以将伺服扇区18₀-18_N解调成估算的位置。从参考位置减去估算的位置以生成位置误差信号（PES），其代表磁头的实际位置和相对目标磁道的目标位置之间的误差。使用适当的补偿滤波器滤波PES以生成应用于音圈电机（VCM）26的控制信号24，音圈电机（VCM）26使致动器臂28绕枢轴旋转以在磁盘4上方沿减少PES的方向径向致动磁头2。伺服扇区18₀-18_N可包括任何适当的位置信息（例如用于粗定位的磁道地址和用来精确定位的伺服脉冲）。伺服脉冲可包括任何适当的模式，例如基于振幅的伺服模式（如正交伺服模式）或适当的基于相位的伺服模式。

本发明的实施例可采用任何适当的主轴电机6。在一个实施例中，主轴电机6包括其中使用了适当的润滑剂（例如，酯油）的流体动态轴承来代替传统的滚珠轴承。影响主轴电机6寿命的重要因素是流体动态轴承中采用的润滑剂的寿命。由于氧化和/或旋转期间中心部分（hub）和润滑剂表面之间的摩擦所引起的金属污染，润滑剂将随着时间的流逝发生降解。润滑剂还会自流体动态轴承泄漏出去，导致中心部分和心轴之间的摩擦增大。

在一个实施例中，通过监视主轴电机6的电流来检测由于流体动态轴承中润滑剂的降解或泄漏而增大的摩擦。可以使用任何适当的技术监视主轴电机6的电流，其中在一个实施例中，控制电路8包括具有合适的电流检测器的功率集成电路IC30（图1B），该电流检测器用于检测主轴电机6为维持磁盘4以目标速度旋转需要的电流量。在另一个实施例中，反馈控制系统中应用于主轴电机6的控制作用力可以代表主轴电机6的电流，从而实体的电流检测器是不必要的。在一个实施例中，主轴电机6的电流在滑动时窗（running window）上被测量并被平均以有助于从电流测量中过滤噪声。

在一个实施例中，主轴电机的流体动态轴承中润滑剂的粘性相对温度反向变化。结果，温度会影响监视主轴电机6的退化时的电流测量结果。这在图2中示出，其显示主轴电机的电流如何随着温度下降（由于流体动态轴承中润滑剂粘性增大的原因）而增大的示例。