(57)【要約】【課題】  低温環境であっても、書き込み動作を繰返すことがないと共にシステム全体の性能低下がないハードディスク装置を提供する。【解決手段】  磁気ディスク１６には、通常領域Ｐと当該通常領域Ｐよりも記録密度が小さい低記録密度領域ＰＬが設定されている。ハードディスクコントローラは、温度センサによる検出温度（環境温度）が保証最低温度以上の場合は通常領域Ｐに書き込み、保証最低温度未満の場合は低記録密度領域ＰＬに書き込む。また、環境温度が保証最低温度以上となったときは、低記録密度領域ＰＬに書き込んだデータを通常領域Ｐに書き戻す。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保証最低温度以上でデータの書き込みが保証される通常領域と前記保証最低温度よりも低い温度であってもデータの書き込みが保証される低記録密度領域とが設定された磁気ディスクと、
環境温度を検出する温度センサと、
この温度センサが検出した環境温度が前記保証最低温度未満の場合は、前記通常領域に代えて前記低記録密度領域にデータを書き込む制御手段とを備えたことを特徴とするハードディスク装置。
【請求項２】
前記低記録密度領域は、前記磁気ディスク上の一部領域のトラック密度または線記録密度或いはその両方を変更することにより設けられていることを特徴とする請求項１記載のハードディスク装置。
【請求項３】
前記低記録密度領域は、前記磁気ディスク上のトラックを間引くことにより設けられていることを特徴とする請求項２記載のハードディスク装置。
【請求項４】
外部からの指示に応じて前記低記録密度領域を前記磁気ディスク上に設ける設置手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載のハードディスク装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記温度センサが検出した環境温度が前記保証最低温度以上となったときは、前記低記録密度領域に書き込んだデータを前記通常領域に書き戻すことを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載のハードディスク装置。
【請求項６】
前記磁気ディスクにおける物理アドレスと論理アドレスとを１対１に対応させ、前記物理アドレスを前記通常領域と前記低記録密度領域とに動的に変更可能なアドレス変換テーブルを設け、
前記制御手段は、前記温度センサが検出した環境温度が前記保証最低温度以上となったときは、前記アドレス変換テーブルの物理アドレスを変更することにより前記低記録密度領域に書き込んだデータを前記通常領域に書き戻すことを特徴とする請求項５記載のハードディスク装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記論理アドレスに対する書き込み処理を開始する際に前記温度センサの検出温度が低温度から前記保証最低温度以上となったときは、前記論理アドレスに対応した物理アドレスを前記低記録密度領域から前記通常領域に変更することにより前記低記録密度領域に書き込んだデータを前記通常領域に書き戻すことを特徴とする請求項６記載のハードディスク装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記論理アドレスに対する書き込み処理を開始する際に前記温度センサの検出温度が低温度から前記保証最低温度以上となった場合においてホストにより前記磁気ディスクに対するアクセスが許可されていたときは、前記論理アドレスに対応した物理アドレスを前記低記録密度領域から前記通常領域に変更することにより前記低記録密度領域に書き込んだデータを前記通常領域に書き戻すことを特徴とする請求項６記載のハードディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる記録密度領域を有したハードディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置においては、一般に低温環境下で磁気ディスクおよびヘッドの諸特性が変化し、メディアへの書き込み特性が劣化する現象が発生する。その結果、読み出しが不可能となりデータ破壊が発生する。
【特許文献１】特開昭５８−１４７８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような現象を回避するためには、以下の方法が行われている。
（１）書き込み保証ができない低温環境を検出した場合にはハードディスク装置が書きこみ動作を実行しない。
（２）データを書きこんだ直後に読み込みを試行することにより書き込み結果の確認を行う。その際、書き込み結果の異常を検出した場合は、再度書き込みを実行する。この一連の動作を正常に書き込みが完了するまで繰り返す。
（３）低温環境下での書き込み特性劣化を見込んで記録密度を引き下げる。
【０００４】
（１）に関しては書き込みを行わないため安全ではあるが、温度が上昇するまで使用できなくなってしまう。また（２）については、基本的に環境的条件は変化が無いため、何度も書き込み動作を繰り返す可能性があることから、システム全体の性能低下が懸念される。また最悪の場合、書き込みが完了できないことも考えられる。（３）に関しては書き込みが正常に完了することが見込めるが、全体の記録容量が低下してしまう。
【０００５】
また、特許文献１のものでは、温度上昇による磁気ディスクの膨張の影響を防止するために、磁気ディスクの外周ほど記録密度を低下させることが記載されているものの、上述した問題を何ら解決していない。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、低温環境であっても、書き込み動作を繰返すことがないと共にシステム全体の性能低下がないハードディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
磁気ディスクにデータを書き込む場合に環境温度が保証最低温度以上のときは、通常領域にデータを不具合なく書き込むことができるものの、環境温度が保証最低未満の場合は、データの書き込みが保証されなくなる。
そこで、請求項１ないし３の発明によれば、環境温度が保証最低温度未満の場合は、通常領域に代えて低記録密度領域にデータを書き込むようにしたので、磁気ディスクに対するデータの書き込みを保証することができる。
【０００８】
請求項４の発明によれば、上述した低記録密度領域を任意に設けることができるので、ハードディスク装置を使用する環境温度に応じて本発明を実施することができる。
請求項５の発明によれば、低記録密度領域を抑制することができるので、磁気ディスク全体の記録容量低下を最小限とすることが可能となる。
【０００９】
請求項６の発明によれば、論理アドレスと物理アドレスとを１対１に対応させるアドレス変換テーブルを設けるようにしたので、そのアドレス変換テーブルの物理アドレスを変更することにより容易に実施することができる。
【００１０】
請求項７の発明によれば、物理アドレスを変更するタイミングは、アドレス変換テーブルの論理アドレスに対する書き込み処理を開始するタイミングであることから、データ書き込み時の環境温度に応じて適切に論理アドレスを書き換えることができる。
【００１１】
請求項８の発明によれば、ホストにより磁気ディスクに対するアクセスが許可されていたときに物理アドレスを変更するようにしたので、処理の空き時間を利用して効率よく実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を車両用ナビゲーション装置のハードディスク装置に適用した一実施例について図面を参照して説明する。
図４は、カーナビゲーション装置の概略構成を示すブロック図である。この図４において、カーナビゲーション装置１は、位置検出器２、内部記憶装置３、操作スイッチ群４、外部メモリ５、表示装置６、音声出力装置７、リモコンセンサ８、及びこれらに接続された制御回路９を備えている。
【００１３】
制御回路９は、通常のコンピュータとして構成されており、内部には周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらの構成を接続するバスラインが備えられている。ＲＯＭには、制御回路が実行するためのプログラムが書き込まれており、このプログラムに従ってＣＰＵ等が所定の演算処理を実行する。
【００１４】
位置検出器２は、いずれも周知の地磁気センサ１０、ジャイロスコープ１１、距離センサ１２、及び衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するＧＰＳ（Global Positioning System）のためのＧＰＳ受信機１３を有している。これらの各センサ１０ないし１３は、各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら使用するように構成されている。なお、各センサの精度によっては位置検出器を上述したうちの一部で構成してもよく、更に、図示しないステアリングの回転センサ、各転動輪の車輪速センサ等を用いてもよい。
【００１５】
本実施形態の特徴部分に係わる内部記憶装置３は、位置検出の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用データ、地図データ及び目印データを含む各種のデータを記憶するための装置である。本実施形態では、これら各種データを記憶する記憶媒体として、データの読み出し及び書き込みが可能なハードディスク装置を採用する。
【００１６】
操作スイッチ群４は、例えば表示装置６と一体になったタッチスイッチもしくはメカニカルなスイッチ等が用いられ、各種入力に使用される。表示装置６は、例えば液晶ディスプレイによって構成され、表示装置６の画面には位置検出器２から入力された車両の現在位置に対応する自車位置マークと、内部記憶装置３より読み出された地図データ等によって生成される車両周辺の道路地図を表示する（地図表示機能）ことができる。
【００１７】
音声出力装置７は、スピーカやオーディオアンプ等によって構成されるものである。なお、音声出力装置７は、例えば、車両のドア等に装備される音声出力装置を利用するものであってもよい。リモコンセンサ８は、リモコン１４からの各種の操作信号を受信し、制御回路に出力する。
【００１８】
また、本実施例のカーナビゲーション装置１は、操作スイッチ群４やリモコン１４等から目的地の位置を指示すると、現在位置からその指示した目的地までの最適な経路を自動的に計算して案内経路を形成して表示する、いわゆる経路計算機能を備えている。このような最適な経路を計算する手法は、ダイクストラ法等の手法が用いられる。さらに、計算した案内経路を表示装置に表示し、車両の進行に伴って経路を案内する経路案内機能も備えている。
【００１９】
このように、本実施形態のカーナビゲーション装置１は、上述の地図表示機能、経路計算機能、経路案内機能等、カーナビゲーション装置１の基本的な機能を実行したり、上述の音楽再生機能やオープニング画面表示機能等、カーナビゲーション装置１の付加的な機能を実行したりする。さらに、外部メモリに書き込まれたデータを読み込んで内部記憶装置３へ書き込んだりする。
【００２０】
図１は、内部記憶装置３を構成するハードディスク装置の構成を概略的に示している。この図１において、ハードディスク装置１５は、メディアである磁気ディスク１６、この磁気ディスク１６を所定回転数で回転するスピンドルモータ１７、このスピンドルモータ１７を制御するモータ駆動回路１８、ヘッド１９を磁気ディスク１６上のトラックに対して位置決め制御するボイスコイルモータ２０、このボイスコイルモータ２０を制御するサーボ制御回路２１、ヘッド１９との間で信号／コードの変復調を行うリードライトチャンネルＩＣ２２、ホストである制御回路９からの指令に応じてモータ駆動回路１８及びサーボ制御回路２１に対する制御を実行すると共に、リードライトチャンネルＩＣ２２との間でコードの入出力を実行するハードディスクコントローラ（制御手段、設置手段に相当）２４を基本として構成されている。
【００２１】
ハードディスク装置１５内において磁気ディスク１６の近傍には温度センサ２３が設けられており、磁気ディスク１６の環境温度を検出している。ハードディスクコントローラ２４は、温度センサ２３の検出温度に基づいて後述するように磁気ディスク１６に対するデータの書き込みを制御するようになっている。
【００２２】
ここで、磁気ディスク１６上の記録領域には、その一部が低記録密度領域として設けられている。つまり、磁気ディスク１６を模式的に示す図２のように磁気ディスク１６の記録密度として、通常領域Ｐと当該通常領域Ｐよりも記録容量が小さい低記録密度領域ＰＬ（図中の斜線領域）とが設定されている。通常領域Ｐとは、ハードディスク装置１５の環境温度が当該ハードディスク装置１５に設定されている保証最低温度以上の場合に磁気ディスク１６に対するデータの書き込みが保証される領域であり、従来と同様の記録密度が設定されている。低記録密度領域ＰＬとは、磁気ディスク１６の温度が保証最低温度未満であってもデータの書き込みが保証される領域であり、本願発明の特徴部分である。
尚、図３に示すように低記録密度領域ＰＬを複数箇所に設定するようにしてもよい。
【００２３】
ところで、ハードディスク装置１５に対してデータの読み書きを指示する際、論理アドレスと呼ばれる通し番号を使ってアクセスするようにしているが、ハードディスク装置１５内においては実際の磁気ディスク１６上の物理的位置に関して、物理アドレスと呼ばれる位置情報にてアクセスするようになっている。
【００２４】
図５は、磁気ディスク１６に設定された物理アドレスの一例を示している。この図５に示すように磁気ディスク１６の物理アドレス「０ｘ０００００」から「０ｘ７ｆｆｆｆ」が通常領域Ｐに設定され、物理アドレス「０ｘ８００００」から「０ｘ８ｆｆｆｆ」が低記録密度領域ＰＬに設定されている。
【００２５】
上述した論理アドレスと物理アドレスを１対１で対応させた表がアドレス変換テーブルであり、ハードディスク装置１５内で管理している。このアドレス変換テーブルに関しては確実に読み書きを行う必要があるため、磁気ディスク１６上の低記録密度領域ＰＬに設置するか、もしくは不揮発性の半導体メモリ上に設置するのが望ましい。
【００２６】
図６は、アドレス変換テーブルの例を示している。この図６において、アドレス変換テーブル２５には、ハードディスク装置１５の論理アドレスｘに１対１で対応して通常領域Ｐ上の物理アドレスｘpが初期設定されている。つまり、工場出荷時においては、ハードディスク装置１５内の記録領域全域が通常の記憶密度として設定されている。
【００２７】
ハードディスク装置１５がホストの制御回路９からのコマンド（ハードディスク装置１５の種別に応じて例えばＡＴＡ規格のコマンド、ＳＣＳＩ規格のコマンド等）を受け付けることにより、低温での書き込みを可能とする領域の設置及び解除を可能とする。これは、ハードディスク装置１５に組み込まれている制御用ファームウェアにおいて実現される。
【００２８】
さて、ユーザがハードディスク装置１５を使用する環境温度が保証最低温度未満となることが予測される場合は、ハードディスク装置１５に対してコマンドを発行し、記録領域の一部を低記録密度領域ＰＬに割り当てる。このコマンドは、そのパラメータにより、低記録密度領域ＰＬの容量及びその物理的な位置を指定するものとする。
【００２９】
ハードディスク装置１５は、ユーザからのコマンドを受け付けたときは、次のように動作する。
（１）アドレス変換テーブル２５を書き換え、論理アドレスｘと物理アドレスｘpの整合性をとる。
（２）低記録密度領域ＰＬに割り当てられた箇所に関しては、トラック記録密度を下げるため、トラックを間引きして使用する。
（３）データ書き込み時に温度センサ２３の検出温度によりデータの書き込み領域の選択を行う。
【００３０】
また、上記のように設定された低記録密度領域ＰＬを、制御回路９からのコマンドにて解除することも可能である。
ハードディスク装置１５の書き込み処理の動作を図７に示すフローチャートを参照して説明する。書き込みを実施する時点での温度センサ２３の温度測定結果（環境温度）をＴとし、通常領域Ｐに対する書き込み保証最低温度をＴlimとする。物理アドレスｘpは通常領域Ｐもしくは低記録密度領域ＰＬの領域に含まれるものである。ここで、通常領域Ｐの物理アドレスをＰi（ｉ＝０〜ｎ)、低記録密度領域ＰＬの物理アドレスをＰＬj（ｊ＝０〜ｍ）とし、ｎ＋１は論理アドレス数とする。
【００３１】
ハードディスク装置１５は、論理アドレスｘに対する書き込み処理を実行したときは、論理アドレスｘに対する物理アドレスｘpを取得すると共に（ａ１）、温度センサ２３により環境温度Ｔを測定してから（ａ２）、物理アドレスｘpは低記録密度領域ＰＬに位置しているかを判断する（ａ３）。
【００３２】
ここで、書き込みを行う物理アドレスｘpがＰＬq≦ｘp≦ＰＬmであった場合は（ａ４：ＹＥＳ）、物理アドレスｘpは低記録密度領域ＰＬに位置していると判断される。
次に、温度センサ２３により測定した環境温度ＴがＴ＜Ｔlimであった場合は（ａ７：ＹＥＳ）、低温による書き込み不良が発生する懸念があるため、そのまま低記録密度領域ＰＬであるｘpに書き込みを行う（ａ６）。
【００３３】
また、Ｔ＜Ｔlimが成立せず、Ｔ≧Ｔlimであった場合は（ａ７：ＮＯ）、磁気ディスク１６の温度が通常領域Ｐへの書き込みが可能と判断される。その際は、アドレス変換テーブル２５の物理アドレスｘpを書き換えてｘp＝Ｐx（通常領域）とし（ａ８）、この変更後の物理アドレスｘpすなわちＰxに書き込みを実施する（ａ６）。
【００３４】
ＰＬq≦ｘp≦ＰＬmが成立しない場合、つまりＰq≦ｘp≦Ｐnであった場合は（ａ３：ＮＯ）、物理アドレスｘpは通常領域Ｐと判断される。その場合、Ｔ＜Ｔlimが成立する場合（ａ４：ＹＥＳ）、低温による書き込み不良が発生する懸念があるため、アドレス変換テーブル２５を書き換えてｘp＝ＰＬx（低記録密度領域）とし（ａ５）、この変更後の物理アドレスｘpすなわちＰＬxに書き込みを実施する（ａ６）。また、Ｔ＜Ｔlimが成立せず、Ｔ≧Ｔlimが成立する場合は（ａ４：ＮＯ）、磁気ディスク１６の温度が通常領域Ｐへの書き込みが可能と判断されるため、Ｐq≦ｘp≦Ｐnにて通常領域Ｐと判断された物理アドレスｘpすなわちＰxに書き込みを実施する。
【００３５】
以上のようなアドレス変換テーブル２５の物理アドレスを変換する例を説明する。
初期状態では、図６に示すように論理アドレスｘと物理アドレスｘpとが１対１で対応しており、全ての物理アドレスｘpはハードディスク装置１５上の通常領域Ｐに設定されている。
【００３６】
さて、論理アドレスｘ＝０ｘ００００１へデータの書き込みを行う場合、温度センサ２３が検出する環境温度ＴがＴlim以上の場合は、物理アドレスｘpは変更することなく初期アドレスである「０ｘ００００１」の通常領域Ｐに書き込む。
【００３７】
これに対して、温度センサ２３が検出する環境温度ＴがＴlim未満の場合は、物理アドレスｘpを低記録密度領域ＰＬ上の「０ｘ８００００」に変更する。
このような動作により、論理アドレス０ｘ００００１にデータを書き込む場合は、当該論理アドレス０ｘ００００１に１対１で対応した低記録密度領域ＰＬの物理アドレスｘpにデータを書き込むことができる。
【００３８】
以上のような動作により、ハードディスク装置１５の環境温度を検出することによって選択的に書き込み領域を決定し、且つ論理アドレスｘと物理アドレスｘpの整合性を保ち、さらに低記録密度領域ＰＬの領域を必要最小限に抑えることが可能となる。
【００３９】
一方、ハードディスクコントローラ２４は、上述した書き込み処理と並列にタイマー監視処理を実行している。
図８は、ハードディスクコントローラ２４のタイマー監視処理を示している。この図８において、ハードディスクコントローラ２４は、一定時間アクセスがないかを監視している（ｂ１）。一定時間アクセスがない場合は（ｂ１：ＹＥＳ）、ホストである制御回路９が通常領域Ｐへの書き戻しを許可しているかを判断し（ｂ２）、書き戻しを許可している場合は（ｂ２：ＹＥＳ）、通常領域Ｐへの書き戻し処理を開始する（ｂ３）。この書き戻し処理では、温度センサ２３により環境温度Ｔを測定すると共に（ｂ４）、アドレス変換テーブル２５で低記録密度領域ＰＬへの書き込みを検索してから（ｂ５）、低記録密度領域ＰＬへの書き込みがあったかを判断する（ｂ６）。書き込みがあったときは（ｂ６：ＹＥＳ）、環境温度ＴがＴlim未満かを判断し（ｂ７）、Ｔlim未満の場合は（ｂ７：ＹＥＳ）、アドレス変換テーブル２５の書き換えは不可能であると判断して書き戻し処理を終了する（ｂ１２）。
【００４０】
これに対して、Ｔlim以上の場合は（ｂ７：ＮＯ）、アドレス変換テーブル２５の書き換えは可能であると判断して低記録密度領域ＰＬへの書き込みに対する物理アドレスｘpを取得してから（ｂ８）、アドレス変換テーブル２５を書き換えることによりｘp＝Ｐi（通常領域）と設定し（ｂ９）、物理アドレスｘpへデータを書き込む（ｂ１０）。
【００４１】
次に、制御回路９からアクセスがあったかを判断し（ｂ１１）、アクセスがあったときは（ｂ１１：ＹＥＳ）、書き戻し処理を終了し（ｂ１２）、アクセスがなかったときは（ｂ１１：ＮＯ）、ステップｂ４に移行することにより上述した通常領域Ｐへの書き戻し処理を継続する。
以上のような動作により、低記録密度領域ＰＬの物理アドレスｘpと関連付けられていた論理アドレスｘを、通常領域Ｐの物理アドレスｘpと関連付けることができる。
【００４２】
このような実施例によれば、磁気ディスク１６に通常領域Ｐに加えて保証最低温度未満でもあってもデータの書き込みが保証される低記録密度領域ＰＬを設け、磁気ディスク１６の温度が保証最低温度未満の場合は、通常領域Ｐに代えて低記録密度領域ＰＬにデータを書き込むようにしたので、環境温度にかかわらずハードディスク装置１５にデータを確実に記録することができる。
【００４３】
しかも、このような通常領域Ｐと低記録密度領域ＰＬとの変換を、アドレス変換テーブル２５の物理アドレスを書き換えることにより実施するようにしたので、容易に実施することができる。
また、低記録密度領域ＰＬへの書き込みがあった場合は、環境温度が最低保証温度以上となったところで、データを通常領域Ｐに書き戻す書き戻し処理を実行するようにしたので、低記録密度領域ＰＬの容量が過度に大きくならないように抑制することができる。
【００４４】
さらに、ユーザは、磁気ディスク１上に上述した低記録密度領域ＰＬを任意に形成することができるので、ハードディスク装置１５が保証最低温度未満となることはない温度で使用されるような場合は、低記録密度領域ＰＬの設定を解除することができる。従って、通常領域Ｐの領域が減少してしまうことを防止することができる。
【００４５】
本発明は、上記実施例に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
本発明をパソコン或いはデジタルレコーダなどのハードディスク装置に適用するようにしてもよい。この場合、ハードディスク装置の保証最低温度が例えば零度の場合は、Ｔlimは零度となる。
磁気ディスク１６の温度を直接的に検出するようにしてもよい。
低記録密度領域として異なる記録密度領域を複数設け、保証最低温度未満となる環境温度に応じてデータを書き込む領域を変更するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施例におけるハードディスク装置の構成を示すブロック図
【図２】磁気ディスクにおける異なる記録密度領域を示す模式図
【図３】変形例を示す図２相当図
【図４】カーナビゲーション装置を示すブロック図
【図５】磁気ディスクにおける通常領域と低記録密度領域ＰＬの物理アドレスを示す図
【図６】環境温度による論理アドレスの変換を示す図
【図７】ハードディスクコントローラの書き込み処理を示すフローチャート
【図８】ハードディスクコントローラのタイマー監視処理を示すフローチャート
【符号の説明】
【００４７】
図面中、１はカーナビゲーション装置、１５はハードディスク装置、１６は磁気ディスク、２３は温度センサ、２４はハードディスクコントローラ（制御手段、設置手段）、２５はアドレス変換テーブルである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006351093.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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