门锁驱动装置的制作方法

本发明涉及一种用于住宅门或公寓门门锁的门锁驱动装置。该门锁驱动装置包括与门锁的输入元件联接的可旋转输出元件。另外，用于驱动输出元件的电动机设置用于旋转运动，其中，门锁驱动装置的控制装置设置为调整电动机的驱动进程。用于控制装置的相应控制参数储存储在非易失性存储器中。

背景技术：

例如，从DE 10 2004 021 704 B3可知这种门锁驱动装置。

这种门锁驱动装置使得公寓门或住宅门能够自动解锁，例如，通过在具有无线电发送器的远程控制装置上按下按键，该远程控制装置在门锁驱动装置的附近区域触发，从而解锁相关门的门锁。这种远程控制开锁会对建筑或公寓的外部大门特别有利，因为一般已知的使用机械式钥匙开锁明显远比自动开锁装置复杂。另外，具体地，当例如带有多件行李的授权用户想要通过大门进入公寓时，自动开锁装置会具有明显优势。如果大门的门锁配备有门锁驱动装置，则用户可例如通过上述远程控制装置完全解锁门锁，以便能够通过简单的推门(例如借助身体侧面的推挤)而容易地进入住宅，而不必事先从手中放下行李。

门锁驱动装置能够在已有的门锁上加装或构成门锁的固定组成部分，其中，出于安全原因，具体地，对于建筑或住宅大门的情况，门锁驱动装置应布置在门内侧上(即，位于门面向建筑或住宅内部空间的侧部上)。

在已有门锁的情况下，通常涉及所谓的闩锁，闩锁具有锁销和在锁定方向上预拉伸的锁舌，闩锁插入门的接收槽中并用螺丝固定在门上。这种闩锁在内部借助可转动的锁定凸耳来操作，该锁定凸耳在插入闩锁中的锁芯(例如插芯)上形成。为了使大门处门锁驱动装置的上述可旋转输出元件直接与这种门锁驱动地联接(为了能够操作门锁)，输出元件可具有可旋转的锁定凸耳，可旋转的锁定凸耳例如经由轴和/或齿轮与电动机相连接。在这种情况下，门锁驱动装置构成门锁的一部分。

可替代地，可旋转输出元件可间接地与门锁驱动地联接，例如在门锁配备的插入门锁的锁芯内的钥匙上。为此，输出元件可具有接合元件(例如夹子)，其包围住钥匙头或钥匙柄。因为在钥匙上能够广泛形成联接，所以输出元件与门锁的这种间接联接对于改造方案特别有利。

可选地，门锁驱动装置可配备有把手，以便能够通过把手手动操作门锁。为了安全起见，这种门锁驱动装置的把手仅安装在门的内侧上。例如，当远程控制装置不可用时或当门锁驱动装置的电源供应中断，例如，当门锁驱动装置的电池耗尽时，门锁仍然能够通过门锁驱动装置的把手进行解锁或锁定。

为了进行门锁驱动装置的远程控制操作，设置了用于门锁的解锁和锁定的电动机。其中，可旋转输出元件直接或间接地与电动机的转子相联接，电动机的转子在驱动进程中电动旋转以用于门锁的解锁和锁定。当门锁的锁销和锁舌结束门锁定的锁定状态时，使用电动机借助可旋转输出元件首先将门锁的锁销从锁定位置移至未锁定位置，随后拉回预拉伸的锁舌，从而打开门锁。当锁销位未锁定位置并且拉回锁舌时，门锁处于完全未锁定状态，这就允许相关的门(通过门在打开方向上的运动)直接打开。

上面解释表明，这种门锁驱动装置的操作直接与联接的门锁的机构相关。这里有一个容易忽视的方面，即，电动机在驱动进程期间通常施加不一样大的转矩，从而有效地驱动门锁驱动装置的输出元件或者门锁的联接的输入元件。例如，移动锁销所需的转矩是可变的，并且不同于拉回弹簧拉伸的锁舌的转矩。换言之，门锁在其输入元件的旋转方面具有在一定范围内变化的转动(旋转)阻力特性或者转矩特性。

电动机在驱动进程期间会借助完全恒定的电源供给来运行，并且基于可变的阻力特性频繁调整输出元件随时间变化的转速，其中旋转阻力低时的转速高于输入元件的旋转阻力高时的转速。可变转速会给门锁驱动装置的用户造成门锁驱动装置质量不好的印象，特别是在驱动进程期间像“摇风琴一样”发出噪音时，而且，与恒定噪音相比，这会使人基于时间动态而在认知上更容易意识到。另外，基于可变转速的门锁驱动装置的能量消耗会有所增加。

因为每个门锁通常都具有独特的阻力特性，并且门锁的可移动部分的老化和使用会随时间流逝而以不可预见的方式发生改变，所以可变转速的问题特别难以解决。因而，不能期望在工厂对相关的门锁类型的门锁驱动装置进行一次性调整的措施。另外，门锁驱动装置原则上应适用于各种门锁或门锁的各种阻力特性，并由此带来一如既往且尽可能高的质量印象。

除了可变的阻力特性，涉及门锁驱动装置的主观质量印象的电动机的减少的能源供应方面也很重要。例如，通过用于电动机供给设置的电池和/或蓄电池的耗尽，门锁驱动装置的输出元件的转速会受到额外的影响。这样，具体地，输出元件的转速会全部或部分地降低，使得用户必须等待比通常更长的时间，直至门锁在门锁驱动装置的驱动进程期间完全解锁。

转速的可变性既会在单次的驱动进程期间发生，也会在跨越多次驱动进程的时间段中发生。在这两种情况下，都会降低质量印象。另外，问题还在于，在驱动进程期间，转速在电压供给下降时剧烈变化，从而导致特别负面的质量印象。

技术实现要素：

本发明的目的在提供一种改进的门锁驱动装置，通过该门锁驱动装置能够避免上述问题。

该目的通过具有权利要求1所述的特征的门锁驱动装置来解决，其特征在于，门锁驱动装置包括用于检测实际转速值的传感器装置，实际转速值表示输出元件的当前转速，其中，控制装置还设置为在正常操作中，在电动机的驱动进程中，比较所检测的实际转速值与设定转速值，设定转速值储存在存储器中，并且表示输出元件的期望转速，在实际转速值与设定转速值之间存在偏差的情况下，根据偏差量调整电动机的控制。

优选地，电动机控制的调整目标为使实际转速值与设定转速值之间的偏差最小化。

换言之，门锁驱动装置包括用于输出元件的转速的调节装置，从而，能够以期望的转速驱动输出元件、以及具体是门锁的、与输出元件联接的输入元件。因而，能够通过门锁的具体阻力特性实现门锁驱动装置的自动调整。由此，能够补偿门锁的阻力特性随时间出现的变化或电动机的功率下降。

转速的调整不一定直接涉及门锁驱动装置的输出元件的转速。转速还可根据与输出元件转动地联接的部分限定。例如，转速可涉及用于驱动所提供的电动机的输出元件的转子。还可以考虑与门锁驱动装置的输出元件联接的门锁的输入元件的转速。

另外，并不是实际转速值与设定转速值之间的任何偏差都有必要考虑的。相反地，可设置必须达到或超过所确定的偏差的阈值，从而相应调整电动机的控制。

根据一个实施方式，控制装置设置为根据电动机控制信号来控制电动机，从而影响电动机的能量供给量。在这种情况下，能量供给与电动机施加的转矩相关。因此，能够根据实际转速值与设定转速值之间的偏差，即根据转速调节的校正变量校正至电动机的、通过电动机控制信号预定的能量供给。

优选地，通过用于操作电动机而施加的电动机电压的脉冲宽度调制来控制至电动机的能量供给。由此，用于相应的控制的电动机控制信号可指定脉冲宽度调制的占空比，其中，在这里，占空比一般限定为电动机电压的解锁至关闭的时间比。电动机控制信号可例如为占空比的时间函数或由此导出的量。

可替代地或另外地，也可通过直接改变电动机电压的大小来控制能源供给。另外，还可以想到的是，不是通过控制能源供给，而是通过控制可调节的传动装置的转换来实现电动机的转速或电动机施加的转矩，电动机与输出元件彼此转动地联接。

根据一个优选实施方式，控制装置设置为在正常操作中将电动机控制在基本恒定的转速，即，控制装置根据基本恒定的设定转速值来调节转速。然而，实际达到的转速不能保持精确恒定来彰显根据本发明的门锁驱动装置的优点。重要的是，补偿转速的显著变化和/或不低于最低转速。具体地，可将转速的显著变化补偿为可听地或主观地感知转速为恒定的程度。另外，恒定的转速可在不同位置(具体地，在旋转角度范围的两端)存在偏差，从而受控地使电动机或输出元件减速或加速。

根据另一实施方式，控制装置还设置为在正常操作中，在电动机的驱动进程中，将在输出元件的不同旋转位置检测的各个实际转速值与设定转速值进行比较。可以设想的是，例如，连续或近似连续地检测各个实际转速值，并将其与设定转速值进行比较。具体地，能够以规律的时间间隔或旋转位置间隔进行比较。例如，门锁驱动装置的旋转编码器能够以预定的扫描周期扫描转子的角位置，其中，根据转子的实际扫描的角位置进行来比较实际检测的实际转速值与设定转速值。

根据另一实施方式，用于输出元件的不同旋转位置的各个设定转速值储存在存储器中，其中，控制装置还设置为，在正常模式下，在电动机的驱动进程中，将在输出元件的不同旋转位置检测的各个实际转速值与输出元件的相应旋转位置对应的各个设定转速值进行比较。因此，可根据各个实际值与设定值的与旋转位置相关的偏差设置电动机控制信号。

由此，控制装置可设置为在正常模式下，根据各个实际转速值与相应设定转速值之间的偏差量，为输出元件的不同旋转位置驱动电动机。由此，能够实现在整个输出元件的旋转范围内的、转速的特别精确的调节。

根据可替代的实施方式，控制装置设置为在正常模式下，在实际转速值与设定转速值的偏差情况下，对于总的驱动进程，对电动机的驱动进行同样的调整。由此，可使得转速的调节特别简单，例如通过独立于旋转位置的、电动机的驱动调整。例如，可在上述电动机电压的脉冲宽度调制的情况下设置具有偏移值的基础占空比，从而通过对所有旋转位置等同的校正值来补偿过低的转速。为了使这种调整保持尽量简单，可将偏移值设置为预定值，并在过低转速下添加至实际占空比。可选地，还可通过实际值与设定值之间的差值来确定偏移值，例如通过在整个驱动进程过程中计算差值平均值，从而实现对转速的精确调节。

为了不必对每个驱动进程重新实施一次转速调节的全面调整，控制装置可设置为，在正常模式下，在实际转速值与设定转速值存在偏差的情况下，将表示偏差量的至少一个校正值储存在存储器中，在电动机的随后驱动进程中，电动机的驱动遵守所储存的校正值。具体地，可为随后的驱动进程读取所储存的校正值，并且与同样从存储器读取的电动机控制信号一同进行计算(例如通过加法或减法)。校正值可以是旋转位置相关的值或超过恒定值的旋转角度范围的值。

优选地，传感器装置包括至少一个旋转位置检测器，旋转位置检测器直接或间接地检测输出元件或电动机的转子的绝对旋转位置或相对旋转位置改变。这种旋转位置检测器可包括例如位于电动机、输出元件或制动装置上的至少一个霍尔传感器或其他磁传感器、光学位置传感器、所谓的旋转电位器、环型编码器、磁性编码器或环型电位器。通过这种旋转位置检测器，除了旋转位置或旋转位置改变，可选的还可直接测量输出元件或转子的转速(实际转速值)。另外，控制装置还可设置为，基于所检测的旋转位置或相对的旋转位置改变，且基于时间测量信号，间接确定实际转速值。

接下来将描述涉及门锁驱动装置的学习模式的实施方式。在学习模式下，门锁驱动装置根据随后的正常模式调整与该门锁驱动装置联接的门锁。通过学习模式，将所确定的参考值作为控制参数，储存在门锁驱动装置的非易失性存储器中。

根据一个实施方式，控制装置设置为在学习模式下，在电动机的至少一个驱动进程中，对输出元件的不同旋转位置，检测相应的实际转速值，并且对输出元件的不同旋转位置，确定各个电动机控制信号，其符合输出元件在整个驱动进程的期望转速；其中，控制装置还可设置为在正常模式下，根据所确定的电动机控制信号调整电动机。换言之，在学习模式下，确定与相应门锁相关的至少一个电动机控制信号，从而，在正常模式下，以期望转速驱动门锁的输入元件。输出元件的所谓期望转速可作为默认值，储存在非易失性存储器中和/或在配置模式下由用户单独限定。具体地，输出元件的所谓期望转速可为基本恒定的转速。

具体地，控制装置可设置为在学习模式下，通过比较所检测的各个实际转速值与预定的设定值，并且各个控制信号-默认值根据比较结果，一次或反复地使所检测的各个实际转速值的调整适应预定的设定值，从而确定输出元件的不同旋转位置的各个电动机控制信号。可在门锁驱动装置的制造过程中，将预定的设定值和各个控制信号-默认值作为用于电动机的控制基础限定并储存。

优选地，控制装置设置为在学习模式下，将为输出元件的不同旋转位置确定的各个电动机控制信号(或等效控制参数)储存在存储器中，从而将所储存的值用于随后的正常模式。

根据有利的实施方式，控制装置可设置为在学习模式下，不仅确定并储存各个电动机控制信号，而且在电动机的另一驱动进程中，为输出元件的不同旋转位置检测相应的实际转速值，并作为各个设定转速值储存在存储器中。由此，确定并储存上述各个设定转速值。具体地，在学习模式下，所谓的另一驱动进程可基于先前确定的各个电动机控制信号，也可基于门锁驱动装置的随后的正常模式。

另外，控制装置还可设置为在学习模式下，确定输出元件的至少一个旋转位置，该至少一个旋转位置对应于机械止动处，并且形成电动机的驱动进程的终止位置。具体地，确定与驱动进程的终止位置相对应的、相应门锁的锁定止动处和解锁止动处。换言之，在学习模式下，能够确定期望驱动进程的终止位置，从而限定电动机的旋转角度范围，该范围包括在正常模式下电动机的待行进的旋转位置。另外，还可确定输出元件的、与中间位置相对应的旋转位置，在该中间位置中，相应门锁的锁销完全进入门锁，并且对于卡合突起从门锁释放门锁的弹簧预拉伸。

为了确定终止位置，可以提供用于监测电动机电流的测定装置，其中，电动机电流具体为电动机的转子电流，其中，比较所测量的电动机电流与预定的阈值。当超过阈值时，确定为到达各个终止位置。具体地，在使用直流电动机时，通过到达机械止动处而阻挡的转子导致转子电流显著增大，转子电流检测用于确定相对应的终止位置。所确定的(具体地，用于在正常模式下使用而储存的)终止位置不必精确对应于所检测的机械止动处，也可以处于距所检测的机械止动处的期望距离处。所确定的终止位置能够具体用于在正常模式下，使电动机在到达机械止动处之前受控地制动。由此，能够避免驱动中不利的高转矩，并且使电动机运转非常流畅。如上所述，这样受控的制动并不妨碍在终止位置之间的旋转角度范围中的转速基本恒定。

根据一个实施方式，控制装置可设置为在学习模式下，确定输出元件的旋转位置，在该旋转位置处，与输出元件联接的门锁的锁销完全从门锁伸出；和/或在该旋转位置处，与输出元件联接的门锁的锁销完全插入门锁的内部区域，并且门锁的弹簧预拉伸从内部区域突起；和/或在该旋转位置处，与输出元件联接的门锁的锁销完全插入门锁的内部区域，并且门锁的弹簧预拉伸缩回至门锁的内部区域。输出元件的该旋转位置与锁销的各个终止位置相对应。在锁销完全伸出的输出元件的旋转位置和锁销进入并且完全缩回的输出元件的旋转位置能够分别形成上述意义上的、驱动进程的终止位置，该终止位置可被认为例如用于电动机的及时制动。

具体地，通过这种方式，可执行相应门锁的“锁舌检测”。这种锁舌检测包括确定输出元件的各个旋转位置，在该位置处，靠近进入的锁销的锁舌对应于其预拉伸从门锁突起(从而能够卡合在门框的分配接纳处)或在该位置处，锁舌以与其预拉伸相反的方向缩回门锁的内部区域。具体地，在旋转驱动过程中，先前的旋转位置基于随后显著增大的电动机电流在打开方向上行进(随后以与其预拉伸相反的方向缩回锁舌)。具体地，可在旋转驱动过程中，在打开方向上基于电动机电流的更强增大来确定最后的旋转位置，其中，电动机电流的更强增大由在到达机械终止止动处时通过电动机施加的转矩增大而引起。

另外，电动机电流的增大的检测可用于区分用于打开和用于关闭门锁的输出元件的旋转方向，并且相应地正确分配这两个旋转方向。为此，可以从这种旋转位置开始，在该位置中，锁舌从门锁的内部区域最大程度地突起，并且锁销插入内部区域，确定其到达各个终止位置的各自不同的旋转角度范围，并且用于正确分配旋转方向。

另外，本发明还涉及具有锁芯和根据上述至少一个实施方式的门锁驱动装置的门锁，其中，门锁驱动装置的输出元件与锁芯的输入元件直接联接或通过相关的钥匙间接驱动地联接。

附图说明

本发明将根据附图在下文中进行示例性描述。

图1是要安装在门锁上的门锁驱动装置的局部简化立体图。

图2是与门锁相联接的图1的门锁驱动装置的内部电子设备的框图。

具体实施方式

图1示出了门扇11的一部分，在基本已知的方式中，门扇11包括门把12和带有锁芯14的门锁13。在锁芯14中可插入钥匙15。

为了使钥匙15自动移动到打开位置中或关闭位置，设置有门锁驱动装置17，门锁驱动装置17的外壳状本体19设计为紧固至锁芯14。例如，本体19能够借助夹紧装置(未示出)夹持在锁芯14的、突出门扇11的节段上。本体19还能够固定在罩盘上或直接固定在门扇11上。

当钥匙15位于锁芯14中且门锁驱动装置17的本体19固定在锁芯14上时，位于本体19背面上的输出元件20与钥匙15的头部21抗扭联接，从而在插入的钥匙15上造成了在同样布置在本体19中的电动机驱动装置22和门锁13之间直接驱动地联接。电动机驱动装置22包括下文还会提到的电动机，以及可选地，传动装置和/或联接器。同样与电动机驱动装置22驱动地连接的旋转球形把手25用于使用户可在安装好的门锁驱动装置17中手动打开或关闭门锁13。在本体19上还布置了包括无线接收装置的电子控制装置24。控制装置24与电动机驱动装置22连接，并按照无线遥控器26的输入信号控制其操作。

门锁13设计为已知的闩锁，其中，为了解锁门锁13，必须将锁销27以及在关闭方向上弹簧拉伸的锁舌29拉回门锁13的内部区域。该状态与门锁13的完全打开状态相匹配，在此状态中能够打开门扇11而不用压下门把12。

门锁13现在处于锁定状态中，在此状态中，锁销27和锁舌29部分地从门锁13移至未示出的门框的相应插口中。为了将锁销27和锁舌29拉回到门锁13中(完全打开状态)，锁芯14的锁定凸耳(未示出)必须通过旋转插入锁芯14中的钥匙15而在打开方向上旋转。为此，与钥匙15相联接的输出元件20通过电动机驱动装置22旋转。用于电动机驱动装置22的能源供给所分配的电动机31(图2)设置有多个电池39(图1)。

在图2中示出了简化说明控制装置24、电动机31和门锁13之间功能关系的框图。电动机31未示出的转子与门锁13转动地联接，以便能够通过转子的旋转使门锁13从锁定状态转换到完全打开状态，以及从完全打开状态转换到锁定状态。电动机31的操作通过控制装置24在电动机31上传递引擎控制信号来控制。为此，控制装置24与非易失性存储器33(例如闪存)相连接，其中，控制装置24能够从存储器33读取并写入门锁驱动装置17的控制参数。另外，还设置了旋转角度编码器35，旋转角度编码器35与控制装置24和电动机31相连接，并配置为测量电动机31的转子的旋转角度位置。另外，控制装置24设置为，基于旋转角度编码器35包含的电动机31转子的相关旋转角度位置变化来测量转子的实际旋转角度速度。

在门锁驱动装置31的学习模式下，控制装置24确定电动机31的转子的最大可能旋转角度范围。最大可能旋转角度范围能够包括例如转子的多次旋转；但是旋转角度范围还能够较小，并且不一定包括转子的完全旋转。控制装置24能够借助旋转角度编码器35，在旋转角度范围内，具体在转子旋转之内，检测和区分不同的旋转角度位置。在电动机31的驱动进程中，旋转角度范围的终止位置通过转子分别在门锁13的打开方向和关闭方向上的最大旋转位置进行限定，其中，门锁13在一个终止位置中处于完全打开状态，并且在另一终止位置中处于完全锁定状态。相应的旋转角度位置储存在存储器33中，其中，代替作为旋转角度范围各终止位置的机械挡块而储存了位于到达机械挡块之前的位置值，从而例如实现受控的制动。在确定旋转角度范围期间，控制装置24借助通过电池39供给的电极电压的脉冲放大调制信号来控制电动机31。该信号的占空比通过从存储器33读取的预定值来确定，该预定值作为默认值储存在存储器33中。

在学习模式下确定旋转角度范围期间，控制装置24在规律的时间间隔中测量电动机31的转子的转速，其中，转速的每个测量值都分配一个旋转角度值，其指定了对于每次测量转速的时间点转子的各旋转位置。控制装置24将转速的每个测量值与从存储器33读取的转速的预定设定值比较，设定值同样能够涉及默认值。然后，控制装置24为与测量的转速和设定转速之间偏差量有关的各旋转角度值，储存占空比的各个值，在正常模式下这是电动机31的调整基础。结果，来自与旋转角度相关的占空比值的电动机控制信号曲线储存在存储器33中，该电动机控制信号曲线在正常模式下用于电动机31的调整，从而获得转子在总的旋转角度范围内基本不变的转速。

可选地，在学习模式下，在电动机31的另一驱动进程期间，控制装置24可基于为输出元件20不同的旋转位置而确定和储存的电动机控制信号曲线来测量转速的各实际值，并作为各个设定转速值储存在存储器33中。

门锁驱动装置17随后的正常模式能够由授权的用户通过操作无线遥控器26来执行。例如，由无线遥控器26下达打开指令，并由控制装置24通过无线接收装置来接收。在门锁13锁定状态结束时，控制装置24响应于打开指令，使电动机31在学习模式下记下的终止位置之间进行驱动进程，以使得门锁13的锁销27从锁定位置移至解锁位置，然后，拉回预拉伸的锁舌29，从而打开门锁13。

在该正常模式下，控制装置24以规律的时间间隔，检查输出元件20(或者与输出元件20存在固定旋转关联的部件)的实际转速与储存的设定转速值(默认值或在学习模式下确定的各个设定转速值)的偏差。如果在驱动进程范围内确定的偏差平均值低于下阈值(转速过低)，则电动机控制信号曲线提高预定的修正值(补偿值)。如果平均的偏差高于上阈值(转速例外地过高，例如更换电池39之后)，则电动机控制信号曲线降低预定的修正值。因而，考虑到门锁13个体和老化以及随时间变化的机械阻力特性，可使输出元件20的实际转速与预期的转速之间的偏差达到最小。

附图标记的说明

11 门扇

12 门把

13 门锁

14 锁芯

15 钥匙

17 门锁驱动装置

19 本体

20 输出元件

21 钥匙头

22 电动机驱动装置

24 控制装置

25 旋转球形把手

26 无线遥控器

27 锁销

29 锁舌

31 电动机

33 存储器

35 旋转角度编码器

39 电池