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WO2024208493A1 - Schaltvorrichtung und system mit schaltvorrichtung zur erzeugung eines differentiellen ausgangssignals in abhängigkeit eines differentiellen eingangssignals mit einem diagnoseausgangssignal - Google Patents

Schaltvorrichtung und system mit schaltvorrichtung zur erzeugung eines differentiellen ausgangssignals in abhängigkeit eines differentiellen eingangssignals mit einem diagnoseausgangssignal Download PDF

Info

Publication number
WO2024208493A1
WO2024208493A1 PCT/EP2024/055005 EP2024055005W WO2024208493A1 WO 2024208493 A1 WO2024208493 A1 WO 2024208493A1 EP 2024055005 W EP2024055005 W EP 2024055005W WO 2024208493 A1 WO2024208493 A1 WO 2024208493A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
stage
diagnostic
switching device
output signal
Prior art date
Application number
PCT/EP2024/055005
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marcus Herbold
Sebastian Richter
Benjamin Norenburg
Christian Senft
Peter Schulz
Original Assignee
Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg filed Critical Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg
Publication of WO2024208493A1 publication Critical patent/WO2024208493A1/de

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0175—Coupling arrangements; Interface arrangements
    • H03K19/017509—Interface arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0175—Coupling arrangements; Interface arrangements
    • H03K19/017509—Interface arrangements
    • H03K19/017536—Interface arrangements using opto-electronic devices

Definitions

  • the invention relates to a switching device and a system with a switching device for generating a differential output signal as a function of a differential input signal with a diagnostic output signal.
  • the object is achieved in that error states that arise due to errors in the signal conversion and/or due to errors triggered by a deviation of a monitored electrical property within the switching device are quickly detected, detected error states lead to the rapid switching off of the differential output signal and, in addition, the error status of the switching device is displayed via the diagnostic output signal.
  • a switching device for generating a differential output signal as a function of a differential input signal with a diagnostic output signal are that the switching device is designed in such a way that the differential output signal differs from the differential input signal in at least one electrical property, wherein errors in the generation of the differential output signal are detected and mapped in the logic state of the differential output signal, wherein a deviation of the logic state of the differential output signal from the logic state of the differential input signal is displayed on the diagnostic output signal.
  • a method for generating a differential output signal, in particular by means of a switching device, as a function of a differential input signal with a diagnostic output signal is therefore carried out, wherein the differential output signal differs from the differential input signal in at least one electrical property, wherein errors in the generation of the differential output signal are detected and mapped in the logic state of the differential output signal, wherein a deviation of the logic state of the differential output signal from the logic state of the differential input signal is displayed on the diagnostic output signal.
  • a differential or symmetrical signal is a type of signal transmission that allows for greater immunity to interference such as common-mode noise over longer transmission paths.
  • the transmission is carried out using a pair of similar signal conductors instead of just a single signal conductor.
  • the actual wanted signal is transmitted on one signal conductor and a reference signal known to the receiver is usually transmitted on the other signal conductor.
  • the influence of coupling on the wanted signal by interference on the transmission path is almost the same on both signal conductors if they have the same source impedance, the same line impedance and the same load impedance.
  • differential signal transmission Another advantage of differential signal transmission is that shorter signal rise times and fall times can be achieved compared to asymmetrical signal transmission, which enables higher signal transmission rates.
  • Electrical properties here include, for example, the level of the voltage levels, the maximum load current provided, the maximum switching frequency and/or the maximum switching times of the differential signals.
  • the diagnostic output signal is used here as an error collector, which summarizes several errors occurring within the switching device and indicates the error status of the switching device only via the one diagnostic output signal.
  • the switching device comprises a differential input stage, a differential output stage and a diagnostic stage, wherein the differential input stage is designed such that it generates at least one internal signal depending on the logic state of the differential input signal, wherein the differential output stage generates the differential output signal, wherein the logic state of the differential output signal results depending on at least the one internal signal, wherein the electrical properties of the differential output signal are determined by the differential output stage, wherein the diagnostic stage reads back the logic state of the differential output signal and generates the diagnostic output signal depending on the logic state and depending on the at least one internal signal.
  • the switching device has a supply voltage input and a monitoring stage, wherein the The monitoring stage is designed such that the monitoring stage evaluates at least one electrical parameter of the supply voltage input and generates a monitoring signal as a function of each evaluated parameter, wherein the differential output stage is designed such that the logic state of the differential output signal results as a function of at least one internal signal and additionally at least one of the monitoring signals.
  • An electrical parameter can be, for example, the flowing electrical current or the electrical voltage.
  • the monitoring function is designed separately from the transfer function and the diagnostic function.
  • the monitoring result only affects the differential output, which reduces the complexity of the switching device and makes the switching device easy to expand.
  • An isolating stage is a circuit element that generates its output signals without any reaction from its input signals, as can be achieved, for example, by galvanically isolated signal transmission using an optocoupler.
  • Galvanically isolated means that there is no electrical connection between two circuits and thus both circuits can be supplied with energy from different sources.
  • the two individual lines of the differential output signal are referred to here as the high-side output signal or low-side output signal.
  • the high-side refers to the individual line that typically has the higher voltage potential because, for example, it is switched to VCC in the active state.
  • the low-side refers to the individual line that typically has the lower voltage potential because, for example, it is switched to GND in the active state.
  • the high-side output stage or low-side output stage refers to the circuit element that generates the respective output signal.
  • the high-side output stage generates, depending on the first signal, the first monitoring signal and the third Monitoring signal a high-side status signal
  • the low-side output stage generates a low-side status signal depending on the second signal, the second monitoring signal and the third monitoring signal
  • the diagnostic output stage generates a diagnostic supply signal from the diagnostic supply input
  • the diagnostic link stage has a high-side evaluation stage and a low-side evaluation stage
  • the high-side evaluation stage uses the diagnostic supply signal to generate a high-side diagnostic signal, in particular galvanically isolated, depending on the high-side output signal and the high-side status signal
  • the low-side evaluation stage uses the diagnostic supply signal to generate a low-side diagnostic signal, in particular galvanically isolated, depending on the low-side output signal and the low-side status signal
  • the diagnostic output stage uses the diagnostic supply input to generate a high-side diagnostic signal, in particular galvanically isolated, depending on the high-side diagnostic signal and the low-side diagnostic signal to generate the diagnostic output signal
  • this circuit arrangement enables an extended diagnosis of the differential output stage.
  • this embodiment enables an EMC-optimized use of the switching device according to the invention in a system.
  • a safety-related switching device for generating a differential output signal as a function of a differential input signal with a diagnostic output signal are that the safety-related switching device generates the differential input signal for controlling the switching device and evaluates the diagnostic output signal generated by the switching device, wherein the safety-related switching device carries out at least one error reaction if the diagnostic output signal indicates a deviation of the differential output signal from the differential input signal.
  • a safety-related switching device is understood to mean a component that monitors a system, whereby the safety-related switching device automatically executes a safety function as an error reaction when a dangerous error is detected in order to put the system into a safe state in the event of an error.
  • the safety-related system monitors the switching device according to the invention and at least one further safety function, such as SAR (Safe acceleration range), SBC (Safe brake control), SBT (Safe brake test), SCA (Safe cam), SDI (Safe direction), SLA (Safely-limited acceleration), SLI (Safely-limited increment), SLP (Safe limited position), SLS (Safely limited speed), SLT (Safely-limited torque), SMT (Safe motor temperature), SOS (Safe operation stop), SP (Safe position), SS1 (Safe stop 1), SS2 (Safe stop 2), SSM (Safe speed monitor), SSR (Safe speed range), STO (Safe torque off), STR (Safe torque range) or any combination of these safety functions.
  • SAR Safe acceleration range
  • SBC Safe brake control
  • SBT Safe brake test
  • SCA Safe cam
  • SDI Safe direction
  • SLA Safely-limited acceleration
  • SLI Safely-limited increment
  • SLP Safe limited position
  • SLS Safely limited speed
  • SLT Safely-limited torque
  • SMT Safe motor temperature
  • the diagnostic supply input is fed by the safety-related switching device, wherein the safety-related switching device generates test pulses which are transmitted to the switching device via the diagnostic supply input, wherein stuck-at errors on the diagnostic output signal are detected by means of these test pulses.
  • this can be used to detect wiring errors in the application of the switching device.
  • FIG. 1 shows the switching device (1) according to the invention with its external interfaces: the differential input signal S_DIFF_IN, the differential output signal S_DIFF_OUT and the diagnostic output signal S_DIAG_OUT.
  • Figure 2 shows the first stage of granularization.
  • the differential input signal S_DIFF_IN is evaluated by the differential input stage (11) and generates the three signals (S11_1, S11_2, S11_3).
  • the differential output stage (12) evaluates two of the signals (S11_1 and S11_2) and generates the differential output signal S_DIFF_OUT.
  • the electrical properties of the differential output signal S_DIFF_OUT are determined solely by the differential output stage.
  • the diagnostic stage (13) uses the signal S11_3 to compare the switching state of the differential input signal S_DIFF_IN with the differential output signal S_DIFF_OUT and reports a deviation on the diagnostic output signal S_DIAG_OUT. This allows any errors in the transmission path to be detected which result in the switching state of the differential input signal S_DIFF_IN not corresponding to the switching state of the differential output signal S_DIFF_OUT.
  • FIG. 3 shows the switching device still at the first level of granularization.
  • the switching device (1) has been expanded to include a monitoring stage (14).
  • the differential input signal S_DIFF_IN is evaluated by the differential input stage (11) and generates the three signals (S11_1, S11_2, S11_3).
  • the monitoring stage (14) monitors three electrical parameters (the voltage between VCC and GND, the current through VCC and the current through GND) and generates a monitoring signal (S14_1, S14_2 and S14_3) depending on the monitoring result.
  • the differential output stage (12) evaluates two of the signals (S11_1 and S11_2) and the monitoring signals (S14_1, S14_2 and S14_3) and generates the differential output signal S_DIFF_OUT.
  • the electrical properties of the differential output signal S_DIFF_OUT are determined solely by the differential output stage (12).
  • the diagnostic stage (13) uses the signal S11_3 to compare the switching state of the differential input signal S_DIFF_IN with the differential output signal S_DIFF_OUT and reports a deviation on the diagnostic output signal S_DIAG_OUT. This means that errors in the supply voltage can also be detected and reported without having to adapt the basic structure of the transmission path.
  • Figure 4 shows the second stage of granularization.
  • the differential input signal S_DIFF_IN is evaluated by three isolation stages (111, 112, 113) in the differential input stage (11). These generate the independent signals S11_1, S11_2 and S11_3.
  • the current through the VCC input is evaluated via a first current monitoring stage (141) in the diagnostic stage (14) and, depending on the result, the first monitoring signal S14_1 is generated.
  • the current through the GND input is evaluated via a second current monitoring stage (142) in the diagnostic stage (14) and, depending on the result, the second monitoring signal S14_2 is generated.
  • the voltage between the VCC input and the GND input is evaluated via a voltage monitoring stage (143) in the diagnostic stage (14) and, depending on the result, the third monitoring signal S14_3 is generated.
  • the high-side output stage (121) in the differential output stage (12) evaluates the signal S11_1 and two of the monitoring signals (S14_1 and S14_3) and generates the high-side output signal S12_1 from them.
  • the electrical properties of the differential high-side output signal S12_1 are determined solely by the high-side output stage (121).
  • the low-side output stage (122) in the differential output stage (12) evaluates the signal S11_2 and two of the monitoring signals (S14_2 and S14_3) and generates the low-side output signal S12_2 from them.
  • the electrical properties of the differential low-side output signal S12_2 are determined solely by the low-side output stage (122). High-side output signal S12_1 and low-side output signal S12_2 then together produce the differential output signal S_DIFF_OUT.
  • the diagnostic link stage (132) in the diagnostic stage (13) uses the signal S11_3 to compare the switching state of the differential input signal S_DIFF_IN with the differential output signal S_DIFF_OUT and generates at least one diagnostic signal S13_x from the result.
  • the diagnostic output stage (131) in the diagnostic stage (13) uses the additional supply signal S_DIAG_IN to generate the diagnostic output signal depending on at least one of the diagnostic signals S13_x.
  • Figure 5 shows a further level of granularization.
  • the differential output stage (12) and the diagnostic stage (13) have been expanded.
  • the differential input signal S_DIFF_IN is evaluated by three isolating stages (111, 112, 113) in the differential input stage (11). These generate the independent signals S11_1, S11_2 and S11_3.
  • the current through the VCC input is evaluated by a first current monitoring stage (141) in the monitoring stage (14) and the first monitoring signal S14_1 is generated depending on the result.
  • the current through the GND input is evaluated by a second current monitoring stage (142) in the monitoring stage (14) is evaluated and, depending on the result, the second monitoring signal S14_2 is generated.
  • the voltage between the VCC input and the GND input is evaluated via a voltage monitoring stage (143) in the monitoring stage (14) and, depending on the result, the third monitoring signal S14_3 is generated.
  • the high-side output stage (121) in the differential output stage (12) evaluates the signal S11_1 and two of the monitoring signals (S14_1 and S14_3) and generates the high-side output signal S12_1 and the high-side status signal S12_3 from them.
  • the electrical properties of the differential high-side output signal S12_1 are determined solely by the high-side output stage (121).
  • the low-side output stage (122) in the differential output stage (12) evaluates the signal S11_2 and two of the monitoring signals (S14_2 and S14_3) and generates the low-side output signal S12_2 and the low-side status signal S12_4 from them.
  • the electrical properties of the differential low-side output signal S12_2 are determined solely by the low-side output stage (122).
  • the high-side output signal S12_1 and the low-side output signal S12_2 then together produce the differential output signal S_DIFF_OUT.
  • the diagnostic output stage (131) in the diagnostic stage (13) generates a diagnostic supply signal S13_1 from the additional supply signal S_DIAG_IN.
  • the high-side evaluation stage (1321) in the diagnostic link stage (132) of the diagnostic stage (13) compares the third signal S11_3 with the high-side status signal S12_3 and the high-side output signal S12_1 and generates the high-side diagnostic signal S13_2 from the result using the diagnostic supply signal S13_1.
  • the low-side evaluation stage (1322) in the diagnostic link stage (132) of the diagnostic stage (13) compares the third signal S11_3 with the low-side status signal S12_4 and the low-side output signal S12_2 and generates the low-side diagnostic signal S13_3 from the result using the diagnostic supply signal S13_1.
  • the diagnostic output stage (131) in the diagnostic stage (13) evaluates the high-side diagnostic signal S13_2 and the low-side diagnostic signal S13_3 and generates the diagnostic output signal S_DIAG_OUT.
  • FIG. 6 shows the system of safety-related switching device (2) and the switching device (1) in a typical application.
  • the safety-related switching device (2) controls the switching device (1) via the differential input signal S_DIFF_IN and evaluates the diagnostic output signal S_DIAG_OUT.
  • the safety-related switching device (2) supplies the further Supply signal S_DIAG_IN.
  • the switching device (1) in turn controls an electrical load (3) with the differential output signal S_DIFF_OUT.

Landscapes

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Abstract

Schaltvorrichtung (1) zur Erzeugung eines differentiellen Ausgangssignals (S_DIFF_OUT) in Abhängigkeit eines differentiellen Eingangssignals (S_DIFF_IN) mit einem Diagnoseausgangssignal (S_DIAG_OUT), wobei sich das differentielle Ausgangssignal (S_DIFF OUT) in mindestens einer elektrischen Eigenschaft vom differentiellen Eingangssignal (S_DIFF_IN) unterscheidet, wobei Fehler bei der Erzeugung des differentiellen Ausgangssignals (S_DIFF_OUT) erkannt und im Logikzustand des differentiellen Ausgangssignals (S_DIFF_OUT) abgebildet werden, wobei eine Abweichung des Logikzustands des differentiellen Ausgangssignals (S_DIFF_OUT) vom Logikzustand des differentiellen Eingangssignal (S_DIFF_IN) auf dem Diagnoseausgangssignal (S_DIAG_OUT) angezeigt wird.

Description

SCHALTVORRICHTUNG UND SYSTEM MIT SCHALTVORRICHTUNG ZUR ERZEUGUNG EINES DIFFERENTIELLEN AUSGANGSSIGNALS IN ABHÄNGIGKEIT EINES DIFFERENTIELLEN EINGANGSSIGNALS MIT EINEM DIAGNOSEAUSGANGSSIGNAL
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung und ein System mit Schaltvorrichtung zur Erzeugung eines differentiellen Ausgangssignals in Abhängigkeit eines differentiellen Eingangssignals mit einem Diagnoseausgangssignal.
Als Stand der Technik sind Pegelumsetzer oder Pegelwandler bekannt, die Ausgangssignale einer Informationsquelle an die Eingangssignale einer Informationssenke anpassen.
Ein Problem ist jedoch, dass während des Betriebs der Schaltvorrichtung nicht erkennbar ist, ob die Information des differentiellen Ausgangssignals stets der Information des differentiellen Eingangssignals entspricht.
Aus der DE 10 2020 001 273 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik eine Schaltvorrichtung bekannt.
Aus der DE 10 2019 006 067 A1 ist ein System zur Bewertung von Signalzuständen bekannt.
Aus der DE 102010 051 873 A1 ist eine integrierte Schaltungsanordnung bekannt.
In der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass Fehlerzustände, die durch Fehler bei der Signalwandlung und/oder durch Fehler ausgelöst durch eine Abweichung einer überwachten elektrischen Eigenschaft innerhalb der Schaltvorrichtung entstehen, schnell erkannt werden, erkannte Fehlerzustände zum schnellen Abschalten des differentiellen Ausgangssignals führen und zusätzlich der Fehlerstatus der Schaltvorrichtung über das Diagnoseausgangssignal angezeigt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde eine hohe Diagnosetiefe bei einer gleichzeitig kostenreduzierten Diagnoseschaltung zu realisieren. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Schaltvorrichtung nach den in Anspruch 1 und nach einem System mit Schaltvorrichtung nach den in Anspruch 14 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung zur Erzeugung eines differentiellen Ausgangssignals in Abhängigkeit eines differentiellen Eingangssignals mit einem Diagnoseausgangssignal sind, dass die Schaltvorrichtung derart geeignet ausgebildet ist, dass sich das differentielle Ausgangssignal in mindestens einer elektrischen Eigenschaft vom differentiellen Eingangssignal unterscheidet, wobei Fehler bei der Erzeugung des differentiellen Ausgangssignals erkannt und im Logikzustand des differentiellen Ausgangssignals abgebildet werden, wobei eine Abweichung des Logikzustands des differentiellen Ausgangssignals vom Logikzustand des differentiellen Eingangssignal auf dem Diagnoseausgangssignal angezeigt wird.
Es wird also ein Verfahren zur Erzeugung eines differentiellen Ausgangssignals, insbesondere mittels einer Schaltvorrichtung, in Abhängigkeit eines differentiellen Eingangssignals mit einem Diagnoseausgangssignal ausgeführt, wobei sich das differentielle Ausgangssignal in mindestens einer elektrischen Eigenschaft vom differentiellen Eingangssignal unterscheidet, wobei Fehler bei der Erzeugung des differentiellen Ausgangssignals erkannt und im Logikzustand des differentiellen Ausgangssignals abgebildet werden, wobei eine Abweichung des Logikzustands des differentiellen Ausgangssignals vom Logikzustand des differentiellen Eingangssignal auf dem Diagnoseausgangssignal angezeigt wird.
Unter einem differentiellen oder symmetrischen Signal ist hierbei eine Art der Signalübertragung zu verstehen, mit der bei längeren Übertragungswegen eine höhere Immunität gegenüber Störeinstrahlungen wie beispielsweise Gleichtaktrauschen realisierbar ist. Die Übertragung erfolgt dabei anstatt mit nur einem einzigen Signalleiter mit einem Paar gleichartiger Signalleiter. Auf dem einen Signalleiter wird das eigentliche Nutz-Signal und auf dem anderen Signalleiter meist ein dem Empfänger bekanntes Referenz-Signal übertragen. Die Beeinflussung des Nutz-Signals durch Einkopplungen auf dem Übertragungsweg ist auf beiden Signalleitern nahezu gleichartig, wenn diese die gleiche Quellimpedanz, die gleiche Leitungsimpedanz und die gleiche Lastimpedanz aufweisen. Durch Differenzbildung der beiden Spannungspotenziale auf dem Nutz-Signalleiter und auf dem Referenz-Signalleiter lässt sich die Störeinkopplung entfernen und das Nutz-Signal wiederherstellen. Ein weiterer Vorteil der differentiellen Signalübertragung liegt in realisierbaren kürzeren Signalanstiegszeiten bzw. Signalabfallzeiten im Vergleich zu einer unsymmetrischen Signalübertragung, wodurch höhere Signalübertragungsraten möglich sind. Unter elektrischen Eigenschaften sind hier beispielsweise die Höhe der Spannungspegel, der maximal bereitgestellte Laststrom, die maximale Schaltfrequenz und/oder die maximalen Schaltzeiten der differentiellen Signale zu verstehen.
Unter Fehler bei der Erzeugung sind hierbei alle Zustände oder Defekte der Schaltvorrichtung zu verstehen, die dafür sorgen, dass entweder der Logikzustand des differentiellen Eingangssignals nicht auf dem differentiellen Ausgangssignal abgebildet wird und/oder die elektrischen Eigenschaften außerhalb ihrer jeweils spezifizierten Wertebereiche liegen.
Vorteilhafterweise wird hier das Diagnoseausgangssignal als Fehlersammler verwendet, welches mehrere auftretende Fehler innerhalb der Schaltvorrichtung zusammenfasst und den Fehlerstatus der Schaltvorrichtung nur über das eine Diagnoseausgangssignal anzeigt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Schaltvorrichtung eine Differenzeingangsstufe, eine Differenzausgangsstufe und eine Diagnosestufe, wobei die Differenzeingangsstufe derart ausgebildet ist, dass sie in Abhängigkeit des Logikzustands des differentiellen Eingangssignals mindestens ein internes Signal erzeugt, wobei die Differenzausgangsstufe das differentielle Ausgangssignal erzeugt, wobei sich der Logikzustand des differentiellen Ausgangssignals in Abhängigkeit von mindestens dem einen internen Signal ergibt, wobei die elektrischen Eigenschaften des differentiellen Ausgangssignals von der Differenzausgangsstufe bestimmt werden, wobei die Diagnosestufe den Logikzustand des differentiellen Ausgangssignals zurückliest und in Abhängigkeit des Logikzustands und in Abhängigkeit des mindestens einen internen Signals das Diagnoseausgangssignal erzeugt.
Vorteilhafterweise werden dadurch Fehler bei der Übertragung und Wandlung des differentiellen Eingangssignals vom Signaleingang der Differenzeingangsstufe bis hin zum Signalausgang der Differenzausgangsstufe erkannt und angezeigt. Überdies ist es durch Tausch bzw. Anpassung der Differenzausgangsstufe einfach möglich verschiedene Schaltvorrichtungen zu entwerfen, deren differentielles Ausgangssignal unterschiedliche elektrische Eigenschaften aufweisen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Schaltvorrichtung einen Versorgungsspannungseingang und eine Überwachungsstufe auf, wobei die Überwachungsstufe derart geeignet ausgebildet ist, dass die Überwachungsstufe mindestens einen elektrischen Parameter des Versorgungsspannungs-Eingangs auswertet und in Abhängigkeit jedes ausgewerteten Parameters jeweils ein Überwachungssignal erzeugt, wobei die Differenzausgangsstufe derart ausgebildet ist, dass sich der Logikzustand des differentiellen Ausgangssignals in Abhängigkeit von mindestens dem einen internen Signale und zusätzlich mindestens einem der Überwachungssignale ergibt.
Hierbei ist unter einem elektrischen Parameter beispielsweise der fließende elektrische Strom oder die elektrische Spannung zu verstehen.
Vorteilhafterweise ist die Überwachungsfunktion getrennt von der Übertragungsfunktion und der Diagnosefunktion aufgebaut. Das Überwachungsergebnis wirkt dabei nur auf den Differenzausgang, wodurch sich die Komplexität der Schaltvorrichtung reduziert und die Schaltvorrichtung einfach erweiterbar wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Differenzeingangsstufe drei Trennstufen auf, wobei die erste Trennstufe in Abhängigkeit des differentiellen Eingangssignals ein erstes internes Signal erzeugt, wobei die zweite Trennstufe in Abhängigkeit des differentiellen Eingangssignals ein zweites internes Signal erzeugt, wobei die dritte Trennstufe in Abhängigkeit des differentiellen Eingangssignals ein drittes internes Signal erzeugt, wobei der Versorgungsspannungseingang ein Versorgungssignal und ein Massesignal umfasst, wobei die Überwachungsstufe in Abhängigkeit eines ersten elektrischen Parameters, insbesondere des fließenden elektrischen Stroms durch das Versorgungssignal, ein erstes Überwachungssignal erzeugt, wobei die Überwachungsstufe in Abhängigkeit eines zweiten elektrischen Parameters, insbesondere des fließenden elektrischen Stroms durch das Massesignal, ein zweites Überwachungssignal erzeugt, wobei die Überwachungsstufe in Abhängigkeit eines dritten elektrischen Parameters, insbesondere der Spannungsdifferenz zwischen dem Versorgungssignal und dem Massesignal, ein drittes Überwachungssignal erzeugt, wobei die Differenzausgangsstufe eine High-Side-Ausgangsstufe und eine Low-Side-Ausgangsstufe aufweist, wobei die High-Side-Ausgangsstufe ein High-Side-Ausgangssignal erzeugt, wobei sich der Logikzustand des High-Side- Ausgangssignals in Abhängigkeit des ersten Signals, des ersten Überwachungssignals und des dritten Überwachungssignals ergibt, wobei die elektrischen Eigenschaften des High-Side- Ausgangssignals von der High-Side-Ausgangsstufe bestimmt werden, wobei die Low-Side- Ausgangsstufe ein Low-Side-Ausgangssignal erzeugt, wobei sich der Logikzustand des Low- Side-Ausgangssignals in Abhängigkeit des zweiten Signals, des zweiten Überwachungssignals und des dritten Überwachungssignals ergibt, wobei die elektrischen Eigenschaften des Low-Side-Ausgangssignals von der Low-Side-Ausgangsstufe bestimmt werden, wobei sich das differentielle Ausgangssignal aus der Differenz des High-Side-Ausgangssignals und des Low-Side-Ausgangssignals ergibt, wobei die Diagnosestufe eine Diagnoseausgangsstufe und eine Diagnoseverknüpfungsstufe aufweist, wobei die Diagnoseverknüpfungsstufe das differentielle Ausgangssignal zurückliest und in Abhängigkeit des Logikzustands des differentiellen Ausgangssignals und des dritten Signals mindestens ein Diagnosesignal erzeugt, wobei die Diagnoseausgangsstufe einen Diagnoseversorgungseingang dazu verwendet, in Abhängigkeit mindestens des einen Diagnosesignals das Diagnoseausgangssignal zu erzeugen.
Unter einer Trennstufe ist hierbei ein Schaltungselement zu verstehen, dass seine Ausgangssignale rückwirkungsfrei von seinen Eingangssignalen erzeugt, wie beispielsweise durch die galvanisch getrennte Signalübertragung mittels eines Optokopplers realisierbar. Unter galvanisch getrennt ist zu verstehen, dass zwischen zwei Schaltkreisen keine elektrische Verbindung besteht und somit auch beide Schaltkreis aus unterschiedlichen Quellen mit Energie versorgt werden können.
Als High-Side-Ausgangssignal bzw. Low-Side-Ausgangssignal werden hier die beiden Einzelleitungen des differenziellen Ausgangssignals bezeichnet. Die High-Side bezieht sich hierbei auf die Einzelleitung die typischerweise das höhere Spannungspotential aufweist, weil diese beispielsweise im aktiven Zustand auf VCC geschalten wird. Die Low-Side bezieht sich hierbei auf die Einzelleitung die typischerweise das niedrigere Spannungspotential aufweist, weil diese beispielsweise im aktiven Zustand auf GND geschalten wird. Unter High-Side- Ausgangsstufe bzw. Low-Side-Ausgangsstufe wird schließlich das Schaltungselement verstanden, welches das jeweilige Ausgangssignal erzeugt.
Vorteilhafterweise ermöglicht diese Anordnung eine separate Übertragung der High-Side- Signale und der Low-Side-Signale sowie eine separate Erzeugung und Überwachung ihrer elektrischen Parameter.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung erzeugt die High-Side-Ausgangsstufe in Abhängigkeit des ersten Signals, des ersten Überwachungssignals und des dritten Überwachungssignals ein High-Side-Statussignal, wobei die Low-Side-Ausgangsstufe in Abhängigkeit des zweiten Signals, des zweiten Überwachungssignals und des dritten Überwachungssignals ein Low-Side-Statussignal erzeugt, wobei die Diagnoseausgangsstufe aus dem Diagnoseversorgungseingang ein Diagnoseversorgungssignal erzeugt, wobei die Diagnoseverknüpfungsstufe eine High-Side-Auswertestufe und eine Low-Side-Auswertestufe aufweist, wobei die High-Side-Auswertestufe das Diagnoseversorgungssignal dazu verwendet in Abhängigkeit des High-Side-Ausgangssignals und des High-Side-Statussignals ein High- Side-Diagnosesignal, insbesondere galvanisch getrennt, zu erzeugen, wobei die Low-Side- Auswertestufe das Diagnoseversorgungssignal dazu verwendet in Abhängigkeit des Low-Side- Ausgangssignals und des Low-Side-Statussignals ein Low-Side-Diagnosesignal, insbesondere galvanisch getrennt, zu erzeugen, wobei die Diagnoseausgangsstufe den Diagnoseversorgungseingang dazu verwendet, in Abhängigkeit des High-Side- Diagnosesignals und des Low-Side-Diagnosesignal, das Diagnoseausgangssignal zu erzeugen.
Vorteilhafter Weise ermöglicht diese Schaltungsanordnung eine erweiterte Diagnose der Differenzausgangsstufe.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung erzeugen die Differenzeingangsstufe und die Diagnosestufe ihre jeweiligen Ausgangssignale galvanisch getrennt von ihren jeweiligen Eingangssignalen.
Vorteilhafterweise ermöglicht diese Ausprägung eine EMV-optimierte Verwendung der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung in einem System.
Wichtige Merkmale eines Systems bestehend aus einer sicherheitsgerichteten Schaltvorrichtung und der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung zur Erzeugung eines differentiellen Ausgangssignals in Abhängigkeit eines differentiellen Eingangssignals mit einem Diagnoseausgangssignal ist, dass die sicherheitsgerichtete Schaltvorrichtung das differentielle Eingangssignal zur Ansteuerung der Schaltvorrichtung erzeugt und das von der Schaltvorrichtung erzeugte Diagnoseausgangssignal auswertet, wobei die sicherheitsgerichtete Schaltvorrichtung mindestens eine Fehlerreaktion ausführt, wenn das Diagnoseausgangssignal eine Abweichung des differentiellen Ausgangssignals vom differentiellen Eingangssignal anzeigt. Unter sicherheitsgerichteter Schaltvorrichtung ist hierbei eine Komponente zu verstehen, die ein System überwacht, wobei die sicherheitsgerichteter Schaltvorrichtung bei Erkennen eines gefährlichen Fehlers automatisch eine Sicherheitsfunktion als Fehlerreaktion ausführt, um das System im Fehlerfall in einen sicheren Zustand zu versetzen. Dabei überwacht das sicherheitsgerichtete System die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung und mindestens eine weitere Sicherheitsfunktion, wie beispielsweise SAR (Safe acceleration range), SBC (Safe brake control), SBT (Safe brake test), SCA (Safe cam), SDI (Safe direction), SLA (Safely- limited acceleration), SLI (Safely-limited increment), SLP (Safe limited position), SLS (Safely limited speed), SLT (Safely-limited torque), SMT (Safe motor temperature), SOS (Safe operation stop), SP (Safe position), SS1 (Safe stop 1), SS2 (Safe stop 2), SSM (Safe speed monitor), SSR (Safe speed range), STO (Safe torque off), STR (Safe torque range) oder eine beliebige Kombination dieser Sicherheitsfunktionen.
Vorteilhafterweise ist damit eine Erweiterung des Funktionsumfangs der sicherheitsgerichteten Schaltvorrichtung um die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung möglich.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Diagnoseversorgungseingang von der sicherheitsgerichteten Schaltvorrichtung gespeist, wobei die sicherheitsgerichtete Schaltvorrichtung Testpulse erzeugt, die über den Diagnoseversorgungseingang an die Schaltvorrichtung übertragen werden, wobei mittels dieser Testpulse Stuck-at-Fehler auf dem Diagnoseausgangssignal erkannt werden.
Vorteilhafterweise können damit Verdrahtungsfehler in der Anwendung der Schaltvorrichtung aufdecket werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe. Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung (1) mit ihren äußeren Schnittstellen: dem differentiellen Eingangssignal S_DIFF_IN, dem differentiellen Ausgangssignal S_DIFF_OUT und dem Diagnoseausgangssignal S_DIAG_OUT.
Figur 2 zeigt die erste Stufe der Granularisierung. Das differentielle Eingangssignal S_DIFF_IN wird durch die Differenzeingangsstufe (11) ausgewertet und erzeugt daraus die drei Signale (S11_1 , S11_2, S11_3). Die Differenzausgangsstufe (12) wertet zwei der Signale (S11_1 und S11_2) aus und erzeugt daraus das differenzielle Ausgangssignal S_DIFF_OUT. Die elektrischen Eigenschaften des differenziellen Ausgangssignals S_DIFF_OUT werden dabei allein von der Differenzausgangsstufe bestimmt. Die Diagnosestufe (13) vergleicht über das Signal S11_3 den Schaltzustand des differenziellen Eingangssignals S_DIFF_IN mit dem differenziellen Ausgangssignal S_DIFF_OUT und meldet eine Abweichung auf dem Diagnoseausgangssignal S_DIAG_OUT. Damit können jegliche Fehler der Übertragungsstrecke erkannt werden, die dazu führen, dass der Schaltzustand des differenziellen Eingangssignals S_DIFF_IN nicht dem Schaltzustand des differenziellen Ausgangssignals S_DIFF_OUT entspricht.
Figur 3 zeigt die Schaltvorrichtung noch immer auf der ersten Stufe der Granularisierung. Im Vergleich zur Figur 2 wurde die Schaltvorrichtung (1) um eine Überwachungstufe (14) erweitert. Das differentielle Eingangssignal S_DIFF_IN wird durch die Differenzeingangsstufe (11) ausgewertet und erzeugt daraus die drei Signale (S11_1 , S11_2, S11_3). Die Überwachungsstufe (14) überwacht drei elektrische Parameter (die Spannung zwischen VCC und GND, den Strom durch VCC und den Strom durch GND) und erzeugt abhängig vom Überwachungsergebnis jeweils ein Überwachungssignal (S14_1 , S14_2 und S14_3). Die Differenzausgangsstufe (12) wertet zwei der Signale (S11_1 und S11_2) und die Überwachungssignale (S14_1 , S14_2 und S14_3) aus und erzeugt daraus das differenzielle Ausgangssignal S_DIFF_OUT. Die elektrischen Eigenschaften des differenziellen Ausgangssignals S_DIFF_OUT werden dabei allein von der Differenzausgangsstufe (12) bestimmt. Die Diagnosestufe (13) vergleicht über das Signal S11_3 den Schaltzustand des differenziellen Eingangssignals S_DIFF_IN mit dem differenziellen Ausgangssignal S_DIFF_OUT und meldet eine Abweichung auf dem Diagnoseausgangssignal S_DIAG_OUT. Damit können auch Fehler der Versorgungsspannung erkannt und gemeldet werden ohne die Grundstruktur der Übertragungsstrecke anpassen zu müssen. Figur 4 zeigt die zweite Stufe der Granularisierung. Das differentielle Eingangssignal S_DIFF_IN wird durch drei Trennstufen (111 , 112, 113) in der Differenzeingangsstufe (11) ausgewertet. Diese erzeugen daraus die jeweils voneinander unabhängigen Signale S11_1 , S11_2 und S11_3. Der Strom durch den VCC-Eingang wird über eine erste Stromüberwachungsstufe (141) in der Diagnosestufe (14) ausgewertet und abhängig vom Ergebnis das erste Überwachungssignal S14_1 erzeugt. Der Strom durch den GND-Eingang wird über eine zweite Stromüberwachungsstufe (142) in der Diagnosestufe (14) ausgewertet und abhängig vom Ergebnis das zweite Überwachungssignal S14_2 erzeugt. Die Spannung zwischen VCC-Eingang und GND-Eingang wird über eine Spannungsüberwachungsstufe (143) in der Diagnosestufe (14) ausgewertet und abhängig vom Ergebnis das dritte Überwachungssignal S14_3 erzeugt. Die High-Side-Ausgangsstufe (121) in der Differenzausgangsstufe (12) wertet das Signal S11_1 und zwei der Überwachungssignale (S14_1 und S14_3) aus und erzeugt daraus das High-Side-Ausgangssignal S12_1. Die elektrischen Eigenschaften des differenziellen High-Side-Ausgangssignal S12_1 werden dabei allein von der High-Side-Ausgangsstufe (121) bestimmt. Die Low-Side-Ausgangsstufe (122) in der Differenzausgangsstufe (12) wertet das Signal S11_2 und zwei der Überwachungssignale (S14_2 und S14_3) aus und erzeugt daraus das Low-Side-Ausgangssignal S12_2. Die elektrischen Eigenschaften des differenziellen Low-Side-Ausgangssignal S12_2 werden dabei allein von der Low-Side-Ausgangsstufe (122) bestimmt. High-Side-Ausgangssignal S12_1 und Low-Side-Ausgangssignal S12_2 ergeben dann zusammen das differentielle Ausgangssignal S_DIFF_OUT. Die Diagnoseverknüpfungsstufe (132) in der Diagnosestufe (13) vergleicht über das Signal S11_3 den Schaltzustand des differenziellen Eingangssignals S_DIFF_IN mit dem differenziellen Ausgangssignal S_DIFF_OUT und erzeugt aus dem Ergebnis mindestens ein Diagnosesignal S13_x. Die Diagnoseausgangsstufe (131) in der Diagnosestufe (13) verwendet das weitere Versorgungssignal S_DIAG_IN, um abhängig von mindestens einem der Diagnosesignale S13_x das Diagnoseausgangssignal zu erzeugen.
Figur 5 zeigt eine weitere Stufe der Granularisierung. Es wurde die Differenzausgangsstufe (12) und die Diagnosestufe (13) erweitert. Das differentielle Eingangssignal S_DIFF_IN wird durch drei Trennstufen (111 , 112, 113) in der Differenzeingangsstufe (11) ausgewertet. Diese erzeugen daraus die jeweils voneinander unabhängigen Signale S11_1 , S11_2 und S11_3. Der Strom durch den VCC-Eingang wird über eine erste Stromüberwachungsstufe (141) in der Überwachungsstufe (14) ausgewertet und abhängig vom Ergebnis das erste Überwachungssignal S14_1 erzeugt. Der Strom durch den GND-Eingang wird über eine zweite Stromüberwachungsstufe (142) in der Überwachungsstufe (14) ausgewertet und abhängig vom Ergebnis das zweite Überwachungssignal S14_2 erzeugt. Die Spannung zwischen VCC-Eingang und GND-Eingang wird über eine Spannungsüberwachungsstufe (143) in der Überwachungsstufe (14) ausgewertet und abhängig vom Ergebnis das dritte Überwachungssignal S14_3 erzeugt. Die High-Side-Ausgangsstufe (121) in der Differenzausgangsstufe (12) wertet das Signal S11_1 und zwei der Überwachungssignale (S14_1 und S14_3) aus und erzeugt daraus das High-Side-Ausgangssignal S12_1 und das High-Side-Statussignal S12_3. Die elektrischen Eigenschaften des differenziellen High-Side- Ausgangssignal S12_1 werden dabei allein von der High-Side-Ausgangsstufe (121) bestimmt. Die Low-Side-Ausgangsstufe (122) in der Differenzausgangsstufe (12) wertet das Signal S11_2 und zwei der Überwachungssignale (S14_2 und S14_3) aus und erzeugt daraus das Low-Side-Ausgangssignal S12_2 und das Low-Side-Statussignal S12_4. Die elektrischen Eigenschaften des differenziellen Low-Side-Ausgangssignal S12_2 werden dabei allein von der Low-Side-Ausgangsstufe (122) bestimmt. High-Side-Ausgangssignal S12_1 und Low- Side-Ausgangssignal S12_2 ergeben dann zusammen das differentielle Ausgangssignal S_DIFF_OUT. Die Diagnoseausgangsstufe (131) in der Diagnosestufe (13) erzeugt aus dem weiteren Versorgungssignal S_DIAG_IN ein Diagnoseversorgungssignal S13_1. Die High- Side-Auswertestufe (1321) in der Diagnoseverknüpfungsstufe (132) der Diagnosestufe (13) vergleicht das dritte Signal S11_3 mit dem High-Side-Statussignal S12_3 und dem High-Side- Ausgangssignal S12_1 und erzeugt aus dem Ergebnis unter Verwendung des Diagnoseversorgungssignals S13_1 das High-Side-Diagnosesignal S13_2. Die Low-Side- Auswertestufe (1322) in der Diagnoseverknüpfungsstufe (132) der Diagnosestufe (13) vergleicht das dritte Signal S11_3 mit dem Low-Side-Statussignal S12_4 und dem Low-Side- Ausgangssignal S12_2 und erzeugt aus dem Ergebnis unter Verwendung des Diagnoseversorgungssignals S13_1 das Low-Side-Diagnosesignal S13_3. Die Diagnoseausgangsstufe (131) in der Diagnosestufe (13) wertet das High-Side-Diagnosesignal S13_2 und das Low-Side-Diagnosesignal S13_3 aus und erzeugt daraus das Diagnoseausgangssignal S_DIAG_OUT.
Figur 6 zeigt das System aus sicherheitstechnischer Schaltvorrichtung (2) und die Schaltvorrichtung (1) in einer typischen Anwendung. Die sicherheitstechnische Schaltvorrichtung (2) steuert über das differentielle Eingangssignal S_DIFF_IN die Schaltvorrichtung (1) an und wertet das Diagnoseausgangssignal S_DIAG_OUT aus. Zusätzlich liefert die sicherheitstechnische Schaltvorrichtung (2) das weitere Versorgungssignal S_DIAG_IN. Die Schaltvorrichtung (1) steuert wiederum mit dem differentiellen Ausgangssignal S_DIFF_OUT eine elektrische Last (3) an.
Die folgende Bezugszeichenliste wird in die Beschreibung einbezogen und erläutert weitere Merkmale der Erfindung.
Bezugszeichenliste
I Schaltvorrichtung
I I Differenzeingangsstufe
I I I Erste T rennstufen
112 Zweite T rennstufen
113 Dritte Trennstufen
12 Differenzausgangsstufe
121 High-Side-Ausgangsstufe
122 Low-Side-Ausgangsstufe
13 Diagnosestufe
131 Diagnoseausgangsstufe
132 Diagnoseverknüpfungsstufe
1321 High-Side-Auswertestufe
1322 Low-Side-Auswertestufe
14 Überwachungsstufe
141 Erste Stromüberwachungsstufe
142 Zweite Stromüberwachungsstufe
143 Spannungsüberwachungsstufe
2 Sicherheitsgerichtete Schaltvorrichtung
GND Massesignal
Px Elektrischer Parameter
P1 Erster elektrischer Parameter
P2 Zweiter elektrischer Parameter
P3 Dritter elektrischer Parameter
S_DIAG_IN Weiteres Versorgungssignal
S_DIAG_OUT Diagnoseausgangssignal
S_DIFF_IN Differentielles Eingangssignal
S_DIFF_OUT Differentielles Ausgangssignal
S11_x Ausgangssignal(e) der Differenzeingangsstufe
S11_1 Erstes internes Signal der Differenzeingangsstufe
S11 2 Zweites internes Signal der Differenzeingangsstufe
S11 3 Drittes internes Signal der Differenzeingangsstufe S12_x Statussignal der Diagnosestufe
S12_1 High-Side-Ausgangssignal
S12_2 Low-Side-Ausgangssignal
S12_3 High-Side-Statussignal S12_4 Low-Side-Statussignal
S13_x Diagnosesignal(e)
S13_1 Diagnoseversorgungssignal
S13_2 High-Side-Diagnosesignal
S13_3 Low-Side-Diagnosesignal S14_x Überwachungssignal(e)
S14_1 Erstes Überwachungssignal
S14_2 Zweites Überwachungssignal S14_3 Drittes Überwachungssignal VCC Versorgungssignal

Claims

Patentansprüche:
1. Schaltvorrichtung (1) zur Erzeugung eines differentiellen Ausgangssignals S_DIFF_OUT in Abhängigkeit eines differentiellen Eingangssignals S_DIFF_IN mit einem Diagnoseausgangssignal S_DIAG_OUT, dadurch gekennzeichnet, dass sich das differentielle Ausgangssignal S_DIFF_OUT in mindestens einer elektrischen Eigenschaft vom differentiellen Eingangssignal S_DIFF_IN unterscheidet, wobei Fehler bei der Erzeugung des differentiellen Ausgangssignals S_DIFF_OUT erkannt und im Logikzustand des differentiellen Ausgangssignals S_DIFF_OUT abgebildet werden, wobei eine Abweichung des Logikzustands des differentiellen Ausgangssignals S_DIFF_OUT vom Logikzustand des differentiellen Eingangssignal S_DIFF_IN auf dem Diagnoseausgangssignal S_DIAG_OUT angezeigt wird.
2. Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 1 , wobei die Schaltvorrichtung (1) eine Differenzeingangsstufe (11), eine Differenzausgangsstufe
(12) und eine Diagnosestufe (13) umfasst, wobei die Differenzeingangsstufe (11) in Abhängigkeit des Logikzustandes des differentiellen Eingangssignals S_DIFF_IN mindestens ein internes Signal S11_x erzeugt, wobei die Differenzausgangsstufe (12) das differentielle Ausgangssignal S_DIFF_OUT erzeugt, wobei sich der Logikzustand des differentiellen Ausgangssignals S_DIFF_OUT in Abhängigkeit von mindestens dem einen internen Signal S11_x ergibt, wobei die elektrischen Eigenschaften des differentiellen Ausgangssignals S_DIFF_OUT von der Differenzausgangsstufe (12) bestimmt werden, wobei die Diagnosestufe (13) den Logikzustand des differentiellen Ausgangssignals S_DIFF_OUT zurückliest und in Abhängigkeit des Logikzustands und in Abhängigkeit des mindestens einen internen Signals S11_x das Diagnoseausgangssignal S_DIAG_OUT erzeugt.
3. Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei die Schaltvorrichtung (1) einen Versorgungsspannungseingang (VS) und eine Überwachungsstufe (14) aufweist, wobei die Überwachungsstufe (14) mindestens einen elektrischen Parameter Px des Versorgungsspannungseingangs (VS) auswertet und in Abhängigkeit jedes ausgewerteten Parameters Px jeweils ein Überwachungssignal S14_x erzeugt.
4. Schaltvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Differenzausgangsstufe (12) derart ausgebildet ist, dass sich der Logikzustand des differentiellen Ausgangssignals S_DIFF_OUT in Abhängigkeit von mindestens dem einen internen Signal S11_x und zusätzlich mindestens einem der Überwachungssignale S14_x ergibt.
5. Schaltvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Differenzeingangsstufe (11) eine erste, eine zweite und eine dritte Trennstufe (111 , 112, 113) aufweist, wobei die erste Trennstufe (111) in Abhängigkeit des differentiellen Eingangssignals S_DIFF_IN ein erstes internes Signal S11_1 erzeugt, wobei die zweite Trennstufe (112) in Abhängigkeit des differentiellen Eingangssignals S_DIFF_IN ein zweites internes Signal S11_2 erzeugt, wobei die dritte Trennstufe (113) in Abhängigkeit des differentiellen Eingangssignals S_DIFF_IN ein drittes internes Signal S11_3 erzeugt.
6. Schaltvorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Versorgungsspannungseingang (VS) ein Versorgungssignal VCC und ein Massesignal GND umfasst.
7. Schaltvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Überwachungsstufe (14) in Abhängigkeit eines ersten elektrischen Parameters P1 , insbesondere des fließenden elektrischen Stroms durch das Versorgungssignal VCC, ein erstes Überwachungssignal S14_1 erzeugt, und/oder wobei die Überwachungsstufe (14) in Abhängigkeit eines zweiten elektrischen Parameters P2, insbesondere des fließenden elektrischen Stroms durch das Massesignal GND, ein zweites Überwachungssignal S14_2 erzeugt, und/oder wobei die Überwachungsstufe (14) in Abhängigkeit eines dritten elektrischen Parameters P3, insbesondere der Spannungsdifferenz zwischen dem Versorgungssignal VCC und dem Massesignal GND, ein drittes Überwachungssignal S14_3 erzeugt.
8. Schaltvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Differenzausgangsstufe (12) eine High-Side-Ausgangsstufe (121) und eine Low-Side-Ausgangsstufe (122) aufweist, wobei die High-Side-Ausgangsstufe (121) ein High-Side-Ausgangssignal S12_1 erzeugt, wobei sich der Logikzustand des High-Side-Ausgangssignals S12_1 in Abhängigkeit des ersten Signals S11_1 , des ersten Überwachungssignals S14_1 und des dritten Überwachungssignals S14_3 ergibt, wobei die elektrischen Eigenschaften des High-Side-Ausgangssignals S12_1 von der High- Side-Ausgangsstufe (121) bestimmt werden, wobei die Low-Side-Ausgangsstufe (122) ein Low-Side-Ausgangssignal S12_2 erzeugt, wobei sich der Logikzustand des Low-Side-Ausgangssignals S12_2 in Abhängigkeit des zweiten Signals S11_2, des zweiten Überwachungssignals S14_2 und des dritten Überwachungssignals S14_3 ergibt wobei die elektrischen Eigenschaften des Low-Side-Ausgangssignals S12_2 von der Low- Side-Ausgangsstufe (122) bestimmt werden.
9. Schaltvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei sich das differentielle Ausgangssignal S_DIFF_OUT aus der Differenz des High-Side-Ausgangssignals S12_1 und des Low-Side-Ausgangssignals S12_2 ergibt.
10. Schaltvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Diagnosestufe (13) eine Diagnoseausgangsstufe (131) und eine Diagnoseverknüpfungsstufe (132) aufweist, wobei die Diagnoseverknüpfungsstufe (132) das differentielle Ausgangssignal S_DIFF_OUT zurückliest und in Abhängigkeit des Logikzustands des differentiellen Ausgangssignals S_DIFF_OUT und des dritten Signals S11_3 mindestens ein Diagnosesignal S13_x erzeugt, wobei die Diagnoseausgangsstufe (131) einen Diagnoseversorgungseingang S_DIAG_IN dazu verwendet, in Abhängigkeit mindestens des einen Diagnosesignals S13_x das Diagnoseausgangssignal S_DIAG_OUT zu erzeugen.
11. Schaltvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die High-Side-Ausgangsstufe (121) in Abhängigkeit des ersten Signals S11_1, des ersten Überwachungssignals S14_1 und des dritten Überwachungssignals S14_3 ein High-Side-Statussignal S12_3 erzeugt, wobei die Low-Side-Ausgangsstufe (122) in Abhängigkeit des zweiten Signals S11_2, des zweiten Überwachungssignals S14_2 und des dritten Überwachungssignals S14_3 ein Low-Side-Statussignal S12_4 erzeugt.
12. Schaltvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Diagnoseausgangsstufe (131) aus dem Diagnoseversorgungseingang S_DIAG_IN ein Diagnoseversorgungssignal S13_1 erzeugt, wobei die Diagnoseverknüpfungsstufe (132) eine High-Side-Auswertestufe (1321) und eine Low-Side-Auswertestufe (1322) aufweist, wobei die High-Side-Auswertestufe (1321) das Diagnoseversorgungssignal S13_1 dazu verwendet in Abhängigkeit des High-Side-Ausgangssignals S12_1 und des High-Side- Statussignals S12_3 ein High-Side-Diagnosesignal S13_2, insbesondere galvanisch getrennt, zu erzeugen, wobei die Low-Side-Auswertestufe (1322) das Diagnoseversorgungssignal S13_1 dazu verwendet in Abhängigkeit des Low-Side-Ausgangssignals S12_2 und des Low-Side- Statussignals S12_4 ein Low-Side-Diagnosesignal S13_3, insbesondere galvanisch getrennt, zu erzeugen, wobei die Diagnoseausgangsstufe (131) den Diagnoseversorgungseingang S_DIAG_IN dazu verwendet, in Abhängigkeit des High-Side-Diagnosesignals S13_2 und des Low-Side- Diagnosesignal S13_3, das Diagnoseausgangssignal S_DIAG_OUT zu erzeugen.
13. Schaltvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Differenzeingangsstufe (11) und die Diagnosestufe (13) ihre jeweiligen Ausgangssignale galvanisch getrennt von ihren jeweiligen Eingangssignalen erzeugen.
14. System bestehend aus einer sicherheitsgerichteten Schaltvorrichtung (2) und der Schaltvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sicherheitsgerichtete Schaltvorrichtung (2) das differentielle Eingangssignal S_DIFF_IN zur Ansteuerung der Schaltvorrichtung (1) erzeugt und das von der Schaltvorrichtung (1) erzeugte Diagnoseausgangssignal S_DIAG_OUT auswertet, wobei die sicherheitsgerichtete Schaltvorrichtung (2) mindestens eine Fehlerreaktion ausführt, wenn das Diagnoseausgangssignal S_DIAG_OUT eine Abweichung des differentiellen Ausgangssignals S_DIFF_OUT vom differentiellen Eingangssignal S_DIFF_IN anzeigt.
15. System bestehend aus einer sicherheitsgerichteten Schaltvorrichtung (2) und der Schaltvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder Verfahren zum Erkennen von Fehlern bei einem solchen System, wobei der Diagnoseversorgungseingang S_DIAG_IN von der sicherheitsgerichteten Schaltvorrichtung (2) gespeist wird, wobei die sicherheitsgerichtete Schaltvorrichtung (2) Testpulse erzeugt, die über den Diagnoseversorgungseingang S_DIAG_IN an die Schaltvorrichtung (1) übertragen werden, wobei mittels dieser Testpulse Stuck-at-Fehler auf dem Diagnoseausgangssignal S_DIAG_OUT erkannt werden.
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