DE10031243C2 - Elektrische Verbindungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsanordnung zur lösbaren Verbindung mindestens eines Anschlusspols einer elektrischen Batterie, insbesondere einer Kraftfahrzeugbatterie, mit einem elektrischen Leiter mittels wenigstens eines elektrisch leitenden Klemmglieds oder dergleichen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Verbindungsanordnung, insbesondere zur Überwachung der Kraftfahrzeugbatterie und/oder zur Erkennung eines Fremdstarts eines einen Generator aufweisenden Kraftfahrzeuges.

In Fahrzeugen werden zunehmend sicherheitsrelevante Funktionen ausschließlich elektrisch betrieben. Als Beispiel sei nur die jüngst entwickelte elektrische Bremse genannt. Um sicherzustellen, dass die Funktionsfähigkeit solcher Komponenten ständig gewährleistet ist, müssen diese ununterbrochen mit elektrischer Energie versorgt werden. Es ist bekannt, hierzu in einem Fahrzeug zwei Energiequellen, nämlich eine Batterie und einen Strom- bzw. Spannungsgenerator, vorzusehen.

Da die Lebensdauer einer konventionellen Blei-Säure-Batterie im Regelfall geringer ist als die Lebensdauer eines Kraftfahrzeuges, kommt es regelmäßig vor, dass nur noch eine der beiden genannten Energiequellen funktionstüchtig ist. In den meisten Fällen wird dabei der Generator langlebiger sein als die Batterie.

Ein Verfahren zur Überwachung des Funktionszustandes einer Batterie mittels deren Batteriespannung ist aus DE 195 17 709 C1 bekannt. Abhängig vom Ergebnis der Überwachung bzw. den dabei ermittelten Daten wird dort insbesondere entschieden, ob eine an die Batterie angeschlossene Maschine für einen weiteren Arbeitsgang freigegeben wird oder nicht.

Aus der WO 99/54744 A1 ist eine Batteriemessklemme bekannt, bei der die bei der Ladung als auch bei der Entladung fließenden Ströme ermittelt werden.

Kommt es nun bei einer leeren oder defekten Batterie auch zu einem Schaden oder zu einer Überlastung des Generators, so ist die Versorgung der Verbraucher nicht mehr sichergestellt und das Fahrzeug kann in einen sicherheitskritischen Zustand gelangen. Eine Überlastung des Generators kann dann auftreten, wenn mehr Verbraucher zugeschaltet sind als der Generator nominell versorgen kann. Aus diesem Grund sind Notmaßnahmen zu treffen, die auf der einen Seite den Fahrer warnen, auf der anderen Seite aber auch das Bordnetz möglichst lange in einem betriebssicheren Zustand zu halten. Letzteres kann dadurch erreicht werden, dass nur noch wenige wichtige Verbraucher ein- bzw. zugeschaltet bleiben.

Bei einer leeren oder defekten Batterie ist das Fahrzeug überdies nicht mehr startfähig, so dass die Startfähigkeit an sich als Kriterium für den Zustand der Energiequelle Batterie angesehen werden kann. Häufig wird in diesen Fallen jedoch mit einem zweiten Fahrzeug Starthilfe geleistet und eine intakte Batterie sozusagen simuliert. Dabei werden die vorerwähnten Sicherheitsmaßnahmen nicht durchgeführt und die Warnung bzw. die Stabilisierungsmaßnahmen greifen nicht. Aus diesem Grund muss eine Erkennung eines Fremdstarts erfolgen.

Auch eine Einführung von Fremstartstützpunkten oder ähnlichen Maßnahmen hat den Nachteil, dass auf der einen Seite der Benutzer aufwendig auf den Stützpunkt aufmerksam gemacht werden muss; auf der anderen Seite muss dabei der positive Batteriepol dauerhaft unzugänglich gemacht werden, um ein unbemerktes Anklemmen zu vermeiden. Dies muss konstruktiv so gelöst werden, dass auf der einen Seite ein Batterieaustausch möglich ist, auf der anderen Seite aber die genannten Schutzmaßnahmen nach einem erfolgten Batterieaustausch weiterhin gewährleistet sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Verbindungsanordnung der eingangs beschriebenen Art sowie deren Verwendung anzugeben, die eine möglichst einfache Überwachung des Batteriezustandes und/oder eine möglichst sichere Erkennung einer Fremdenergieversorgung bzw. eines Fremdstarts erlauben. Die Verbindungsanordnung soll zugleich einfach und kostengünstig herstellbar sein.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Weiterführende und vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen und der Beschreibung zu entnehmen.

Eine erfindungsgemäße elektrische Verbindungsanordnung sieht in einer ersten Variante insbesondere eine auf der dem Klemmglied zugewandten Seite des Anschlusspols und/oder auf der dem Anschlusspol zugewandten Seite des Klemmglieds angeordnete und mit dem Anschlusspol bzw. mit dem Klemmglied elektrisch leitend verbundene Materiallage aus einem elektrischen Widerstandsmaterial vor. Zudem sind Mittel zum Erfassen der über der Materiallage abfallenden elektrischen Spannung und/oder zum Erfassen des durch die Widerstandsmateriallage fließenden elektrischen Stromes vorgesehen.

Wird die genannte Materiallage nun von einem elektrischen Strom durchflossen, dann fällt über der Materiallage, und zwar in Richtung des Klemmglieds bzw. des Anschlusspols, die ursprünglich den Stromfluss bedingende Spannung um einen Betrag ΔU ab. Die Materiallage eignet sich daher als Messwiderstand, mittels dessen sowohl die Stromhöhe als auch die Stromrichtung ermittelt werden können. Aus diesen beiden Stromgrößen lässt sich, wie nachfolgend noch eingehend erläutert wird, eindeutig eine Feststellung treffen, ob eine Fremdenergieversorgung der Batterie bzw. ein Fremdstart des Fahrzeugmotors vorliegt.

Zudem lassen sich mittels dieses Messwiderstandes Kenngrößen der Batterie, wie z. B. Restladung und maximale Leistung, mit der genannten Vorgehensweise einfach ermitteln. Die vorgeschlagene Verbindungsanordnung lässt sich einfach und kostengünstig implementieren, wobei die Materiallage entweder als Teil des Klemmglieds oder als Teil eines oder mehrerer Batteriepole angeordnet sein kann. Ein weiterer Vorteil, insbesondere gegenüber der nachfolgend genannten zweiten Variante, besteht darin, dass der Strom, unabhängig von der Anklemmposition eines Starterkabels oder dergleichen, ermittelbar ist. Nachteil dieser Variante ist, dass die Strommessung durch einen Generatorstrom verfälscht werden kann.

Entsprechend einer zweiten Variante weist eine erfindungsgemäße elektrische Verbindungsanordnung daher eine auf der dem Anschlusspol abgewandten Seite des Klemmglieds angeordnete und mit dem Klemmglied elektrisch leitend verbundene Materiallage aus einem elektrischen Widerstandsmaterial sowie Mittel zum Erfassen der über die Materiallage abfallenden elektrischen Spannung und/oder zum Erfassen des durch die Materiallage fließenden elektrischen Stromes auf. Die zweite Variante erlaubt zwar nicht die Ermittlung von Batteriekenngrößen, hat gegenüber der ersten Variante den Vorteil, dass es zur Erkennung eines Fremdstarts ausreicht, die Stromhöhe und die Stromrichtung durch die Materiallage zu ermitteln, da hier eine Überlagerung eines Generatorstromes mit einem Fremdstrom wegen des generell hohen Innenwiderstandes von Batterien nahezu ausgeschlossen ist. Vorteilhaft tritt bei dieser Variante zudem kein Zusatzwiderstand in einem elektrischen Starterkreis des Kraftfahrzeugmotors auf. Ein weiterer Nachteil der zweiten Variante ist, dass eine Fremdstarterkennung nur dann möglich ist, wenn an das Klemmglied von außen ein Starterkabel angeklemmt wird.

Bevorzugt sind bei einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung Mittel zum Erfassen des Vorzeichens der über die Materiallage abfallenden elektrischen Spannung bzw. des durch die Materiallage fließenden elektrischen Stromes vorgesehen. Ob auf einen Fremdstartfall geschlossen werden kann oder nicht, hängt nämlich entscheidend von der erfassten Stromrichtung ab. Nur im Falle eines in die Batterie hineinfließenden Stromes kann eine Fremdernergieversorgung überhaupt nur vorliegen.

In einer Ausführungsform ist die Materiallage mit dem Anschlusspol bzw. mit dem Klemmglied formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass der Messwiderstand die in ihm entstehende Wärme gut an den Anschluss- bzw. Batteriepol bzw. and das Klemmglied abgeben kann. Hierdurch ist gewährleistet, dass sich die Temperatur des Messwiderstandes nur geringfügig ändern kann und somit die erfassten Daten des Spannungsabfalls bzw. des Stromes nicht durch eine etwa geänderte Temperatur und damit ebenfalls geänderten ohmschen Widerstand verfälscht werden. Diese Ausgestaltung erhöht demnach die Güte der erfassten Messergebnisse und damit die Genauigkeit bei der Erkennung eines Fremdstarts oder eines etwa sich verändernden Batteriezustandes.

Vorteilhaft kann die Materiallage einen elektrischen Widerstand im Bereich von 10 bis 1000 µΩ aufweisen. Dadurch lässt sich der zusätzliche Widerstand im Starterkreis des Kraftfahrzeugmotors minimal halten.

Die Erfindung schlägt ferner eine elektrische Anschlussklemme, insbesondere eine Polklemme, zur lösbaren Verbindung eines Anschlusspols einer elektrischen Batterie, insbesondere einer Kraftfahrzeugbatterie, mit einem elektrischen Leiter mittels wenigstens eines elektrisch leitenden Klemmglieds oder dergleichen, vor. Erfindungsgemäß weist die Anschlussklemme eine auf der dem Anschlusspol zugewandten Seite des Klemmglieds und/oder eine auf der dem Anschlusspol abgewandten Seite des Klemmglieds angeordnete und mit dem Klemmglied elektrisch leitend verbundene Materiallage aus einem elektrischen Widerstandsmaterial auf. Die Anschlussklemme ist leicht herstellbar und kann bereits sämtliche, für das nachfolgend noch eingehender beschriebene Verfahren notwendigen Komponenten enthalten. Beispielsweise kann die Anschlussklemme selbst bereits Mittel zum Erfassen der über die Materiallage abfallenden elektrischen Spannung und/oder zum Erfassen des durch die Materiallage fließenden elektrischen Stromes aufweisen.

Bei einer erfindungsgemäß weiter vorgeschlagenen elektrischen Batterie zur elektrischen Versorgung insbesondere eines Kraftfahrzeuges mit mindestens einem Anschlusspol zur lösbaren Verbindung mit wenigstens einem Klemmglied, ist erfindungsgemäß insbesondere eine auf der dem Klemmglied zugewandten Seite des Anschlusspols und mit dem Anschlusspol formschlüssig verbundene, den Anschlusspol wenigstens partiell überdeckende Materiallage aus einem elektrischen Widerstandsmaterial vorgesehen. Hier lassen sich bereits alle erforderlichen Komponenten in eine Kraftfahrzeugbatterie integrieren. Beispielsweise können an der Batterie bereits Mittel zum Erfassen der über die Materiallage abfallenden elektrischen Spannung und/oder des durch die Materiallage fließenden elektrischen Stromes vorsehen sein.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb der oben genannten Vorrichtungen wird das Vorzeichens der über die Materiallage abfallenden elektrischen Spannung und/oder die Richtung des durch die Materiallage fließenden elektrischen Stromes erfasst. Die Vorteile hierbei wurden bereits genannt. Im Falle eines erfassten positiven Spannungsabfalls bzw. eines aus der Batterie herausfließenden Stromes kann dabei geschlossen werden, dass kein Fremdstart vorliegt. Im Falle eines erfassten negativen Spannungsabfalls bzw. eines in die Batterie hineinfließenden Stromes kann festgestellt werden, ob der Generator einen Strom bereitstellt. Im Falle, dass ein solcher Strom bereitgestellt wird, kann der vom Generator bereitgestellte Strom mit dem in die Batterie hineinfließenden Strom verglichen werden und im Falle, dass der in die Batterie hineinfließende Strom größer ist als der vom Generator bereitgestellte Strom, kann schließlich geschlossen werden, dass eine Batteriefremdladung vorliegt. Ferner kann festgestellt werden, ob innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters ein Start des Kraftfahrzeugmotors erfolgt. Ist dies der Fall, kann dann geschlossen werden, dass ein Fremstart vorliegt.

Bei der Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Kraftfahrzeug mit einem Stromsensor zur Erfassung des in ein elektrisches Bordnetz des Kraftfahrzeuges hineinfließenden Stromes kann nun vorgesehen sein, dass während einer Motorstartphase der von dem Stromsensor erfasste Strom mit dem durch die Materiallage fließenden Strom verglichen wird, und im Fall, dass der durch den Stromsensor erfasste Strom größer ist als der durch die Materiallage fließende Strom, geschlossen wird, dass ein Fremstart vorliegt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei sich gleiche Referenzzeichen auf funktional gleiche oder ähnliche Merkmale beziehen. In Zusammenschau mit den Ansprüchen ergeben sich daraus weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung.

Im Einzelnen zeigen

Fig. 1a eine seitliche Schnittansicht einer ersten Variante einer Verbindungsanordnung gemäß der Erfindung, wobei die Zeichnung mittig gebrochen ist und zu beiden Seiten des Bruchlinie unterschiedliche Ausführungsbeispiele dieser Variante gezeigt sind;

Fig. 1b eine der Fig. 1a entsprechende, allerdings nicht gebrochene Schnittansicht eines Ausführungsbeispieles gemäß einer zweiten Variante der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung;

Fig. 2a einen Schnitt durch eine in Fig. 1a gezeigte Verbindungsanordnung entlang der Linie A-A in Draufsicht;

Fig. 2b eine der Fig. 2a entsprechende Draufsicht eines Schnittes durch eine in Fig. 1b gezeigte Verbindungsanordnung entlang der Linie B-B; und

Fig. 3 ein Flussdiagramm zur Illustration des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erkennung eines Fremdstarts eines Kraftfahrzeugmotors unter Verwendung einer in den vorherigen Figuren gezeigten elektrischen Verbindungsanordnung.

Fig. 1a zeigt eine seitliche Schnittansicht einer ersten Variante einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung. Die Zeichnung weist in der Mitte eine Bruchlinie auf, zu deren beiden Seiten zwei unterschiedliche Ausführungsbeispiele gemäß dieser Variante dargestellt sind. Die beiden Ausführungsbeispiele sind vorliegend mit identischen Bezugszahlen referenziert, wobei die Bezugszahlen des rechten Ausführungsbeispiels zusätzlich mit 'Strichen' versehen sind.

Aus einem hier nur ausschnittweise gezeigten Batteriegehäuse 10, 10' eines hier nicht gezeigten Kraftfahrzeuges ragt ein Batteriepol 11, 11' nach oben hin heraus. Der Batteriepol 11, 11' stellt hier einen Minuspol dar, wobei das Batteriegehäuse 10, 10' noch einen (nicht gezeigten) Pluspol aufweist. Die gezeigte Verbindungsanordnung wird in der Regel jedoch nur an dem Minuspol vorgesehen sein, da bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen der Pluspol der Batterie auf Masse gelegt ist. Die elektrische Kontaktierung des Batteriepols 11, 11' erfolgt in der bei Kraftfahrzeugen üblichen Weise mittels eines Klemmkontakts 12, 12' (Polklemme), der mit einem elektrischen Leiter 14 über eine Pressverbindung kraftschlüssig verbunden ist, was durch die Striche 15 angedeutet sein soll. Alternativ kann der Leiter 14 auch mit dem Klemmkontakt 12, 12' über eine Lötverbindung, eine Klebeverbindung, eine Schweissverbindung, oder dergleichen elektrisch leitend verbunden sein. Der Leiter 14 weist an seiner Aussenseite eine elekrische Isolierung 16 auf und dient somit als übliche Kabelverbindung zwischen der Batterie und einer hier nicht gezeigten Fahrzeugelektronik bzw. Bordnetzelektronik.

In der hier gezeigten ersten Variante steht der Klemmkontakt 12, 12' elektrisch nicht unmittelbar in Kontakt mit dem Batteriepol 11, 11'. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Klemmkontakt 12, 12' eine Materiallage 13, 13' aus einem Widerstandsmaterial mit einem ohmschen Widerstand im Bereich von etwa 10 bis 1000 µΩ auf. Diese Materiallage dient als Messwiderstand und wird über entsprechende Zuleitungen 21, 22 an Kontaktpunkten 23, 24 abgegriffen. Im Falle eines durch den Klemmkontakt hindurchfließenden elektrischen Stromes, d. h. eines Stromes zwischen dem Batteriepol 11, 11' und dem Leiter 14, fällt über der Materiallage 13, 13' die jeweils vorliegende Spannung nach dem ohmschen Gesetz gemäß ΔU = ΔR. I ab, wobei der Spannungsabfall ΔU über die Zuleitungen 21, 22 abgegriffen wird und einer (hier nicht gezeigten) Auswerteeinheit zugeführt wird. Insbesondere ist das Vorzeichen des Spannungsabfalls ΔU von der Stromrichtung abhängig. Fließt Strom in die Batterie, so wird die Spannung, und entsprechend der Spannungsabfall, per Konvention als negativ gewertet; fließt dagegen Strom aus der Batterie, wird die Spannung entsprechend positiv gewertet.

In der links gezeigten Ausführungsform ist der Klemmkontakt 12 über eine Pressverbindung form- und kraftschlüssig mit der Materiallage 13 verbunden, was durch Striche 17 angedeutet ist. Der Klemmkontakt 12 und die Materiallage 13 sind hier demnach in Baueinheit ausgeführt und können mit dem Batteriepol 11 losbar verbunden werden, was durch die zwischen diesen 11, 13 entstehende Berührungsfläche 18 angedeutet ist. Alternativ können der Klemmkontakt 12 und die Materiallage 13 über eine Lötverbindung, eine Klebeverbindung, eine Schweissverbindung, oder dergleichen, elktrisch leitend verbunden sein.

In der rechts gezeigten Ausführungsform hingegen ist die Materialage 13' aus einem entsprechenden Widerstandsmaterial form- und kraftschlüssig mittels einer Pressverbindung mit dem Batteriepol 11' verbunden, was wiederum durch Linien 19 verdeutlicht ist. Auch hier können der Klemmkontakt 12 und die Materiallage 13 alternativ über eine Lötverbindung, eine Klebeverbindung, eine Schweissverbindung, oder dergleichen, elktrisch leitend verbunden sein. Die Materiallage 13' ist in diesem Beispiel damit fester Bestandteil des Batteriepols 11'. Der Klemmkontakt 12' ist hier mit dem die Materiallage 13' aufweisenden Batteriepol 11' lösbar verbunden, was durch die Berührungsfläche 19 angedeutet ist.

In dieser Variante kann die Materiallage 25 vorteilhaft auch als Messwiderstand für eine Strommessung zur Überwachung des elektrischen Batteriezustandes, beispielsweise des Ladungszustandes oder der zur Verfügung stehenden Batterieleistung, eingesetzt werden. Weiterhin hat diese Anordnung den Vorteil, dass der Strom in die Batterie, unabhängig von der jeweiligen Anklemmposition einer etwaigen Starthilfe, gemessen werden kann und somit die Erkennungsgüte eines Fremdstarts nicht durch die Anklemmposition beeinträchtigt wird. Der Nachteil des zusätzlichen elektrischen Widerstandes in einem (hier nicht gezeigten) Starterkreis des Kraftfahrzeuges lässt sich durch Wahl eines möglichst geringen Widerstandes in dem bereits genannten Bereich von etwa 10 bis 1000 µΩ minimieren.

Es ist anzumerken, dass der Klemmkontakt 12, 12' üblicherweise mittels (nicht gezeigter) mechanischer Einspanner an dem Batteriepol 11, 11' befestigbar ist. Der Erfindungsgedanke ist allerdings grundsätzlich auch bei einem mit einem Leiter verbundenen Kontaktelement entsprechend anwendbar, bei dem die Befestigung über andere lösbare Befestigungsmittel wie Schraubverbindungen, Schnappverbindungen, oder dergleichen, oder sogar über nicht lösbare Befestigungen wie Verschweißungen, Verlötungen, oder dergleichen, erfolgt.

In Fig. 1b ist nun eine der Fig. 1a entsprechende seitliche Schnittansicht eines Ausführungsbeispieles (ohne Bruchlinie) gemäß der zweiten Variante der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung dargestellt, wobei funktional gleiche oder ähnliche Merkmale identisch referenziert sind. Im Unterschied zu den in Fig. 1a gezeigten beiden Ausführungsformen nach der ersten erfindungsgemäßen Variante, ist hier eine ebenfalls als Messwiderstand dienende Materiallage 25 an einer bezüglich Batteriepols 11 angeordneten Außenseite eines Klemmkontakts 26 angeordnet und mit dem Klemmkontakt 26 form- und kraftschlüssig verbunden, was wiederum durch Linien 27 angedeutet sein soll. Der Klemmkontakt 26 und die Materiallage 25 bilden demnach eine Baueinheit 25, 26, wobei der so gebildete Klemmkontaktverbund 25, 26 mit dem Batteriepol 11 lösbar verbunden ist, was durch Berührungsflächen 28 angedeutet ist. Die zweite Variante der Verbindungsanordnung hat gegenüber der ersten Variante den Vorteil, dass im Starterkreis des Kraftfahrzeuges überhaupt kein zusätzlicher elektrischer Widerstand auftritt. Eine Erkennung eines Fremdstarts erlaubt diese Anordnung allerdings nur dann, wenn ein Starterkabel an das Klemmglied oder den Klemmkontakt 26 angeklemmt wird, da nur in diesem Fall ein durch die Fremdenergieversorgung bedingter Strom durch die Materiallage (Messwiderstand) 25 fließen kann und über den Messwiderstand 25 eine entsprechende Spannung abfallen kann.

Die Fig. 2a und 2b zeigen Draufsichten auf die in den Fig. 1a und 1b gezeigten Verbindungsanordnungen, und zwar entlang der jeweilgen Schnittlinien 'A-A' bzw. 'B-B'. Die Querschnittflächen des Batteriepols 11, 11', des Klemmkontaktes 12, 12', und der Materiallage 13, 13' sind in diesem Beispiel kreisförmig ausgebildet, können allerdings jede in dem vorliegenden Zusammenhang grundsätzlich denkbare geometrische Form, beispielsweise eine ovale, quadratische oder rechteckige Form, annehmen, da die geometrische Form dieser Kompenenten für die vorliegende Erfindung völlig unerheblich sind. Im Übrigen gelten hier die zu den Fig. 1a und 1b gemachten Erläuterungen.

Schließlich zeigt Fig. 3 ein Flussdiagramm zur Illustration einer Routine zur Erkennung eines Fremsstarts eines Kraftfahrzeugmotors unter Verwendung einer in den vorherigen Figuren gezeigten elektrischen Verbindungsanordnung. Diese Routine kann in eine elektrische Steuereinheit des Fahrzeuges integriert sein, und zwar entweder in Form eines in einen EPROM oder EEPROM fest 'eingebrannten' Programmcodes oder in Form eines in einen Bordcomputer geladenen Steuerprogramms.

Nach dem Starten 30 der Routine wird in einer Programmschleife geprüft 31, ob über dem Messwiderstand 13, 13', 25 eine Spannung abfällt, d. h. ob durch den Messwiderstand 13, 13', 25 überhaupt ein Strom fließt. Das Vorliegen eines solchen Stromes triggert erst den weiteren Schritt des Erfassens 32 der Stromrichtung des Stromflusses. Ist die festgestellte Stromrichtung 'positiv' 33, d. h. es fließt lediglich ein Strom aus der Batterie heraus, z. B. in das Bordnetz hinein, wird angenommen 34, dass KEIN FREMDSTARTFALL vorliegt. Danach wird wieder zurückgesprungen zur Programmschleife 31, in der das Vorliegen überhaupt eines Spannungsabfalls geprüft wird.

Ist die erfasste Stromrichtung allerdings 'negativ', d. h. es fließt ein Strom in die Batterie hinein, wird weiter geprüft 35, ob der Stromgenerator des Fahrzeuges einen Strom generiert, der möglicherweise dem gemesenen 'negativen' Strom entspricht. Daher wird der in die Batterie hineinfließende Strom I_Batt mit dem Generatorstrom I_Gen verglichen 36, und im Falle, dass der Generatorstrom größer oder gleich dem in die Batterie hineinfließenden Strom ist, wie bereits oben geschlossen 34, dass kein Fremdstart vorliegt. Ergibt der Vergleich 36 allerdings, dass der Batteriestrom I_Batt größer ist als der Generatorstrom I_Gen, so wird zumindest ein Fremdladefall angenommen 37. In Abhängigkeit von der jeweils vorliegenden Messgenauigkeit bei der Ermittlung von I_Batt und I_Gen kann zudem ein (hier nicht gezeigter) Schwellenstrom vorgegeben werden, ab dessen Überschreiten erst ein Erfüllen der Bedingung I_Batt < I_Gen angenommen wird.

Im Anschluss daran wird weiter geprüft 38, ob innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters Δt₀, welches beispielsweise durch eine Programmschleife realisiert sein kann, ein Motorstart erfolgt. Ist dies nicht der Fall, wird zurückgesprungen in die Programmschleife 31. Wird allerdings innerhalb des Zeitfensters Δt₀ ein Motorstart erfasst, wird daraus geschlossen 39, dass ein Fremstart bzw. eine Starthilfe vorliegt.

Es wird hervorgehoben, dass es bei der zweiten Variante der Verbindungsanordnung nicht erforderlich ist, den Vergleich 36 durchzuführen, da bei dieser Variante überhaupt nur dann ein Strom durch die Materiallage 25 fließen kann, wenn an den Klemmkontakt 26 ein Starterkabel angeklemmt wurde. Daher ist in der zweiten Variante bereits das Erfassen einer Spannung bzw. eines Stromes durch die Materiallage 25 ein eindeutiger Hinweis darauf, dass ein Fremdstartfall vorliegt.

Auch in der Ausnahmesituation, dass der Ladezustand der fremdstartenden Batterie nicht höher ist als der Ladezustand der Batterie des Starthilfe nehmenden Kraftfahrzeugs, besteht die Möglichkeit, dass kein Ausgleichstrom zwischen den beiden Batterien fließt. Mit Hilfe der vorgeschlagenen Verbindungsanordnung lässt sich jedoch auch in einem solchen Fall eine sichere Erkennung einer Fremdenergiequelle durchführen. Denn bei modernen Kraftfahrzeugen ist meist ein besonderer, den Strom in das elektrische Bordnetz erfassender Stromsensor vorgesehen. Im Motorstartfall und bei gleichzeitig vorliegender Fremdenergieversorgung wird dieser Stromsensor einen gegenüber dem aus der Batterie herausfließenden Strom deutlich höheren Strom erfassen. Vergleicht man nun den vom Stromsensor erfassten Strom mit dem über den Messwiderstand erfassten Strom (Fig. 1 und 2), so lässt sich auch in diesem Fall eindeutig ermitteln, ob Starthilfe gegeben wurde oder nicht.

Claims (7)

1. Elektrische Verbindungsanordnung zur lösbaren Verbindung mindestens eines Anschlusspols (11, 11') einer elektrischen Batterie (10, 10'), insbesondere einer Kraftfahrzeugbatterie, mit einem elektrischen Leiter (14) mittels wenigstens eines elektrisch leitenden Klemmglieds (12, 12'), gekennzeichnet durch eine auf der dem Klemmglied (12, 12') zugewandten Seite des Anschlusspols (11, 11') und/oder auf der dem Anschlusspol (11, 11') zugewandten Seite des Klemmglieds (12, 12') unmittelbar angeordnete und mit dem Anschlusspol (11, 11') bzw. mit dem Klemmglied (12, 12') elektrisch leitend verbundene Materiallage (13, 13') aus einem elektrischen Widerstandsmaterial sowie Mittel (21-24) zum Erfassen der über die Materiallage (13, 13') abfallenden elektrischen Spannung und/oder zum Bestimmen des durch die Materiallage (13, 13') fließenden elektrischen Stromes.

2. Elektrische Verbindungsanordnung zur lösbaren Verbindung mindestens eines Anschlusspols (11) einer elektrischen Batterie (10), insbesondere einer Kraftfahrzeugbatterie, mit einem elektrischen Leiter (14) mittels wenigstens eines elektrisch leitenden Klemmglieds (26), gekennzeichnet durch eine auf der dem Anschlusspol (11) abgewandten Seite des Klemmglieds (26) angeordnete und mit dem Klemmglied (26) elektrisch leitend verbundene Materiallage (25) aus einem elektrischen Widerstandsmaterial sowie Mittel (21-24) zum Erfassen einer über die Materiallage (25) abfallenden elektrischen Spannung und/oder zum Bestimmen eines durch die Materiallage (25) fließenden elektrischen Stromes.

3. Elektrische Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel (21-24) zum Erfassen des Vorzeichens der über die Materiallage (13, 13', 25) abfallenden elektrischen Spannung bzw. zum Bestimmen des durch die Materiallage (13, 13', 25) fließenden elektrischen Stromes.

4. Elektrische Verbindungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Materiallage (13, 13', 25) mit dem Anschlusspol (11, 11') bzw. mit dem Klemmglied (12, 12', 26) formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden ist.

5. Elektrische Verbindungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materiallage (13, 13', 25) einen elektrischen Widerstand im Bereich von 10 bis 1000 µΩ aufweist.

6. Elektrische Batterie zur elektrischen Versorgung insbesondere eines Kraftfahrzeuges mit mindestens einem Anschlusspol (11, 11') zur lösbaren Verbindung mit wenigstens einem Klemmglied (12, 12', 26), gekennzeichnet durch eine auf der dem Klemmglied (12, 12', 26) zugewandten Seite des Anschlusspols (11, 11') und mit dem Anschlusspol (11, 11') formschlüssig verbundene, den Anschlusspol (11, 11') wenigstens partiell überdeckende Materiallage (13, 13', 25) aus einem elektrischen Widerstandsmaterial und ein Mittel (21-24) zum Erfassen der über die Materiallage (13, 13', 25) abfallenden elektrischen Spannung und/oder zum Bestimmen des durch die Materiallage (13, 13', 25) fließenden elektrischen Stromes.

7. Verwendung einer elektrischen Verbindungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche zur Überwachung einer Kraftfahrzeugbatterie (10, 10') und/oder zur Erkennung eines Fremdstarts eines einen Generator aufweisenden Kraftfahrzeuges durch Ermitteln des Vorzeichens der über die Materiallage (13, 13', 25) abfallenden elektrischen Spannung und/oder der Richtung des durch die Materiallage (13, 13', 25) fließenden elektrischen Stromes.