Doch noch nicht gelöst: Heizung defekt

[iOnier]

Canon sagt mir nichts,

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Sorry, bei der Auto-Vervollständigung mal wieder nicht aufgepasst.

Ich meinte caniOn, eine Android-App für die Drillinge, mit der Du Dir alle möglichen Daten aus dem Auto auf dem Smartphone anzeigen lassen kannst.

Dazu brauchst Du aber auch einen geeigneten OBD2-Dongle. Musst Du wissen, ob Dir das die Sache wert ist. Vielleicht wäre auch jemand hier aus dem Forum, der in Deiner Nähe wohnt, bereit, Die seinen Dongle eine Zeitlang zu leihen.

In der Anzeige "Heater History" zeigt caniOn den Verlauf der Heizleistung über die Zeit. Die Notabschaltung kannst Du verhindern indem Du dafür sorgst, dass vor Ablauf des Timeouts (ca. knapp 3½ Minuten, eher so 3' 20") die Heizleistung reduziert wird. Entweder durch kurzes Abschalten der Heizung oder durch Senkung der Batteriespannung unter 304 Volt (dass kannst Du gerade bei kalter und / oder schon etwas entladener Batterie durch einen mehr oder weniger beherzten Tritt aufs Fahrpedal bewirken). Jedenfalls bei meinem iOn wird die Heizleistung ab <= 303 V auf 2,4 kW (oberhalb etwa 60% SoC) oder sogar 1,8 kW (SoC unter etwa 60%) reduziert.

Jede Reduktion der Heizleistung, egal, wodurch hervorgerufen, bewirkt einen Reset des "Not-Aus-Timers", der startet erst wieder, sobald das Klimasteuergerät wieder auf "Volldampf" schaltet.

Solange Du mit der Heizung auf Stufe 1 bist geht es nicht anders. Hast Du die Zieltemperatur von Stufe 1 erreicht (etwa 32-35 °C Vorlauf, das kannst Du in der Anzeige "Heater Temp History" sehen, aber auch daran, dass das System die Leistung von sich aus reduziert) und auf Stufe 2 geschaltet, dann reicht es, ein paar (4-5) Sekunden auf Stufe 1 zurückzuschalten.

[Robert28]

Hallo Zusammen,

ich glaub zwischen zeitlich: Works as designed.

Aber das kann ja wohl nicht richtig sein.
Wenn ich als Fahrer sage "Heizung an", weil z.B. die Frontscheibe angelaufen ist, dann kann doch die Software mich nicht "übersteuern".
Letztendlich bin ich für einen sicheren Betrieb im Straßenverkehr verantwortlich.
Da ist es doch grob Fahrlässig, die Heizung zu reduzieren oder gar abzuschalten um ein paar KM Reichweite zu sparen.

Ich denke, da müsste das Kraftfahrbundesamt ein Rückruf mit Softwareupdate in die Wege leiten.

[iOnier]

Das wird ja bei mir nur so deutlich, weil ein Heizwiderstand nicht angesteuert wird. Wenn dann noch ein zweiter vom System abgeschaltet wird, dann reich's halt gar nicht mehr. Ein intaktes Heizsystem fährt die Temperatur ja auch zügig hoch und muss sie nur oben halten - durch die Trägheit des wasserbasierten Systems macht es dann nicht viel aus, wenn da mal eine Weile die Leistung reduziert wird. Mein System ist halt bloß keineswegs intakt und wird eh kaum warm.

[iOnier]

Habe nach längerer Zeit heute mal wieder etwas Zeit gefunden, mich drum zu kümmern; leider ohne greifbaren Erfolg.

Wie zuletzt geschildert, wird offenbar ein Heizwiderstand nicht von der Heizungs-/ Klimaregelung angesteuert. Der Fehler scheint entweder im Heizungs-Steuergerät oder im Kabelbaum zu liegen. Wie man hier unter:

90 -CIRCUIT DIAGRAMS
|-[...]
|-AIR CONDITIONER
|-AIR CONDITIONER <LHD>

auf dem 2. PDF (Seite 3/4 des Stromlaufplans) erkennen kann, gibt es 3 Steckverbindungen auf dem Weg vom Heizungs-Steuergerät zum Heizelement:

1.) die Steckverbinder C-101 und C-113 direkt am Steuergerät
2.) den Steckverbinder B-01 irgendwo im Verlauf des Kabelbaums, soweit ich herausfinden konnte hinter dem Armaturenbrett auf der Fahrerseite
3.) den Steckverbinder A-113 unter dem Fahrzeugboden direkt beim Heizelement.

Am Steckverbinder A-113 hatte ich ja gemessen und analysiert, wie die Heizwiderstände angesteuert werden:

An Pin 3 liegt zunächst Bordspannung an, fällt dann nach ca. 12 Sekunden auf etwa 3,6 Volt ab, canion zeigt jetzt ca. 900 W Heizleistung an
An Pin 4 liegt zunächst Bordspannung an, fällt dann nach ca. 20 Sekunden auf etwa 3,6 Volt ab, canion zeigt einen Anstieg der Heizleistung auf 1,6 kW
An Pin 5 liegen ganze 1,25-1,35 Volt an*, unverändert, egal wie lange ich warte (nach ca 3,5 Min. geht dann die Heizung in die bekannte Notabschaltung), canion zeigt bis dahin dennoch einen weiteren schrittweisen Anstieg der Heizleistung bis zum Maximum von ca. 4,5 kW

Heute habe ich nun den unteren Mittelteil des Armaturenbretts demontiert, um an die Rückseite mit den Anschlüssen des Heizungs-Steuergeräts heranzukommen.

Das sieht leider ganz anders aus, als nach dem Stromlaufplan zu vermuten wäre. Es gibt 2 Steckverbinder, aber anders als angegeben ist der eine 14-polig, der andere 22-polig; laut Stromlaufplan wäre C-101 20-polig, C-113 16-polig. Die Kabelfarben kann ich auch nicht zuordnen:

Ich habe daher dann versucht, die Steuerleitungen durch Messen herauszufinden, also die Leitungen gesucht, an denen bei "Zündung an" Bordspannung anliegt und zu sehen, ob die dann bei "Heizung an" abfällt. Leider war das bei keinem der Pins der Fall ... allerdings habe ich mglw. nicht lang genug gewartet (siehe oben: 12 resp. 20 Sek.; daran, dass es so lang war, hatte ich mich nicht mehr erinnert) => muss ich also nochmal wieder 'ran. Doof. Vielleicht schaffe ich das morgen.

Doof auch, dass jetzt im Armaturenbrett die Airbag-Warnlampe dauerhaft leuchtet. Evtl., weil ich den Stecker für die "Deaktiviert-Anzeige" des Beifahrer-Airbags im unteren Mittelteil des Armaturenbretts abgezogen hatte, um während meiner Messungen etwas mehr Bewegungsfreiheit zu bekommen. Wahrscheinlich ist da jetzt ein Fehler hinterlegt, den ich löschen muss. Mein Laptop mit der DiagBox tut bloß gerade nicht, was er soll. CarScanner zeigt keinen dazu passenden Fehlercode an.

Frustrierend, das Ganze ...

[mini_mi]

Wenn du die Kontroll-Leuchte für den Beifahrerairbag abziehst und Zündung anmachst wirft er den Fehler, läßt sich aber löschen. Das Problem hatte ich auch, ich habs mit meinem iCarSoft löschen können.

[Tanemer]

Hallo,
Das Thema beschäftigt uns schon länger, vielleicht ist es Ihnen gelungen, eine defekte Heizung zu reparieren? Wenn nicht, ist die Leiterplatte möglicherweise immer noch offen und Sie können die BJT-Transistoren überprüfen. Die Heizungen waren in Ordnung, also ist der Transistor die nächste logische Sache.
(Ich habe die Google-Übersetzung verwendet und hoffe, dass das Gespräch verständlich war)

Aufrichtig,

Tanel Meerents
aus Estland

[iOnier]

Tatsächlich bin ich nicht mehr dazu gekommen, daran weiter zu arbeiten. Das ganze letzte Jahr war das Auto an meinen Sohn ausgeliehen, ich bekomme es demnächst wieder. Sobald es dann etwas wärmer ist (ich habe nur einen halb offenen Carport, keine geschlossene Garage oder gar Werkstatt) werde ich mich da nochmal dran machen.

Wie weiter oben im Thread zu lesen ist, hatte ich das Heizelement durch ein gebrauchtes Teil ersetzt und es hat eine kurze Zeit funktioniert. Das Heizelement von meinem Fahrzeug hatte ich zerlegt und die Platine an jemanden weitergegeben, der sich mit Elektronik besser auskennt als ich. Von ihm habe ich erfahren, dass die Platine vermutlich völlig intakt war.

Weitere Untersuchungen haben dann gezeigt, dass über eine der 3 Steuerleitungen für die 3 Heizwiderstände kein adäquates Signal vom Steuergerät bekommt.

Da es nach dem Austausch des Heizelements kurzzeitig funktioniert hat, liegt vermutlich irgendwo ein Wackelkontakt / schlechte Verbindung vor.

Entweder auf der Platine im Steuergerät im Innenraum oder im Verlauf des Kabelbaums. Fehlersuche ist nicht einfach, da die Schaltpläne, die hier zu finden sind, mit der Realität nicht 100% übereinstimmen.

[Tanemer]

Hallo,
Danke für die Antwort. Ich habe immer noch gehofft, dass bei deinem Gerät ein Fehler auf der Platine vorliegt. Haben Sie bei der Messung des vom Auto kommenden Signals den Stecker abgezogen und dann von der Fahrzeugseite aus gemessen, oder war der Stecker zusammengesteckt? Haben Sie die Masse an einer beliebigen Stelle des Körpers entnommen? Ich vermute, dass einer der Transistoren auf Ihrer alten Heizungsplatine defekt ist und das Signalkabel daher nicht die gleiche Windungszahl wie die anderen hat.
Ich nahm die Abdeckung meiner Heizung am Auto ab und stellte fest, dass alle drei Heizungen Strom aus der Batterie erhielten, in diesem Moment waren es ~350 V. Ich habe die Widerstände der Heizungen gemessen, 12 kOhm, 9 kOhm und 6 kOhm - Temperatur ~ +3 °C.
Dann habe ich angefangen, die Verbräuche zu messen, die 12kOhm- und 9kOhm-Heizungen hatten einen Kaltverbrauch von 0,8A. Die 6-kOhm-Heizung startete bei 0,5 A, aber dann stiegen die Amperezahlen, während sie sich erwärmte, und für ca. 2 Minuten waren es bereits 2,5 A. Ich habe den Widerstand dieser Heizung erneut gemessen und er war auf 1,5 Ohm gesunken. Auch der Verbrauch der anderen Heizgeräte war gestiegen, das 12-kOhm-Element hatte nun 2A. Meiner Meinung nach sind da keine PTC-Elemente drin, sondern NTC-Elemente. Somit wird die Heizung durch BJT-Transistoren gesteuert, die durch Ändern der Spannung der vom Auto kommenden Signalleitung gesteuert werden. Wenn der Widerstand des Transistors zu hoch ist, erhalten die Heizungen nicht genügend Strom, um warm zu werden.

Aufrichtig,

Tanel

[i-MiEVBJ2010]

Dazu aus dem Service Manual 2013:
Heizanlage 220-400V
PTC (poitive temperatue coefficient) Widerstand
max Leistung 5kW @ 6L/min, 25°C

[iOnier]

Hej Tanel,
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Ich habe immer noch gehofft, dass bei deinem Gerät ein Fehler auf der Platine vorliegt.

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nicht unmöglich, aber nach dem Austausch gegen ein (gebrauchtes) Ersatzteil eher unwahrscheinlich.

Natürlich wäre theoretisch denkbar, dass ein Fehler im Klima-Steuergerät "Überspannung" auf die Steuerleitung legt und damit den Treiber-Transistor auf der Platine im Heizelement (nicht sofort) beschädigt.

Das würde den Verlauf bei mir - wie gesagt theoretisch - erklären können (Heizung hat, als das Fahrzeug neu war, eine Zeitlang funktioniert, nach Austausch des Heizelements unter dem Auto wieder eine Zeitlang). Aber: mehr als 12 V (bis 14-15 V) sind dort kaum denkbar (warum sollte das Klima-Steuergerät höhere Spannungen als die Bordspannung erzeugen [können]?), und diese Spannung liegt auf den anderen Steuerleitungen ebenfalls an (signalisiert: "Heizwiderstand aus").

Ich halte das für sehr unwahrscheinlich.
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Haben Sie bei der Messung des vom Auto kommenden Signals den Stecker abgezogen und dann von der Fahrzeugseite aus gemessen, oder war der Stecker zusammengesteckt?

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Zusammengesteckt.
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Haben Sie die Masse an einer beliebigen Stelle des Körpers entnommen?

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Nahe des Heizelements am Unterboden. Das sollte für die 12 V aber keine Rolle spielen.
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Ich vermute, dass einer der Transistoren auf Ihrer alten Heizungsplatine defekt ist und das Signalkabel daher nicht die gleiche Windungszahl wie die anderen hat.

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Diesen Satz verstehe ich nicht - ein Transistor hat keine "Windungszahl" ... meinst Du eine veränderte Kennlinie?

Wie auch immer; bei mir liegt ja offenbar schon eine fehlerhafte Ansteuerung vor ...

Ich verfüge mittlerweile über ein Oszilloskop, wenn ich das Auto wieder hier habe und es warm genug ist, um im Carport daran zu arbeiten, werde ich die Steuerleitungen damit einmal untersuchen, die Temperaturen mit caniOn oder DiagBox messen. Dann weiß ich zumindest etwas mehr über die Signalisierung.
Vielleicht habe ich dann auch ein Labornetzteil und kann passende Steuerspannung an die fehlerhaft angesteuerte Leitung anlegen; dann müsste die Temperatur schneller ansteigen und es dürfte nicht mehr zur "Notabschaltung" nach 3 Minuten kommen. Dies wäre dann der abschließende Beweis dafür, dass das Heizelement selber intakt ist.
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[...]Meiner Meinung nach sind da keine PTC-Elemente drin, sondern NTC-Elemente. Somit wird die Heizung durch BJT-Transistoren gesteuert, die durch Ändern der Spannung der vom Auto kommenden Signalleitung gesteuert werden. Wenn der Widerstand des Transistors zu hoch ist, erhalten die Heizungen nicht genügend Strom, um warm zu werden.

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Das sind sehr interessante Erkenntnisse! Technisch macht das insoweit Sinn, als man mit steigender Temperatur mehr Leistung benötigt, um (schnell) weiter zu erhitzen. Die Zieltemperatur wird schneller erreicht (=> Komfort).

Das stellt aber auch hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Steuerung, denn wenn im Fehlerfall immer mit "max." angesteuert wird, brennt der Heizwiderstand durch.

"BJT" sagt mir leider nichts, aber im Prinzip ist mir schon klar geworden, dass jedes Heizelement von einem Transistor gesteuert wird, der seinerseits durch die Impulse geregelt wird, die vom Klima-Steuergerät im Fahrzeug kommen.

Ob es sich um eine "quasi-analoge" Regelung handelt oder um eine Pulslängensteuerung habe ich aber noch nicht sicher herausgefunden. Weitere Analyse mit dem Oszilloskop wird zeigen, ob da veränderliche Spannungen anliegen oder Rechteckpulse. Mit dem Voltmeter (Multimeter) hatte ich 3,6 V gemessen, aber nur über einen kurzen Zeitraum.