Chrysler Pacifica. Manual - part 903

• Shorted or open circuits
Response rate is the time required for the sensor to

switch from lean to rich once it is exposed to a richer
than optimum A/F mixture or vice versa. As the sen-
sor starts malfunctioning, it could take longer to
detect the changes in the oxygen content of the
exhaust gas.

The output voltage of the O2S ranges from 0 to 1

volt (voltages are offset by 2.5 volts on NGC vehi-
cles). A good sensor can easily generate any output
voltage in this range as it is exposed to different con-
centrations of oxygen. To detect a shift in the A/F
mixture (lean or rich), the output voltage has to
change beyond a threshold value. A malfunctioning
sensor could have difficulty changing beyond the
threshold value.

OXYGEN SENSOR HEATER MONITOR

If there is an oxygen sensor (O2S) DTC as well as

a O2S heater DTC, the O2S heater fault MUST be
repaired first. After the O2S fault is repaired, verify
that the heater circuit is operating correctly.

Effective control of exhaust emissions is achieved

by an oxygen feedback system. The most important
element of the feedback system is the O2S. The O2S
is located in the exhaust path. Once it reaches oper-
ating temperatures of 300° to 350°C (572 ° to 662°F),
the sensor generates a voltage that is inversely pro-
portional to the amount of oxygen in the exhaust.
The information obtained by the sensor is used to
calculate the fuel injector pulse width. This main-
tains a 14.7 to 1 Air Fuel (A/F) ratio. At this mixture
ratio, the catalyst works best to remove hydrocarbons
(HC), carbon monoxide (CO) and nitrogen oxide
(NOx) from the exhaust.

The voltage readings taken from the O2S are very

temperature sensitive. The readings are not accurate
below 300°C. Heating of the O2S is done to allow the
engine controller to shift to closed loop control as
soon as possible. The heating element used to heat
the O2S must be tested to ensure that it is heating
the sensor properly.

The O2S circuit is monitored for a drop in voltage.

The sensor output is used to test the heater by iso-
lating the effect of the heater element on the O2S
output voltage from the other effects.

EGR MONITOR (if equipped)

The Powertrain Control Module (PCM) performs

an on-board diagnostic check of the EGR system.

The EGR monitor is used to test whether the EGR

system is operating within specifications. The diag-
nostic check activates only during selected engine/
driving conditions. When the conditions are met, the
EGR is turned off (solenoid energized) and the O2S
compensation control is monitored. Turning off the

EGR shifts the air fuel (A/F) ratio in the lean direc-
tion. The O2S data should indicate an increase in the
O2 concentration in the combustion chamber when
the exhaust gases are no longer recirculated. While
this test does not directly measure the operation of
the EGR system, it can be inferred from the shift in
the O2S data whether the EGR system is operating
correctly. Because the O2S is being used, the O2S
test must pass its test before the EGR test. Also
looks at EGR linear potentiometer for feedback.

MISFIRE MONITOR

Excessive engine misfire results in increased cata-

lyst temperature and causes an increase in HC emis-
sions. Severe misfires could cause catalyst damage.
To prevent catalytic convertor damage, the PCM
monitors engine misfire.

The Powertrain Control Module (PCM) monitors

for misfire during most engine operating conditions
(positive torque) by looking at changes in the crank-
shaft speed. If a misfire occurs the speed of the
crankshaft will vary more than normal.

FUEL SYSTEM MONITOR

To comply with clean air regulations, vehicles are

equipped with catalytic converters. These converters
reduce the emission of hydrocarbons, oxides of nitro-
gen and carbon monoxide. The catalyst works best
when the air fuel (A/F) ratio is at or near the opti-
mum of 14.7 to 1.

The PCM is programmed to maintain the optimum

air/fuel ratio. This is done by making short term cor-
rections in the fuel injector pulse width based on the
O2S output. The programmed memory acts as a self
calibration tool that the engine controller uses to
compensate for variations in engine specifications,
sensor tolerances and engine fatigue over the life
span of the engine. By monitoring the actual air-fuel
ratio with the O2S (short term) and multiplying that
with the program long-term (adaptive) memory and
comparing that to the limit, it can be determined
whether it will pass an emissions test. If a malfunc-
tion occurs such that the PCM cannot maintain the
optimum A/F ratio, then the MIL will be illuminated.

CATALYST MONITOR

To comply with clean air regulations, vehicles are

equipped with catalytic converters. These converters
reduce the emission of hydrocarbons, oxides of nitro-
gen and carbon monoxide.

Normal vehicle miles or engine misfire can cause a

catalyst to decay. A meltdown of the ceramic core can
cause a reduction of the exhaust passage. This can
increase vehicle emissions and deteriorate engine
performance, driveability and fuel economy.

The catalyst monitor uses dual oxygen sensors

(O2S’s) to monitor the efficiency of the converter. The

CS

EMISSIONS CONTROL

25 - 3

EMISSIONS CONTROL (Continued)

dual O2S’s strategy is based on the fact that as a cat-
alyst deteriorates, its oxygen storage capacity and its
efficiency are both reduced. By monitoring the oxy-
gen storage capacity of a catalyst, its efficiency can
be indirectly calculated. The upstream O2S is used to
detect the amount of oxygen in the exhaust gas
before the gas enters the catalytic converter. The
PCM calculates the A/F mixture from the output of
the O2S. A low voltage indicates high oxygen content
(lean mixture). A high voltage indicates a low content
of oxygen (rich mixture).

When the upstream O2S detects a lean condition,

there is an abundance of oxygen in the exhaust gas.
A functioning converter would store this oxygen so it
can use it for the oxidation of HC and CO. As the
converter absorbs the oxygen, there will be a lack of
oxygen downstream of the converter. The output of
the downstream O2S will indicate limited activity in
this condition.

As the converter loses the ability to store oxygen,

the condition can be detected from the behavior of
the downstream O2S. When the efficiency drops, no
chemical reaction takes place. This means the con-
centration of oxygen will be the same downstream as
upstream. The output voltage of the downstream
O2S copies the voltage of the upstream sensor. The
only difference is a time lag (seen by the PCM)
between the switching of the O2S’s.

To monitor the system, the number of lean-to-rich

switches of upstream and downstream O2S’s is
counted.

The

ratio

of

downstream

switches

to

upstream switches is used to determine whether the
catalyst is operating properly. An effective catalyst
will have fewer downstream switches than it has
upstream switches i.e., a ratio closer to zero. For a
totally ineffective catalyst, this ratio will be one-to-
one, indicating that no oxidation occurs in the device.

The system must be monitored so that when cata-

lyst efficiency deteriorates and exhaust emissions
increase to over the legal limit, the MIL (Check
Engine lamp) will be illuminated.

NATURAL VACUUM LEAK DETECTION (NVLD) (if equipped)

The Natural Vacuum Leak Detection (NVLD) sys-

tem is the next generation evaporative leak detection
system that will first be used on vehicles equipped
with the Next Generation Controller (NGC). This
new system replaces the leak detection pump as the
method of evaporative system leak detection. This is
to detect a leak equivalent to a 0.020

9 (0.5 mm) hole.

This system has the capability to detect holes of this
size very dependably.

The basic leak detection theory employed with

NVLD is the

9Gas Law9. This is to say that the pres-

sure in a sealed vessel will change if the temperature
of the gas in the vessel changes. The vessel will only

see this effect if it is indeed sealed. Even small leaks
will allow the pressure in the vessel to come to equi-
librium with the ambient pressure. In addition to the
detection of very small leaks, this system has the
capability of detecting medium as well as large evap-
orative system leaks.

The NVLD seals the canister vent during engine

off conditions. If the EVAP system has a leak of less
than the failure threshold, the evaporative system
will be pulled into a vacuum, either due to the cool
down from operating temperature or diurnal ambient
temperature cycling. The diurnal effect is considered
one of the primary contributors to the leak determi-
nation by this diagnostic. When the vacuum in the
system exceeds about 1

9 H2O (0.25 KPA), a vacuum

switch closes. The switch closure sends a signal to
the NGC. The NGC, via appropriate logic strategies
(described below), utilizes the switch signal, or lack
thereof, to make a determination of whether a leak is
present.

The NVLD device is designed with a normally open

vacuum switch, a normally closed solenoid, and a
seal, which is actuated by both the solenoid and a
diaphragm. The NVLD is located on the atmospheric
vent side of the canister. The NVLD assembly may
be mounted on top of the canister outlet, or in-line
between the canister and atmospheric vent filter. The
normally open vacuum switch will close with about 1

9

H2O (0.25 KPA) vacuum in the evaporative system.
The diaphragm actuates the switch. This is above the
opening point of the fuel inlet check valve in the fill
tube so cap off leaks can be detected. Submerged fill
systems must have recirculation lines that do not
have the in-line normally closed check valve that pro-
tects the system from failed nozzle liquid ingestion,
in order to detect cap off conditions.

The normally closed valve in the NVLD is intended

to maintain the seal on the evaporative system dur-
ing the engine off condition. If vacuum in the evapo-
rative system exceeds 3

9 to 69 H2O (0.75 to 1.5 KPA),

the valve will be pulled off the seat, opening the seal.
This will protect the system from excessive vacuum
as well as allowing sufficient purge flow in the event
that the solenoid was to become inoperative.

The solenoid actuates the valve to unseal the can-

ister vent while the engine is running. It also will be
used to close the vent during the medium and large
leak tests and during the purge flow check. This sole-
noid requires initial 1.5 amps of current to pull the
valve open but after 100 ms. will be duty cycled down
to an average of about 150 mA for the remainder of
the drive cycle.

Another feature in the device is a diaphragm that

will open the seal in the NVLD with pressure in the
evaporative system. The device will

9blow off9 at

about 0.5

9 H2O (0.12 KPA) pressure to permit the

25 - 4

EMISSIONS CONTROL

CS

EMISSIONS CONTROL (Continued)

venting of vapors during refueling. An added benefit
to this is that it will also allow the tank to

9breathe9

during increasing temperatures, thus limiting the
pressure in the tank to this low level. This is benefi-
cial because the induced vacuum during a subse-
quent declining temperature will achieve the switch
closed (pass threshold) sooner than if the tank had to
decay from a built up pressure.

The device itself has 3 wires: Switch sense, sole-

noid driver and ground. The NGC utilizes a high-side
driver to energize and duty-cycle the solenoid.

OPERATION

SYSTEM

The Powertrain Control Module (PCM) monitors

many different circuits in the fuel injection, ignition,
emission and engine systems. If the PCM senses a
problem with a monitored circuit often enough to
indicate an actual problem, it stores a Diagnostic
Trouble Code (DTC) in the PCM’s memory. If the
code applies to a non-emissions related component or
system, and the problem is repaired or ceases to
exist, the PCM cancels the code after 40 warmup
cycles. Diagnostic trouble codes that affect vehicle
emissions illuminate the Malfunction Indicator Lamp
(MIL). Refer to Malfunction Indicator Lamp in this
section.

Certain criteria must be met before the PCM

stores a DTC in memory. The criteria may be a spe-
cific range of engine RPM, engine temperature,
and/or input voltage to the PCM.

The PCM might not store a DTC for a monitored

circuit even though a malfunction has occurred. This
may happen because one of the DTC criteria for the
circuit has not been met. For example , assume the
diagnostic trouble code criteria requires the PCM to
monitor the circuit only when the engine operates
between 750 and 2000 RPM. Suppose the sensor’s
output circuit shorts to ground when engine operates
above 2400 RPM (resulting in 0 volt input to the
PCM). Because the condition happens at an engine
speed above the maximum threshold (2000 rpm), the
PCM will not store a DTC.

There are several operating conditions for which

the PCM monitors and sets DTC’s. Refer to Moni-

tored Systems, Components, and Non-Monitored Cir-
cuits in this section.

NOTE: Various diagnostic procedures may actually
cause a diagnostic monitor to set a DTC. For
instance, pulling a spark plug wire to perform a
spark test may set the misfire code. When a repair
is completed and verified, use the scan tool to
erase all DTC’s and extinguish the MIL.

Technicians can display stored DTC’s. For obtain-

ing the DTC information, use the Data Link Connec-
tor with the scan tool (Fig. 1).

DRB III

T STATE DISPLAY TEST MODE

OPERATION

The switch inputs to the Powertrain Control Mod-

ule (PCM) have two recognized states; HIGH and
LOW. For this reason, the PCM cannot recognize the
difference between a selected switch position versus
an open circuit, a short circuit, or a defective switch.
If the State Display screen shows the change from
HIGH to LOW or LOW to HIGH, assume the entire
switch circuit to the PCM functions properly. From
the state display screen, access either State Display
Inputs and Outputs or State Display Sensors.

Fig. 1 Data Link Connector

CS

EMISSIONS CONTROL

25 - 5

EMISSIONS CONTROL (Continued)

SPECIFICATIONS

TORQUE

DESCRIPTION

N·m

Ft. Lbs.

In. Lbs.

Vapor Canistor Bracket to

Frame

10.1

90

Vapor Canistor Mounting

Nuts

Filter to Frame Bolt

10.1

90

25 - 6

EMISSIONS CONTROL

CS

EMISSIONS CONTROL (Continued)