Dodge Dakota (R1). Manual - part 818

3.2.3

TRANSMISSION CONTROL

The PCM operation includes control of 4 speed

automatic transmissions utilizing electronic gover-
nor pressure control, eliminating the need for a
separate transmission controller. Transmission con-
trol is achieved through regulation of governor
pressure using a Governor Pressure Solenoid valve.
Valve position is controlled by pulse width modula-
tion. Torque converter clutch and overdrive sole-
noids are also controlled by the PCM, as are the
transmission relay and dashboard overdrive off
lamp. PCM inputs affecting transmission operation
include the throttle position sensor, output shaft
speed sensor, vehicle speed, engine speed sensor
(CKP), brake switch, ignition, overdrive on/off
switch, torque converter clutch solenoid, transmis-
sion temperature sensor, and governor pressure
sensor.

The PCM continuously checks for internal trans-

mission problems, electrical problems, and some
hydraulic problems. When a problem is sensed, the
PCM stores a diagnostic trouble code. Any of these
codes cause the transmission to go into ‘‘default’’
mode. When the PCM detects a problem, the trans-
mission will default to third gear. When this hap-
pens, the only transmission functions are:

•

PARK and NEUTRAL

•

REVERSE

•

THIRD GEAR

•

MANUAL SHIFTING of FIRST, SECOND and
THIRD GEAR

No upshifts or downshifts are allowed. The posi-

tion of the manual valve alone allows the ranges
that are available. Although engine performance is
seriously degraded while in this mode, it allows the
owner to drive the vehicle in for service. The trans-
mission can be shifted manually by quickly down-
shifting into 1st to achieve 1st gear, then shifting to
2nd, then to third. However, default mode will not
allow 4th gear or any EMCC operation.

Once the DRBIII

t is in the RE transmission

portion of the diagnostic program, it constantly
monitors the powertrain control module, updating
the screens with switch, sensor, and input/output
states, as well as displaying diagnostic trouble
codes and default status.

TRANSMISSION IDENTIFICATION

The transmission part/identification numbers

and codes are stamped on the left side of the case
just above the oil pan gasket surface. The first
letter/number group is the assembly part number.
The next number group is the transmission serial
number. Refer to this information when ordering
replacement parts.

GOVERNOR PRESSURE SOLENOID VALVE

The solenoid valve generates the governor pres-

sure needed for upshifts and downshifts. It is an
electro-hydraulic device and is located in the gover-
nor body on the valve body transfer plate.

The inlet side of the solenoid valve is exposed to

normal transmission line pressure while in forward
gears. The outlet side of the valve leads to the valve
body governor circuit.

The solenoid valve regulates line pressure to

produce governor pressure. The average current
supplied to the solenoid valve controls governor
pressure. One amp current produces zero psi gov-
ernor pressure. Zero amps sets the maximum gov-
ernor pressure. Current is regulated by modulation
of the pulse width of a 512 hz driver frequency (512
cycles per second).

The powertrain control module (PCM) supplies

electrical power to the solenoid valve. Operating
voltage is 12 volts (DC) and is provided through the
battery terminal on the module.

The solenoid is polarity sensitive. The PCM ener-

gizes the solenoid by grounding it through the
power ground terminal on the powertrain control
module.

GOVERNOR PRESSURE SENSOR

The governor pressure sensor measures output

pressure of the governor pressure solenoid valve.

The sensor output signal provides the necessary

feedback to the powertrain control module. This
feedback is needed to accurately control pressure.
The unit is an absolute pressure device and the
output is calibrated to be .35 to .65 volts at 14.7 psi
(normal barometric pressure). Since this is an ab-
solute pressure device, 0 psi calibration is required
often to compensate for changing atmospheric pres-
sure or altitude. This voltage measured at 0 psi is
referred to as zero pressure offset.

GOVERNOR SHIFT SCHEDULES

The electronic governor has several governor

curves possible as opposed to a conventional gover-
nor which has a single governor curve with two
stages. These transmissions are mechanically and
hydraulically the same as the ones they replace.

As with all-hydraulic transmissions, the vehicle

shift speeds are determined by balancing a hydrau-
lic pressure signal proportional to transmission
output speed (called governor pressure) against a
pressure signal determined by throttle position
(called throttle pressure). The four curves are used
during the following operating conditions.

Low Transmission Fluid Temperature —

When the transmission fluid is cold at or below 30°F
the conventional governor can delay shifts, result-
ing in higher than normal shift speeds and harsh
shifts. The electronically controlled low tempera-

4

GENERAL INFORMATION

ture governor pressure curve is higher than normal
to make the transmission shift at normal speeds
and sooner. The PCM uses a temperature sensor in
the transmission oil sump to determine when low
temperature governor pressure is needed.

Transfer Case Low-Range Operation — On

four-wheel drive vehicles operating in low range,
the engine can accelerate to its peak more rapidly
than in Normal range, resulting in delayed shifts
and undesirable engine ‘‘flare’’. The low range gov-
ernor pressure curve is also higher than normal to
initiate upshifts sooner. The PCM compares the
electronic vehicle speed signal to the transmission
output shaft speed signal to determine when the
transfer case is in low range.

Wide-Open Throttle Operation — In wide-

open throttle (WOT) mode, adaptive memory in the
PCM assures that up-shifts occur at the prepro-
grammed optimum speed. WOT operation is deter-
mined from the throttle position sensor, which is
also a part of the emission control system. The
initial setting for the WOT upshift is below the
optimum engine speed. As WOT shifts are repeated,
the PCM learns the time required to complete the
shifts by comparing the engine speed when the
shifts occur to the optimum speed. After each shift,
the PCM adjusts the shift point until the optimum
speed is reached. The PCM also considers vehicle
loading, grade and engine performance changes due
to high altitude in determining when to make WOT
shifts. It does this by measuring vehicle and engine
acceleration and then factoring in the shift time.

Normal Operation — Normal operation is re-

fined through the increased computing power of the
PCM and through access to data on engine operat-
ing conditions provided by the PCM that were not
available with the previous stand-alone electronic
module. This facilitated the development of a load
adaptive shift strategy — the ability to alter the
shift schedule in response to vehicle load conditions.
One manifestation of this capability is grade ‘‘hunt-
ing’’ prevention — the ability of the transmission
logic to delay an upshift on a grade if the engine
does not have sufficient power to maintain speed in
the higher gear. The 3-2 downshift and the potential
for hunting between gears occurs with a heavily
loaded vehicle or on steep grades. When hunting
occurs, it is very objectionable because shifts are
frequent and accompanied by large changes in noise
and acceleration.

GOVERNOR OPERATION

The electronic governor control system replaces

the old centrifugal governor pressure control and is
located on the valve body. The control system uses a
governor pressure solenoid that can vary pressure, a
pressure sensor, and the output shaft speed sensor.

The electronic governor control system regulates

pressure to control shifts in the first three gears.
Output shaft and throttle position are used to
determine target pressure. Actual governor pres-
sure is read from the sensor and the difference
between the target pressure and actual pressure
are used to determine duty cycle correction.

The duty cycle is the amount of time the governor

pressure solenoid needs to be off to meet the target
pressure.

Speed of the output shaft, throttle position, con-

troller calculations, and shift lever position deter-
mine different governor pressure curves.

Governor pressures can be different at the same

output shaft speed. The desired pressure is deter-
mined by many things including the acceleration of
the vehicle. There is no need for concern if at the
same output shaft speed there are different re-
quested pressures. There is a need for concern if the
target pressure and actual pressure are not within
three PSI for five seconds or more. If this occurs the
control system could result in erratic shifting.

The only time the governor control system stays

at zero is when the gear selector is in park, neutral,
reverse or drive with the vehicle at a stop. When the
transmission is in park, neutral, or reverse no line
pressure is supplied to the governor pressure sole-
noid making governor pressure zero.

TRANSMISSION TEMPERATURE SENSOR

Transmission fluid temperature readings are

supplied to the powertrain control module by the
transmission temperature sensor. It is a thermistor
located in the governor pressure sensor connector.
The temperature readings are used to control en-
gagement of the overdrive clutch, the converter
clutch, and governor pressure. Normal resistance
value for the thermistor at room temperature is
approximately 1000 ohms.

The powertrain control module (PCM) prevents

engagement of the converter clutch and overdrive
clutch, when fluid temperature is below approxi-
mately 30°F.

If fluid temperature exceeds 260°F, the power-

train control module will cause a 4-3 downshift and
engage the converter clutch. Engagement is accord-
ing to the third gear converter clutch engagement
schedule.

The overdrive OFF lamp in the instrument panel,

also illuminates when the shift back to third occurs.
The transmission will not allow fourth gear opera-
tion until fluid temperature decreases to approxi-
mately 230°F.

5

GENERAL INFORMATION

TRANSMISSION SPEED SENSOR

The speed sensor is located in the overdrive

housing. The sensor is positioned over the park gear
and monitors transmission output shaft rotating
speed.

Speed sensor signals are triggered by the park

gear lugs as they rotate past the sensor pickup face.
One revolution of the output shaft produces 23
pulses. Input signals from the sensor are sent to the
PCM for processing.

TORQUE CONVERTER ELECTRONICS

The torque converter contains a converter clutch

mechanism. The converter clutch is an electroni-
cally controlled mechanism. It is engaged in fourth
gear, and in third gear only when the overdrive
control switch is in the OFF position, and also, in
third gear over temp mode.

The torque converter is not a serviceable compo-

nent. It should be replaced as an assembly when:
diagnosis indicates a malfunction has occurred, or
when a major malfunction allows debris to enter the
converter.

3.2.4

OTHER CONTROLS

CHARGING SYSTEM

Battery voltage is supplied to the PCM. The PCM

in turn supplies battery voltage to the Gen source
(+) terminal. The PCM varies the battery charging
rate by using a battery temperature sensor, along
with sensed line voltage, is monitored to vary the
amount of current produced by the generator. This
is done by cycling the Gen field driver.

SPEED CONTROL

The PCM controls vehicle speed by operation of

the speed control servo vacuum and vent solenoids.
Energizing the vacuum solenoid applies vacuum to
the servo to increase throttle position. Operation of
the vent solenoid slowly releases the vacuum allow-
ing throttle position to decrease. A special dump
solenoid allows immediate release of throttle posi-
tion caused by braking, cruise control turn off,
shifting into neutral, excessive RPM (tires spin-
ning) or ignition key off.

FUEL VAPOR RECOVERY SYSTEM (DUTY
CYCLE PURGE CONTROL)

Duty Cycle Purge is a system that feeds fuel

gases from the purge canister and gasoline tank
into the throttle body for mixing with incoming air.
Metering of the gases is performed by duty cycling
the purge solenoid by the PCM.

The system is disabled during wide open throttle

conditions and while the engine is below a specified
coolant temperature. When engine temperature be-
comes greater than a calibrated parameter, duty
cycle purge is delayed for a calibrated time. Once
purge delay is over, purge will be ramped in to
soften the effect of dumping additional fuel into the
engine.

The PCM provides a modulated 5 Hz signal (at

closed throttle) or 10 Hz signal (at open throttle) to
control this system. Modulation of the signal is
based upon a calculated air flow (based upon known
fuel flow through the injector at a given pulse width
and RPM) and is adjusted to compensate for
changes in flow due to varying engine vacuum.

LEAK DETECTION PUMP SYSTEM

The leak detection pump is a device that pressur-

izes the evaporative system to determine if there
are any leaks. When certain conditions are met, the
PCM will activate the pump and start counting
pump strokes. If the pump stops within a calibrated
number of strokes, the system is determined to be
normal. If the pump does not stop or stops too soon,
a DTC will be set.

3.2.5

PCM OPERATING MODES

As input signals to the PCM change, the PCM

adjusts its response to output devices. For example,
the PCM must calculate a different injector pulse
width and ignition timing for idle than it does for
wide open throttle. There are several different
modes of operation that determine how the PCM
responds to the various input signals.

There are two types of engine control operation:

open loop and closed loop.

In open loop operation, the PCM receives input

signals and responds according to preset program-
ming. Inputs from the heated oxygen sensors are
not monitored.

In closed loop operation, the PCM monitors the

inputs from the heated oxygen sensors. This input
indicates to the PCM whether or not the calculated
injector pulse width results in the ideal air-fuel
ratio of 14.7 parts air to 1 part fuel. By monitoring
the exhaust oxygen content through the oxygen
sensor, the PCM can fine tune injector pulse width.
Fine tuning injector pulse width allows the PCM to
achieve optimum fuel economy combined with low
emissions.

The engine start-up (crank), engine warm-up,

and wide open throttle modes are open loop modes.
Under most operating conditions, the acceleration,
deceleration, and cruise modes, with the engine at
operating temperature, are closed loop modes.

6

GENERAL INFORMATION

IGNITION SWITCH ON (ENGINE OFF) MODE

When the ignition switch activates the fuel injec-

tion system, the following actions occur:

1. The PCM determines atmospheric air pressure

from the MAP sensor input to determine basic
fuel strategy.

2. The PCM monitors the engine coolant tempera-

ture sensor and throttle position sensor input.
The PCM modifies fuel strategy based on this
input.

When the ignition key is in the ‘‘on’’ position and

the engine is not running (zero rpm), the auto
shutdown relay and fuel pump relay are not ener-
gized. Therefore, voltage is not supplied to the fuel
pump, ignition coil, and fuel injectors.

Engine Start-up Mode — This is an open loop

mode. The following actions occur when the starter
motor is engaged:

1. The auto shutdown and fuel pump relays are

energized. If the PCM does not receive the cam-
shaft and crankshaft signal within approxi-
mately

one

second,

these

relays

are

de-

energized.

2. The PCM energizes all fuel injectors until it

determines crankshaft position from the cam-
shaft and crankshaft signals. The PCM deter-
mines crankshaft position within one engine
revolution. After the crankshaft position has
been determined, the PCM energizes the fuel
injectors in sequence. The PCM adjusts the in-
jector pulse width and synchronizes the fuel
injectors by controlling the fuel injectors’ ground
paths.

Once the auto shutdown and fuel pump relays

have been energized, the PCM determines the fuel
injector pulse width based on the following:

– engine coolant temperature

– manifold absolute pressure

– intake air temperature

– engine revolutions

– throttle position

The PCM determines the spark advance based on

the following:

– engine coolant temperature

– crankshaft position

– camshaft position

– intake air temperature

– manifold absolute pressure

– throttle position

Engine Warm-Up Mode − This is an open loop

mode. The PCM adjusts injector pulse width and
controls injector synchronization by controlling the
fuel injectors’ ground paths. The PCM adjusts igni-

tion timing and engine idle speed. The PCM adjusts
the idle speed by controlling the idle air control
motor.

Cruise or Idle Mode − When the engine is at

normal operating temperature, this is a closed loop
mode. During certain idle conditions, the PCM may
enter into a variable idle speed strategy. At this
time, the PCM adjusts engine speed based on the
following inputs:

– throttle position

– battery voltage

– engine coolant temperature

Acceleration Mode − This is a closed loop mode.

The PCM recognizes an increase in throttle position
and a decrease in Manifold Vacuum as engine load
increases. In response, the PCM increases the in-
jector pulse width to meet the increased load.

Deceleration Mode − This is a closed loop mode.

The PCM recognizes a decrease in throttle position
and an increase in Manifold Vacuum as engine load
decreases. In response, the PCM decreases the
injector pulse width to meet the decreased load.

Wide Open Throttle Mode − This is an open

loop mode. The throttle position sensor notifies the
PCM of a wide open throttle condition. The PCM
adjusts injector pulse width to supply a predeter-
mined amount of additional fuel.

3.2.6

NON-MONITORED CIRCUITS

The PCM does not monitor the following circuits,

systems, and conditions even though they could
have malfunctions that result in driveability prob-
lems. A diagnostic code may not be displayed for the
following conditions. However, problems with these
systems may cause a diagnostic code to be displayed
for other systems. For example, a fuel pressure
problem will not register a diagnostic code directly,
but could cause a rich or lean condition. This could
cause an oxygen sensor, fuel system, or misfire
monitor trouble code to be stored in the PCM.

Engine Timing − The PCM cannot detect an

incorrectly

indexed

timing

chain,

camshaft

sprocket, or crankshaft sprocket. The PCM also
cannot detect an incorrectly indexed distributor.(*)

Fuel Pressure − Fuel pressure is controlled by

the fuel pressure regulator. The PCM cannot detect
a clogged fuel pump inlet filter, clogged in-line filter,
or a pinched fuel supply.(*)

Fuel Injectors − The PCM cannot detect if a fuel

injector is clogged, the pintle is sticking, or the
wrong injectors are installed.(*)

Fuel Requirements − Poor quality gasoline can

cause problems such as hard starting, stalling, and
stumble. Use of methanol-gasoline blends may re-
sult in starting and driveability problems. (See
individual symptoms and their definitions in Sec-
tion 6.0 (Glossary of Terms)).

7

GENERAL INFORMATION