Jeep Grand Cherokee WJ. Manual - part 380

FUEL INJECTORS—PCM OUTPUT

DESCRIPTION

The fuel injectors are connected to the engine with

the fuel injector rail.

OPERATION

The nozzle ends of the injectors are positioned into

openings in the intake manifold just above the intake
valve ports of the cylinder head. The engine wiring
harness connector for each fuel injector is equipped
with an attached numerical tag (INJ 1, INJ 2 etc.).
This is used to identify each fuel injector with its
respective cylinder number.

The injectors are energized individually in a

sequential order by the Powertrain Control Module
(PCM). The PCM will adjust injector pulse width by
switching the ground path to each individual injector
on and off. Injector pulse width is the period of time
that the injector is energized. The PCM will adjust
injector pulse width based on various inputs it
receives.

Battery voltage (12 volts +) is supplied to the injec-

tors through the ASD relay. The ASD relay will shut-
down the 12 volt power source to the fuel injectors if
the PCM senses the ignition is on, but the engine is
not running. This occurs after the engine has not
been running for approximately 1.8 seconds.

The PCM determines injector on-time (pulse width)

based on various inputs.

FUEL PUMP RELAY-PCM OUTPUT

DESCRIPTION

The 5–pin, 12–volt, fuel pump relay is located in

the Power Distribution Center (PDC). Refer to the
label on the PDC cover for relay location.

OPERATION

The Powertrain Control Module (PCM) energizes

the electric fuel pump through the fuel pump relay.
The fuel pump relay is energized by first applying
battery voltage to it when the ignition key is turned
ON, and then applying a ground signal to the relay
from the PCM.

Whenever the ignition key is turned ON, the elec-

tric fuel pump will operate. But, the PCM will shut-
down the ground circuit to the fuel pump relay in
approximately 1–3 seconds unless the engine is oper-
ating or the starter motor is engaged.

IDLE AIR CONTROL (IAC) MOTOR—PCM
OUTPUT

DESCRIPTION

The IAC stepper motor is mounted to the throttle

body, and regulates the amount of air bypassing the
control of the throttle plate. As engine loads and
ambient temperatures change, engine rpm changes. A
pintle on the IAC stepper motor protrudes into a pas-
sage in the throttle body, controlling air flow through
the passage. The IAC is controlled by the Powertrain
Control Module (PCM) to maintain the target engine
idle speed.

OPERATION

At idle, engine speed can be increased by retract-

ing the IAC motor pintle and allowing more air to
pass through the port, or it can be decreased by
restricting the passage with the pintle and diminish-
ing the amount of air bypassing the throttle plate.

The IAC is called a stepper motor because it is

moved (rotated) in steps, or increments. Opening the
IAC opens an air passage around the throttle blade
which increases RPM.

The PCM uses the IAC motor to control idle speed

(along with timing) and to reach a desired MAP dur-
ing decel (keep engine from stalling).

The IAC motor has 4 wires with 4 circuits. Two of

the wires are for 12 volts and ground to supply elec-
trical current to the motor windings to operate the
stepper motor in one direction. The other 2 wires are
also for 12 volts and ground to supply electrical cur-
rent to operate the stepper motor in the opposite
direction.

To make the IAC go in the opposite direction, the

PCM just reverses polarity on both windings. If only
1 wire is open, the IAC can only be moved 1 step
(increment) in either direction. To keep the IAC
motor in position when no movement is needed, the
PCM will energize both windings at the same time.
This locks the IAC motor in place.

In the IAC motor system, the PCM will count

every step that the motor is moved. This allows the
PCM to determine the motor pintle position. If the
memory is cleared, the PCM no longer knows the
position of the pintle. So at the first key ON, the
PCM drives the IAC motor closed, regardless of
where it was before. This zeros the counter. From
this point the PCM will back out the IAC motor and
keep track of its position again.

When engine rpm is above idle speed, the IAC is

used for the following:

• Off-idle dashpot (throttle blade will close quickly

but idle speed will not stop quickly)

• Deceleration air flow control

14 - 40

FUEL SYSTEM

WJ

DESCRIPTION AND OPERATION (Continued)

• A/C compressor load control (also opens the pas-

sage slightly before the compressor is engaged so
that the engine rpm does not dip down when the
compressor engages)

• Power steering load control
The PCM can control polarity of the circuit to con-

trol direction of the stepper motor.

IAC Stepper Motor Program: The PCM is also

equipped with a memory program that records the
number of steps the IAC stepper motor most recently
advanced to during a certain set of parameters. For
example: The PCM was attempting to maintain a
1000 rpm target during a cold start-up cycle. The last
recorded number of steps for that may have been
125. That value would be recorded in the memory
cell so that the next time the PCM recognizes the
identical conditions, the PCM recalls that 125 steps
were required to maintain the target. This program
allows for greater customer satisfaction due to
greater control of engine idle.

Another function of the memory program, which

occurs when the power steering switch (if equipped),
or the A/C request circuit, requires that the IAC step-
per motor control engine rpm, is the recording of the
last targeted steps into the memory cell. The PCM
can anticipate A/C compressor loads. This is accom-
plished by delaying compressor operation for approx-
imately 0.5 seconds until the PCM moves the IAC
stepper motor to the recorded steps that were loaded
into the memory cell. Using this program helps elim-
inate idle-quality changes as loads change. Finally,
the PCM incorporates a “No-Load

9 engine speed lim-

iter of approximately 1800 - 2000 rpm, when it rec-
ognizes that the TPS is indicating an idle signal and
IAC motor cannot maintain engine idle.

A (factory adjusted) set screw is used to mechani-

cally limit the position of the throttle body throttle
plate. Never attempt to adjust the engine idle
speed using this screw. All idle speed functions are
controlled by the IAC motor through the PCM.

OXYGEN SENSOR HEATER RELAYS—PCM
OUTPUT

DESCRIPTION

The 2 oxygen (O2) sensor heater relays (upstream

and downstream) are located in the Powertrain Dis-
tribution Center (PDC).

OPERATION

Engines equipped with the California (NAE) Emis-

sions Package use four O2 sensors.

Two of the four sensor heater elements (upstream

sensors 1/1 and 2/1) are controlled by the upstream
heater relay through output signals from the Power-
train Control Module (PCM).

The other two heater elements (downstream sen-

sors 1/2 and 2/2) are controlled by the downstream
heater relay through output signals from the PCM.

To avoid a large simultaneous current surge, power

is delayed to the 2 downstream heater elements by
the PCM for approximately 2 seconds.

RADIATOR COOLING FAN RELAY—PCM
OUTPUT

DESCRIPTION

The pulse width modulated (PWM) radiator cooling

fan relay is located behind the front bumper fascia
below the right headlamp.

OPERATION

The PWM relay is used to control the speed of the

electric radiator cooling fan. It allows for multiple fan
speeds. This allows for improved fan noise and A/C
performance, better engine cooling, and additional
vehicle power.

PWM relay operation is controlled by the Power-

train Control Module (PCM). To operate the PWM
relay, the PCM looks at inputs from:

• Engine coolant temperature

• Ambient temperature from the body controller

• Vehicle speed

• Transmission oil temperature

• A/C switch position (A/C request)

THROTTLE BODY

DESCRIPTION

The throttle body is located on the intake manifold.

Fuel does not enter the intake manifold through the
throttle body. Fuel is sprayed into the manifold by
the fuel injectors.

OPERATION

Filtered air from the air cleaner enters the intake

manifold through the throttle body. The throttle body
contains an air control passage controlled by an Idle
Air Control (IAC) motor. The air control passage is
used to supply air for idle conditions. A throttle valve
(plate) is used to supply air for above idle conditions.

Certain sensors are attached to the throttle body.

The accelerator pedal cable, speed control cable and
transmission control cable (when equipped) are con-
nected to the throttle body linkage arm.

A (factory adjusted) set screw is used to mechani-

cally limit the position of the throttle body throttle
plate. Never attempt to adjust the engine idle
speed using this screw. All idle speed functions are
controlled by the PCM.

WJ

FUEL SYSTEM

14 - 41

DESCRIPTION AND OPERATION (Continued)

DIAGNOSIS AND TESTING

VISUAL INSPECTION

A visual inspection for loose, disconnected or incor-

rectly routed wires, vacuum lines and hoses should
be made. This should be done before attempting to
diagnose or service the fuel injection system. A visual
check will help spot these faults and save unneces-
sary test and diagnostic time. A thorough visual
inspection will include the following checks:

(1) Verify three 32–way electrical connectors are

fully inserted into connector of Powertrain Control
Module (PCM) (Fig. 2).

(2) Inspect battery cable connections. Be sure they

are clean and tight.

(3) Inspect fuel pump relay and air conditioning

compressor clutch relay (if equipped). Inspect ASD
and oxygen sensor heater relay connections. Inspect
starter motor relay connections. Inspect relays for
signs of physical damage and corrosion. The relays
are located in the Power Distribution Center (PDC)
(Fig. 3). Refer to label on PDC cover for relay loca-
tion.

(4) Inspect ignition coil connections (Fig. 4) or (Fig.

5).

(5) Verify camshaft position sensor wire connector

is firmly connected (Fig. 6) or (Fig. 7).

Fig. 2 Powertrain Control Module (PCM) Location

1 – PCM
2 – COOLANT TANK

Fig. 3 Power Distribution Center (PDC) Location

1 – POWER DISTRIBUTION CENTER (PDC)
2 – BATTERY

Fig. 4 Ignition Coil Connector—4.0L Engine

1 – REAR OF VALVE COVER
2 – COIL RAIL
3 – COIL CONNECTOR
4 – RELEASE LOCK
5 – SLIDE TAB

14 - 42

FUEL SYSTEM

WJ

(6) Verify crankshaft position sensor wire connec-

tor is firmly connected (Fig. 8) or (Fig. 9).

Fig. 5 Ignition Coil Connector—4.7L V-8 Engine

1 – IGNITION COIL
2 – COIL ELECTRICAL CONNECTOR
3 – COIL MOUNTING STUD/NUT

Fig. 6 Camshaft Position Sensor—4.0L Engine

1 – OIL FILTER
2 – CAMSHAFT POSITION SENSOR
3 – CLAMP BOLT
4 – HOLD-DOWN CLAMP
5 – MOUNTING BOLTS (2)
6 – ELEC. CONNECTOR

Fig. 7 Camshaft Position Sensor—4.7L V-8 Engine

1 – RIGHT CYLINDER HEAD
2 – CAMSHAFT POSITION SENSOR
3 – MOUNTING BOLT
4 – ELEC. CONNECTOR

Fig. 8 Crankshaft Position Sensor—4.0L Engine

1 – SLOTTED HOLE
2 – CRANKSHAFT POSITION SENSOR
3 – WIRE SHIELD
4 – MOUNTING BOLT
5 – TRANSMISSION HOUSING
6 – PAPER SPACER

WJ

FUEL SYSTEM

14 - 43

DIAGNOSIS AND TESTING (Continued)